大地电磁六元素张量阻抗理论及其应用

在经典大地电磁（MT）理论中,张量阻抗[ Z ]定义为电场分量和磁场分量之间的线性关系.估算张量阻抗[ Z ]及和它有关的其他参数（例如视电阻率、相位、倾子等）是MT数据处理中的一个重要环节.引入了六元素张量阻抗[ R ]的全新概念,并开发了相应的处理方法.为检验本方法的特征和抗噪性能,对采集自朝鲜的MT野外资料进行了分析.分析结果表明在MT资料处理中新定义的六元素张量阻抗[ R ]比传统的四分量张量阻抗[ Z ]提高测深曲线的相干度至少0.1以上,并且改善了大地电磁资料处理的质量.      

级联分样与分频段功率谱计算的大地电磁张量阻抗估算对比

级联分样和分频段功率谱计算是大地电磁数据处理中的两种功率谱计算方法.本文基于Welch方法,在其他各项处理参数设置相同的条件下,分别将两种功率谱计算方法用于模拟数据和实测数据对比计算.计算结果认为,在无噪声的模拟数据条件下,两种功率谱计算方法得到的测深曲线差异不明显;对实测数据的计算发现,高频部分级联分样要略优于分频段功率谱估计,而在低频部分,分频段功率谱估计的测深曲线连续性与误差情况要好于级联分样.     

大地电磁法人文噪声干扰特点及处理方法综述

大地电磁法(MT)是一种大深度、高效率、低成本的被动源勘探技术.随着社会经济的不断发展,交通、电力、通讯网络等各类人文干扰对MT法观测数据污染日益严重.为获得有效观测数据,必须对人文干扰进行抑制或消除.这里分析了大地电磁观测方法中常见人文噪声及其干扰特性,对国内、外MT法观测数据信噪分离方法进行了分类总结.分别对Hil...     

仿真方波的大地电磁远参考去噪研究

通过给100Ω·m的均匀半空间时间序列添加仿真方波噪声,利用EMTF软件计算得到受影响的视电阻率相位曲线以及带远参考的视电阻率相位曲线,讨论实验噪声对曲线的影响及远参考方法的去噪效果。研究表明,远参考方法能够在一定程度上消除噪声的影响,接近真实的视电阻率相位,而低频低相干度的远参考结果是有偏倚的,为了获得低频阻抗无偏估计,需要参与平均的数据足够大。     

一维层状介质大地电磁模拟退火反演法

大地电磁模拟退火反演法是一种最优化的非线性反演方法,与传统的线性反演方法相比该方法具有：（１）不依赖于初始模型的选择;（２）能寻找全局最小点而不陷入局部极小;（３）在反演过程中不用计算雅可比偏数矩阵等优点;通过对各种类型的大地电磁测深理论曲线试算,结果表明模拟退火法能准确地自动反演地电参数（地层电阻率,厚度）最后对实际资料进行了处理,取得了较好的效果。     

基于频率域小波去噪的大地电磁信号工频干扰处理

大地电磁测深(Magnetotelluric,MT)在油气勘查中得到越来越多的应用,针对MT中日益严重的工频干扰,从频率域着手,结合小波阈值去噪方法,提出了基于频率域小波去噪的MT信号工频干扰处理方法。先对受噪的MT信号进行傅里叶变换,得到其实部和虚部,再用小波阈值去噪的方法对实部序列和虚部序列分别进行去噪处理,最后将去噪后的实部和虚部联合,进行反傅里叶变换得到去噪后的信号。给出了去噪方法的原理、步骤,并用仿真信号和实测大地电磁信号验证了其有效性。结果表明:频率域小波阈值去噪的大地电磁信号工频干扰处理方法是正确、有效的,能有效且自适应地压制大地电磁信号中的工频干扰,突出被工频干扰淹没了的有用信号的信息。     

组合广义形态滤波在鹿井地区音频大地电磁测量数据去噪中的应用

鹿井地区部分音频大地电磁测量数据受干扰严重,为去除噪声干扰以获得真实准确的地下电性结构信息,基于数学形态滤波原理构建正负结构元素相结合的组合广义形态滤波器,对鹿井地区多个测点的时间序列做滤波去噪处理。把该区2号线的5、7、27号测点去噪前后的时间序列、功率谱密度和视电阻率进行对比,发现取得了较好的去噪效果。综合认为组合广义形态滤波方法能快速高效地去除三角波、方波、似充放电三角波、阶跃噪声等形态明显的噪声,应用效果较好。     

