覆盖层对激电异常的影响研究

激发极化法已经在资源勘查中得到广泛应用,并取得了显著的地质效果。然而,在野外实际工作中,通常由于地表存在低阻或高阻覆盖层,而使覆盖层下目标地质体的激电异常发生变化。这里首先介绍时间域激电二维有限元数值模拟的基本理论;其次介绍了设计存在覆盖层条件下几种典型的理论地电模型,并对其进行有限元数值模拟;最后,总结覆盖层对激电异常的影响特征。这些工作能够为激发极化法在实际工作中的应用起到参考作用。     

分布式被动源电磁法在地下水勘查中的应用

分布式被动源电磁法,利用天然电磁场为源场,研究大地的电磁响应,探测地下电性分布及地质结构,机动灵活地适应复杂的地理地质环境.通过在陕西某干旱缺水区的应用试验及北京某地深部地热的应用研究,表明分布式被动源电磁法对含水构造、隐伏岩溶及赋水地层均具有较高分辨率,为地下水勘查中的轻便有效方法技术,适宜于我国地下水资源的快速大探测深度勘查需要.     

多频供电波形与合成技术研究

多频发射技术是主动源电磁法提高工作效率的重要手段之一.什么样的供电波形最好,一直是工程技术人员关心的问题.通过对典型供电波形频谱结构的研究,认为各频率成份能量相等的波形是最佳波形.介绍了基于DDS、CPLD和VHDL的多频波形合成技术,结合实例阐述该技术的软硬件设计方法.     

二维大地电磁人机交互解释系统的实现

利用Fortran强大的数值计算能力和Visual Basic界面开发功能,通过动态链接库(DLL)连结,两种语言直接用文本传递,通过混合编程,开发出二维人机交互系统,实现了二维大地电磁人机交互解释系统电法资料的处理。介绍了解释系统的特点,并给出了在电法数值模拟和可视化技术中的具体应用实例。     

地球化学方法在琼北地区探测隐伏断层中的应用

利用地球化学方法在琼北地区探测隐伏断层,取得了一定的地质效果。充分发挥该方法轻便、快速、经济的优点,为该区防震减灾、城市规划、国土综合利用、城市土地调整提供科学的依据。     

2.5维电导率正交各向异性海洋可控源电磁等参有限元数值模拟

本文实现了2.5维电导率正交各向异性海洋可控源电磁等参有限元数值模拟.利用傅里叶变换导出了电导率正交各向异性2.5维海洋可控源电磁法波数域电磁场耦合方程,采用伽里金加权余量法推导了相应的有限元方程;采用任意四边形单元对研究区域进行剖分,在单元中进行双二次插值,将有限元方程化为线性代数方程组;最后,求解线性方程组并进行反傅里叶变换获得空间域电磁场值.这个方法可以模拟海底起伏地形条件下地下任意形状电导率正交各向异性的复杂模型.与一维模型的数值模拟结果对比表明,电磁场数值解与解析解吻合.二维模型的计算结果与二维自适应非结构有限元模拟结果也吻合.水平海底二维地电模型考察了不同各向异性系数对海洋可控源电磁响应的影响特征.海底起伏地形地电模型的数值结果表明,电导率各向异性对海洋可控源电磁响应影响明显,有可能淹没海底地形和高阻油气藏引起的异常.     

电导率任意各向异性海洋可控源电磁三维矢量有限元数值模拟

现有海洋可控源电磁三维数值模拟方法大多基于电导率各向同性介质理论,不能模拟海底地层电导率各向异性的实际情况.本文给出了电导率各向异性三维介质中电性源海洋可控源电磁二次电场的边值问题以及相应的变分问题,采用长方体单元对研究区域剖分,将场分量定义在剖分单元的边上,利用矢量有限单元法求解变分问题,实现了电导率任意各向异性海洋可控源电磁三维矢量有限元数值模拟.这个新的正演方法可以计算电导率任意各向异性三维地电模型的海洋可控源电磁响应,基于二次场矢量有限元法直接求解电磁场,避免了传统有限元方法可能遇到的伪解问题和难于处理电场法向分量不连续的问题,提高了数值模拟计算精度.一维电导率各向异性模型电磁场数值解与解析解吻合得相当好,无论在源附近还是远离源处相对误差均不超过1%.电导率各向异性二维模型的计算结果与已有文献采用的非结构有限元模拟结果十分吻合.三维地电模型数值模拟结果显示,电导率各向异性张量电导率主轴分量和欧拉角对不同装置海洋可控源电磁响应均有着明显的影响.     

基于cole-cole复电阻率模型的线源可控源有限元数值模拟

受激发极化效应的影响,大地中岩(矿)石电阻率是一个与频率、电化学性质等因素有关的复电阻率。接收到的电磁场信号中,包含了电磁感应效应以及激发极化效应双重因素的影响。将cole-cole复电阻率模型引入二维线源可控源正演理论,加载伪delta函数,实现了含激发极化效应的线源可控源有限元数值模拟。计算了不同极化参数的二维地质体线源可控源的影响特征。结果表明:线源可控源响应对IP效应反映明显,视电阻率出现增高的特征;低阻高极化相对于高阻高极化模型受IP效应影响更大,从低阻中提取IP效应更加乐观。该研究为实现从复杂地质条件下CSAMT信号提取IP效应奠定了基础。     

起伏地表复电阻率法有限元数值模拟及异常特征

为了解起伏地表对复电阻率法数据的影响,发展了起伏地表条件下复电阻率法2.5维有限元数值模拟方法。经数值模拟结果与解析解对比表明,该模拟方法在计算精度上得到了较满意的结果;几种常见纯地形异常的数值结果表明:起伏地形对复电阻率法数据的畸变特征与地形坡度大小以及地形分布范围有很强的相关性,坡度越大,地形影响越为剧烈;坡度角为45°的山脊地形、山谷地形和斜坡地形所引起的复电阻率法实分量异常分别达到背景值的21.2倍、3.9倍和3.4倍,虚分量异常分别达到背景值的2.3倍、2.2倍和2.1倍,振幅异常分别达到背景值的21.2倍、3.9倍和3.4倍;而相位受地形影响非常微弱。这些工作为复电阻率法的地形改正和反演奠定了基础。     

层状极化介质激发极化效应特征研究

这里研究层状极化介质激发极化效应特征。首先,在忽略电磁效应的情况下,用柯尔～柯尔模型表征极化介质复电阻率,计算三层不同地电断面复电阻率的振幅和相位随极距变化的曲线;然后,分析极化层不同充电率和不同时间常数、不同激发频率和极化层不同埋深,对测深曲线的影响规律,并提出了具有实际指导意义的极化层埋深与极距的对应关系。这些工作都能够为野外开展复电阻率测量和资料解释起到参考作用。