用PC—1500计算机对电测深资料作自动解释

最近,国内一些单位在物探中应用PC—1500袖珍计算机做了不少工作。在电测深方面文献[1]、[2]提供了电阻率测深及激发极化测深的方法和程序。本文给出了在PC—1500机上实现的电测深曲线T函数自动拟合反演解释方法和程序,供大家参考。一、理论基础众所周知,在水平层状大地表面上对称四极排列的视电阻率表达式为 p_s=r~2 intergral from n=0 to ∞ T_1(λ)J_1(λr)λdλ (1)式中r=AB/2,为对称四极排列的电极距;J_1(λr)是一阶贝塞尔函数;T_1(λ)为视电阻率转换函数(简称T函数),可由下列递推公式求得: Tn(λ)=pn,     

大定源回线全区视电阻率平移算法与核函数算法的对比

为了更快、更准确地进行瞬变电磁一维正、反演,研究了中心回线装置计算全区视电阻率的平移算法和核函数算法。研究表明,均匀半空间大定源回线的瞬变响应曲线具有平移伸缩特性和核函数特点,可以运用平移算法和核函数算法计算。推导出全区视电阻率的计算公式,通过三层K型、4层KH型地电模型理论计算,对比分析了平移算法和核函数算法的运算速度和误差,结果表明:平移算法的运算速度为0.140 6 s,均方根误差为1.824×10-2,核函数算法的运算速度为3.241 8 s,均方根误差为0.728×10-2,两种方法均能计算大定源回线的全区视电阻率,各有优缺点。      

ATEM-Ⅱ瞬变电磁仪数据处理软件的研制与应用

通过对瞬变电磁信号处理方法的研究，编程实现了信号的抽道处理(面积积分)、斜阶跃波后沿校正、全区视电阻率、视深度的计算等数据处理。对瞬变电磁仪器来说，记录的信号是感应电动势值，但理论和计算均表明，εc(t) 给出的视电阻率定义不是单值函数，而且对层状模型存在所谓的假值和无解现象。为了求真电阻率，采用了由电动势定义的全区视电阻率和近区的近似视电阻率公式相结合的方法。采用先由近区的近似公式计算出视电阻率的范围，再采用迭代方法，用全区公式求视电阻率，以保证有解且唯一。在新疆土屋铜矿区0线开展ATEM实验，对实测资料进行处理和解释，效果显著。     

电阻率测深“反射系数”q_n的计算及其应用

式中r为电极距,h_0为各层厚度的最大公约数,q_n称为“反射系数”.当(1)式中h_0和n选择适当时,可以得到较精确的ρ_s理论曲线. 众所周知,电阻率测深公式中转换函数T(λ)可用级数形式表示,也可用简单的递推公式计算得出.然而,T←→ρ之间的转换却要用近似积分或离散的汉克尔变换来实现,公式复杂,计算量大.     

L=K R_0/П引入煤田测井一个公式

在煤田测井中,测量视电阻率等曲线时,多数测井队常用的公式是 n=K M/I (1) 式中 n—横向比例;K—电极装置系数;M—电压常数;I—下井供电电流。我队搞石油测井时,引入了一个公式,因为它使用方便,至今仍在使用。测量视电阻率、泥浆电阻率、微电极、井径、井温等曲线都能用得上。     

频率测深波区视电阻率响应和正演计算

本文对频率测深电偶源发射时的波区视电阻率响应进行了较系统的讨论,指出了国内现有理论中的一些错误。研究发现,在进行波区视电阻率响应的理论推导时,当基底电阻率有限时进行零级近似是正确的,但当基底电阻率为无限大时,进行零级近似是不完善的,必须进行修改。利用正确的公式进行了视电阻率响应的正演计算,结果表明,利用零级近似得出的公式与利用一级近似得出的公式计算的视电阻率响应曲线首支部分符合较好,但对于有高阻基底存在的地电断面,响应曲线尾支差异很大。     

频率测深中磁性层的视电阻率响应

频率测深理论曲线现有的计算公式都是把各层介质的磁导率看成等于真空磁导率μ_0的情况推演出来的,这对沉各岩层通常适宜的。但还有一些磁性岩层(铁磁性矿床或基性火成岩)其磁导率将导致频率测深视电阻率值的增高。从这点出发,文中就频率测深中磁性层的视电阻率响应进行了理论公式的推导和实算。结果表明:磁性层对频率测深视电阻率曲线的影响是不可忽视的,在频率测深方法中利用磁导率来探测磁性层是可行的。     

MN长度误差及方向偏差对EH4视电阻率的影响

在EH4工作中,MN误差会导致视电阻率误差。有学者曾推导出MN长度误差引起的视电阻率相对误差公式,但公式的推导过程与实际工作有一定的偏差。MN方向偏差、MN长度误差及方向偏差同时存在对EH4视电阻率的影响,却未见报道。因此,这里对MN长度误差、MN方向偏差、MN长度误差及方向偏差同时存在引起的EH4视电阻率相对误差进行理论推导和数值计算。研究表明,EH4视电阻率误差随着MN误差的增大而增大;当存在MN长度误差时,MN长度误差为负的视电阻率相对误差比MN长度误差为正时大。     