基于经验模态分解法与小波变换的长周期大地电磁信号去噪方法

针对大地电磁信号具有非线性、非平稳和非最小相位的特点,提出了一种基于经验模态分解法结合小波变换的联合信号去噪方式,将时间序列信号通过经验模态分解,利用连续均方误差准则确定原始信号能量转折点,进而再使用小波阈值去噪法对剩余固有模态函数分量进行去噪,最后重构出消噪信号。通过对实测信号处理前后结果的对比,表明了本方法能够有效地应用于信号时域去噪。     

基于多结构元素形态滤波的大地电磁去噪

数学形态滤波是根据形态学原理创建的一种新型滤波方法,目前在信号处理的诸多领域得到成功运用。本文从形态滤波的基本原理出发,引入了一种多结构元素组成的滤波器用于大地电磁噪声消除。通过数值模拟展示了多结构元素滤波器的滤波效果,表明多结构元素滤波器在小尺度的范围内也有较好的滤波性能。同时,实测大地电磁信号的重构曲线和其视电阻率曲线显示多结构元素形态滤波对大地电磁噪声中的大尺度干扰噪声,如方波噪声和三角波噪声等,有较好的抑制作用,说明多结构元素形态滤波在大地电磁去噪中有较好的应用价值。     

Three-Dimensional Conjugate Gradient Inversion of Magnetotelluric Impedance Tensor Data

We developed a three-dimensional(3D) conjugate gradient inversion algorithm for in-verting magnetotelluric impedance tensor measurements.In order to show the importance of including diagonal components of magnetotelluric impedance tensor in 3D inversion,synthetic data were inverted using the 3D conjugate gradient inversion,and the inversion results were compared and analyzed.The results from the 3D inversion of synthetic data indicate that both the off-diagonal and the diagonal components are required in in...     

中国大陆深探测的大地电磁测深研究

通过对地震波速度、密度、磁性、导电性等物理场进行观测,研究地壳与上地幔的物性与结构特征,将为研究地球内部物质状态、地壳运动过程及其动力学机制等科学命题提供科学依据,同时也将为寻找深部大型矿床提供信息。大地电磁深探测方法作为研究地球壳幔电性结构的主要地球物理方法,在国内外完成了大量探测工作,取得了许多重要的研究成果。在研究壳幔构造方面,大地电磁法和地震方法一起被视为两大支柱方法,在世界范围内解决大陆动力学问题方面已有许多成功的应用范例。但由于大地电磁探测以天然电磁场作为场源,在矿集区等强干扰地区往往很难采集到高信噪比的数据,抗干扰能力较弱。同时,大地电磁与地震数据的约束反演以及联合解释目前尚没有达到实用化,这些都限制了大地电磁数据的处理及解释精度。深部探测技术与实验研究(SinoProbe)专项下属的深部探测技术实验与集成项目将选择青藏高原、西部造山带与华南山区结晶岩等复杂地质条件和不同人文干扰水平地区,以大地电磁探测与地震探测作为主要手段,研究深部精细地球物理探测技术的集成,并且通过实验剖面研究这些实验区的壳幔结构特征。其中的大地电磁测深大剖面观测实验与壳/幔三维电性研究课题,将通过在实验区的大地电磁观测实验,研究适用于不同地质条件及干扰水平地区的大地电磁数据采集方法技术以及精细处理与反演方法,同时探讨大地电磁数据与地震数据的约束反演以及联合解释。该研究将提高深部地球物理探测精度,为深部精细地球物理探测方法技术集成以及区域地球物理精细探测提供范例。已经完成的青藏高原东北缘西秦岭造山带和福建结晶岩地区的大地电磁观测试验表明,在这些典型地质构造区域,虽然存在施工困难,干扰水平大等各种不利因素,但只要采取合适的野外观测技术,并通过数据精细处理与反演计算,是能够获得高质量的大地电磁数据以及可靠的电阻率分布模型。试验所取得的成果,将为实现深部探测技术实验与集成项目科学目标和研究任务提供重要的技术支撑与保障。     

矿石中稀土总量快速分离法的改进

半微量量取样,碱熔,掩蔽剂提取,用２０ｇ／Ｌ Ｎａ２ＣＯ３－１ｇ／Ｌ水杨酸钠混合洗涤济洗除在稀土沉淀中的铀和钍,分取制得的试液用偶氮胂ＩＩＩ光度法测定稀土总量。可测范围的质量分数（Ｗ／１０＾－２）为０．０１～１２．００,准确度与ＰＭＢＰ－苯萃取法所得结果相符,精度度（ＲＳＤ,ｎ＝１２）为２．８％。     

