基于姿态参数的海洋可控源电磁数据一维反演

基于姿态信息的海洋可控源数据一维反演采用Occam方法进行,反演数据为不同收发距离观测到的电场振幅(MVO)。接收器和发射器姿态参数同时引入到反演中,正演过程引入发射源姿态参数,借助矢量分解将任意姿态的发射源分解为3个正交坐标轴分量源,分别计算接收点处电场响应,叠加得到总电场响应;根据接收器姿态信息,将计算坐标系中的电场矢量进行欧拉旋转获取任意姿态时测量到的电场响应。理论模型与实际数据反演结果表明,基于姿态信息进行海洋可控源勘探数据反演是可行的。     

基于可控源电磁法阻抗信息的有限内存拟牛顿法三维反演

本文研究了利用阻抗信息进行可控源电磁勘探有限内存拟牛顿法三维反演的技术。首先用理论模型来验证有限内存拟牛顿法反演的准确性和可行性。观测参数为复阻抗Z_xy分量,采用交错网格有限差分方法计算模型响应,反演采用有限内存拟牛顿法。数值模拟结果表明：有限内存拟牛顿法反演迭代速度较快,每4 min迭代一次,拟合差由146.00下降到1.78,收敛稳定;异常体的位置与理论模型吻合较好,有效地验证了有限内存拟牛顿法可控源三维反演的正确性。为了进一步验证该方法的实用性,将其应用到隐伏钼矿可控源电磁勘探工作中。工区的反演结果显示：在工区北西段深部存在高阻异常,其上为低阻异常。截取过钻孔的3号测线发现,-500~-100 m的位置表现为低阻,东侧存在向上涌起的高阻。推测此低阻为矿化蚀变带,延伸较深。该异常与钻探资料揭示的钼矿脉一致,证明了反演结果的准确性。因此,利用可控源观测得到的阻抗信息进行有限内存拟牛顿法三维反演,可以获得可靠的三维电阻率分布。     

音频大地电磁数据非线性共轭梯度3D反演在江西相山铀矿勘查中的应用

相山铀矿田是中国重要的铀矿生产基地。为研究相山铀矿田地球物理特征,进而寻找相山地区铀成矿的有利部位,笔者利用非线性共轭梯度3D反演方法进行反演计算。结果显示,该地区地下结构表现出明显的3层结构,推测第一层高阻异常是下白垩统鹅湖岭组,第二层低阻异常是下白垩统打鼓顶组,第三层高阻异常是中元古界基底变质岩。结合地质情况,根据测井曲线得到第一层与第二层之间的第一成矿界面电阻率约为2 000Ω·m,第二层与第三层之间的第二成矿界面电阻率约为500Ω·m。依据两成矿界面电阻率描绘出测区的成矿界面的形态特征呈现地区分布不均匀性,第一成矿界面西南部保存较好,测区南部被断层切割明显;第二成矿界面在中部保存较好,边缘缺失。根据成矿界面和断裂复合部位得到成矿有利区,第一成矿界面的有利区位于测区中部和南部,第二成矿界面的有利区位于测区边缘。     

地一井瞬变电磁三维交错网格有限差分正演及响应特性

为了研究地-井瞬变电磁响应特征,获得不同井位低阻薄板异常体的响应规律:首先采用交错网格有限差分技术离散二次场满足的频率域赫姆霍兹方程;然后结合虚框叠加等效和虚拟界面法将发射源和接收位置扩展到任意层位,解决了全空间背景格林函数的计算问题;之后利用MUMPS求解器求解频率域二次场,再经过余弦变换,获得井中任意位置的瞬变电磁响应;最后采用三维模型对本文算法的正确性进行验证,设计了均匀半空间和嵌入低阻薄板的三维模型,获得垂直磁场的三维分布,分析均匀导电半空间中低阻薄板对地-井瞬变电磁三维响应的影响特点.结果表明:本文三维地-井瞬变电磁计算方案的计算精度与前人基本相同;水平导电薄板的存在主要影响板体附近及穿过薄板的井中瞬变响应,最大的特点是在异常体位置附近的中期时间道响应出现变号现象.本文的研究为定性解释地-井瞬变电磁法异常提供一个技术手段,也为地-井瞬变电磁三维反演奠定基础.     

基于球坐标系下有限差分的地磁测深三维正演

为了计算全球尺度电磁感应的响应,本文介绍地磁测深频率域三维正演。正演算法采用球坐标系下的交错网格有限差分方法,从Maxwell方程的积分形式出发,采用PARDISO对离散后的方程组求解,避免了迭代求解的散度校正。为了验证本文结果的正确性和精度,与前人的有限元和有限差分方法进行了对比,一维层状模型的三维交错网格有限差分数值结果和解析解相对误差小于5%,双半球模型的计算结果与前人的计算结果完全吻合。三维"棋盘模型"计算表明磁场分量对异常体的大小和位置具有很好的分辨能力。     

三维电性结构揭示的中国东北地区新生代火山深部起源

利用上地幔尺度的三维电性结构探讨了中国东北地区新生代火山的深部起源及彼此间联系.文章在该地区采集并获得了高质量的长周期大地电磁全阻抗张量数据,并采用高斯-牛顿法进行三维反演,得到了电阻率模型.该电阻率模型显示,中国东北地区高阻岩石圈内,存在多个局部低阻异常,它们在空间上和该区新生代火山对应;在上地幔深部,环松辽盆地分布三个低阻异常;软流圈中存在着脉状低阻异常,联系着岩石圈内和上地幔深部的低阻异常.岩石物理分析表明,这些低阻异常由流体熔融物质引起.俯冲到中国东北地区地幔转换带中的西太平洋板块发生持续脱水作用,模型则进一步揭示,这些水向上迁移到松辽盆地下方的转换带顶部并引起上地幔底部的部分熔融,在浮力作用下形成热物质上升流,融透软流圈后底辟于干枯岩石圈底部,最后刺穿较为薄弱或者活化的缝合带等构造边界,排出地表形成包括长白山火山、哈拉哈火山等整个中国东北地区新生代大规模火山事件.因此认为,中国东北地区的新生代火山"本是同根生",它们均起源于上地幔深部的环状低阻异常.     

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。     

垂向电测深交互反演软件设计

新的一维电测深入一机交互反演软件基于Windows操作环境，充分体现Windows界面风格，更重要的是在人一机交互方面做到操作简单，使用灵活，整个软件适应性强，性能稳定，在生产单位得到使用。