火山岩U-Th矿物等时线年龄的新模型及其意义

U-Th矿物等时线法定年适用于小于350ka范围的年轻火山岩。但是,火山岩矿物U-Th同位素比值不仅反映了火山的喷发年龄,而且受到岩浆房过程和结晶分异过程时间尺度的影响,在一些研究中,出现了等时线年龄(表面年龄)比实际火山喷发年龄偏老的问题,这种现象为研究岩浆房滞留时间和矿物结晶分异时间尺度问题提供了很好的条件。长期以来,国际上不乏此类研究,但迄今为止,还没有准确、实用的数值模型来描述结晶分异过程对矿物等时线年龄的影响,更无从谈起合理的计算方程。本文以一个简化的晶体生长模型(岩浆房U-Th同位素初始比值保持不变;不考虑可能的熔蚀和结晶间断;矿物的结晶速率可以简化表示,例如dV=kt·dt)为例,考察了在晶体生长(结晶分异)条件影响下的U-Th同位素衰变关系: ((~(230)Th)/(~(232)Th))=((~(230)Th)/(~(232)Th))_0·1/(λT_m)·(e~(-λ(T_1-T_m))-e~(-λT_1))+((~(238)U)/(~(232)Th))·1/(λT_m)·(e~(-λT_1)-e~(-λ(T_1-T_m)))]这仍然是一个线性方程,斜率(m)表达了火山岩喷发年龄(T_2)和矿物结晶分异时间(T_m,岩浆房滞留时问)尺度的耦合关系,而不只是喷发年龄,用方程表示为m=1/(λT_m)·(e~(-λ(T_2+T_m))-e~(-λT_2))新的模型表明,等时线出现的一般条件是不同种类的矿物具有相同的结晶历史(包括火山岩喷发年龄和矿物结晶分异的时间尺度),而不是单一的喷发年龄,在大多数年轻火山岩喷发年龄相对表较明确的条件下,我们可以应用该模型估算很多火山的岩浆房滞留时间尺度。把新的模型和方程应用于天池火山的U-Th同位素年代学研究,根据Dunlap(1996)分析测试的数据,天池火山千年大喷发岩浆房滞留时间为100ka左右。这个时间与Dunlap(1996)所估计的时间(60～100ka)的上限一致;值得注意的是,在我们的新模型中,我们认为岩浆房滞留时间和矿物结晶分异时间尺度可能被低估,实际时间应当大于等于这个数值。     

PC—1500微型计算机电测深曲线数字解释程序

利用电阻率转换函数便于在电子计算机上实现视电阻率测深曲线的数字解释。许多野外物探工作者常因野外条件所限,极需有一种采用简单计算工具即可进行视电阻率测深曲线数字解释的方法。本文介绍改进的电阻率转换函数消层法及其PC——1500微型计算机程序。本方法在理论模型和实际地电断面上的使用表明,其计算程序简单可靠,适于野外队使用。一、数学原理简述如图1所示,水平层状介质表面任一点0上的视电阻率函数,在施伦贝尔热装置情况下,其积分表达式为:     

直立接触面视电阻率量板

有关两种介质直立接触面的电位理论、公式和曲线,在电法勘探课程中都介绍过,但很少涉及测线方向斜交于直立接触面的情况,更没有给出相应的视电阻率公式和曲线。本文导出适用于斜交情况的电剖面和电测深公式,为简化计算并编制了直立接触面视电阻率量板和图册,能用来解决陡倾接触面旁侧电阻率法推断解释中的一些实际问题。     

全空间瞬变电磁法资料解释方法中的平移算法

全空间视电阻率公式及全区求解方法是地下瞬变电磁理论的重要组成部分。为探讨全空间全区视电阻率求解方法,笔者将半空间全区视电阻率的平移算法引入至全空间并对其进行了研究。同时,分别采用理论数据、正演模拟数据及实测数据对该方法在全空间资料处理与解释中的有效性和精确性进行了分析。结果显示,平移算法与常规的全区视电阻率解法具有相同的理论基础,但前者避免了传统全区计算方法中的多解性;此外,采用由截距参数绘制的时间剖面图和视电阻率断面图进行联合解释产生了较好的应用效果。     

运用概率统计方法分析对比两种电测深反演程序的解释效果

一、引言在已推广的电测深曲线反演解释程序中,按拟合对象可分为拟合核函数(即T函数)及拟合视电阻率函数(即ρ_s函数)两种。各具有不同的特点和长处,对它们的看法和认识也不一样。在地质部水文地质工程地质技术方法研究大队唐大荣和张文良同志编写的《直流电测深曲线计算机解释原理及方法》(1979年10月24日初稿)一书中谈到:拟合T函数的方法速度快但精度低,而拟合ρ_s函数的方法正好相反,速度慢但精度高。书中分析了造成拟合T函数方法解释精度不高的两个原因:1.T曲线的分辨能力不如ρ_s曲线高,拟合     