流量过程线分割的新方法——应用分析

介绍了基于Horton下渗能力曲线的流量过程线分割的新方法的计算流程。选择猴子岩、西峡、东湾、王窑水库和尚义五个分属于不同气候区流域的降雨径流资料。采用该方法对流量过程线进行分割,并与现行的非线性水库假设分割法和数字滤波分割方法相比较。结果表明,该方法是具有物理机制的、客观的分割方法,分割的结果符合水文的基本规律,比其他两种方法更加合理,对于流域时段单位线和降雨径流关系的推求均有重要的意义。     

A Method to Estimate In Situ Block Size Distribution

This paper presents a new technique for estimating the in situ block size distribution in a jointed rock mass. The technique is based on Monte Carlo simulations using more realistic fracture geometry as its input compared to other block size estimation methods described in the literature. This geometry represents fractures as either polygons or triangulated surfaces and therefore models persistence and truncation of fractures accurately. Persistence has been shown to be critically important for the accurate prediction of block size and shape. We show that for rock masses with relatively small discontinuities, the results of our predictions differ markedly from previous methods which over-predict fragmentation.     

A Method to Estimate Length Distributions from Outcrop Data

Dimensions of shales and other geologic bodies that affect fluid flow through reservoirs and aquifers are often estimated from analogous deposits exposed in outcrops. Shale lengths observed in outcrops are biased because the finite length of outcrops truncates longer shales and long shales tend to be overrepresented in the sample. Shale length distributions can be modeled using an Erlangian probability density function based on termination frequency. Termination frequency can be calculated from outcrop observations even if the shales are incompletely exposed. Termination frequency is unbiased regardless of underlying shale length distribution and outcrop size and shape. Complex length distributions can be represented by a weighted sum of Erlangian models, each with a distinct termination frequency. The proportions and termination frequencies of the component models can be estimated using Bayes' theorem. Subsamples of the outcrop area can be analyzed to quantify spatial trends in termination frequency and thus shale length. These methods can be applied to estimate length distributions of any geologic object exposed in outcrops or other spatially limited samples. In many cases estimated termination frequency is normally distributed, and its variance can be estimated using closed-form expressions. Shale length distributions for the Frewens Sandstone were modeled using one- and two-component Erlangian probability density functions. The Frewens Sandstone is a tide-influenced deltaic sandstone body within the Cretaceous-age Frontier Formation, exposed in central Wyoming, USA. Length observations and Erlangian models agree reasonably well. Because the models correct for the effects of shale truncation in limited outcrop exposures, predicted means and proportions of long shales are substantially greater than observed values. There is a vertical trend and pronounced vertical cyclicity in termination frequency, indicating that shales become shorter upward and intervals of longer and shorter shales alternate. Along strike, termination frequency decreases away from the sandstone-body axis, reflecting greater preserved shale lengths toward sandstone-body margins. No correlation was observed between distance along dip and termination frequency. Termination frequencies and histograms of shale length for adjacent, perpendicular walls are similar, indicating that there is no anisotropy in shale length.     

AMT法指导铜矿深部勘查的可行性

AMT法是通过观测由地表不同频率电磁波信号以确定地下的电阻率值的方法, 具有对低阻体分辨率较好的优点, 高效,成本低,适于资源勘探, 是重要的地球物理勘探手段。音频大地电磁法（AMT）是资源勘探中一种重要的地球物理方法,对于低阻体有较好的分辨效果。AMT法尽管具有对低阻体分辨率较好且探测深度大的优点, 并有高效、成本低,受地形条件影响小的优点;其缺点是场源不可控制且信号微弱, 易受自然及人为环境的影响, 尤其是人为干扰严重的地区。在人为干扰严重的地区可采用CSAMT法,即可控源音频大地电磁测深法。笔者介绍了AMT法在甘肃某区铜矿勘探中的应用。矿化蚀变带（矿体）一般沿裂隙或岩性接触带发育,在视电阻率断面图中表现为梯度变化带。AMT法能较准确的反应铜矿体的分布情况,对下步的地质工作具有较好的指导意义。     

一种基流分割及降水入渗补给量的计算方法

降水入渗补给地下水是地下水的主要来源。降水入渗补给量的计算方法有多种，依据地下水的运动规律，从陆地水文学原理出发，由天然状态下的逐月河川径流过程，采用一种新的基流分割方法分割基流，由逐月基流过程反推逐月降水入渗补给量，即确定逐月地下水降水入渗补给量。