对人工源频域电磁法视电阻率的探讨

对人工源频域电磁法的三种视电阻率计算方法进行了有关理论、一维地电模型正演、野外实验数据的对比分析,得出:广域视电阻率对于地质基底电阻率反映更真实,具有更强的抗干扰能力,但计算公式复杂;远区视电阻率对于地质基底电阻率反映没有广域视电阻率真实,但计算公式简单,且对于远区与过渡区的电阻率反映情况与广域视电阻率相同,也具备强抗干扰能力;卡尼亚视电阻率在远区与其他两种方法的结果相似,其计算视电阻率公式简单,但对于基底电阻率反映较差,且需额外测量磁场,导致抗干扰能力和工作效率不及前两者。故单纯从视电阻率反映的地质情况特别是基底地质情况看,广域视电阻率最优,远区视电阻率次之,卡尼亚视电阻率最次,但后两者计算公式简单。从勘探数据的正、反演角度而言,后两者的计算量要少于前者。     

电测深法视电阻率对介质电阻率偏导数的计算

在前人工作基础上,对电测深法一维正演解析解递推电阻率转换函数求偏导,给出了电测深法视电阻率对介质电阻率偏导数的解析计算方法;根据Seigel体激发极化理论,采用视电阻率对介质电阻率偏导数矩阵的线性组合,计算出了电测深法的视极化率,其结果与"等效电阻率法"计算视极化率最大相对误差小于1.1%。在一次正演计算过程中就可以同时得到视电阻率、视极化率以及视电阻率对介质电阻率的偏导数矩阵,提高了计算效率,也为后续的多层地电模型电测深法数据优化反演计算提供了关键性技术。     

广域视电阻率的数值计算方法

广域视电阻率与卡尼亚视电阻率相比,能更好地表征地下介质的电性变化规律,一般常使用迭代法和逆插值法求解,这里使用这两种算法对E—Ex方式广域视电阻率进行了计算.结果表明,使用这两种算法所得广域视电阻率,都正确反映了地下介质的电性变化规律,逆插值的影响因素较少,计算过程稳定.其不足之处在于要求插值目标函数单调,迭代法步骤简单,并存在迭代发散的情况.在实际应用时,可根据广域视电阻率公式的特点,选择适当的方法进行计算.     

垂直接触带上电阻率异常的空间分布特征

针对垂直层状结构岩层的电阻率分布特征问题,采用直立多层介质地面电场递推公式,计算岩层为多个垂直接触面时的地面视电阻率。利用Hankel线性滤波对零至无穷大区间的积分进行数值计算,使用多种电阻率测量装置进行正演计算,得出垂直接触带上多种测量装置的理论视电阻率异常特征。     

结合有限项多指数级数近似的点源格林函数闭式算法

针对水平层状介质点电流源格林函数,提出了一种快速计算技术。该方法利用点电流源层状介质格林函数谱为单调实函数的特点,采用多指数级数近似格林函数谱,进而借助Somerfeld-Lipschtz积分实现格林函数的闭式计算。计算过程中,格林函数谱以等对数间隔抽样,近似多指数级数的指数常数保持固定并被等对数间隔抽样,近似过程只是指数级数系数谱的计算过程。计算结果表明,采用如下参数能实现点电流源格林函数高精度闭式计算:(1)λmin=10-6,λmax=10,采样点N=128,λ对数抽样;(2)T2min=10-7,T2max=103,T2对数抽样,抽样个数M=64;(3)最优正则化参数α2=10-5,采用最简单模型对解进行约束。     

椭球体的视电阻率特征

椭球体是最具代表性的典型三维地电体之一,它三个轴的长短经过变化后可以和多种形状的地电体相似。因此,实现了椭球体电阻率的求解,就可以模拟绝大多数三维地电体的电阻率曲线。从拉普拉斯方程的求解出发,得到了均匀空间中存在的水平椭球体异常表达式,并用简单加倍的方法得到了均匀半空间中水平椭球体的视电阻率公式,结合倾斜旋转椭球体的视电阻率公式的规律,得到了倾斜椭球体的视电阻率公式,再进行一系列简化得到板状体。最后分析对比了均匀电场中旋转椭球体和板状体的视电阻率曲线的形态和规律。结论表明:旋转椭球体与板状体的视电阻率曲线的走向大体相似,且板状体的曲线相比旋转椭球体较缓和。对于低阻情况,在异常体顶部附近的视电阻率异常为零,异常体的倾向一侧有极小值,反倾向一侧有极大值,曲线随倾角α的增大而逐渐变陡。对于高阻情况,视电阻率的极大值出现在异常体顶部附近,两侧有极小值,倾向一侧的曲线较缓和而反倾向一侧的曲线较陡峭,随着倾角α的增大,视电阻率异常变大。     

使用任意电极排列电阻率测深中核函数的计算

对于任意电极排列,级数展开能用于从视电阻率获得核函数。三种函数最适于这个目的,展开系数可由最小二乘法获得。在这种情况下,函数的正交归一化是有利的,并给出一例使用温纳装置的例子。