基于遗传算法CSAMT反演计算研究

提出了CSAMT方法测深的遗传算法反演,比较传统的线性反演方法,其对初始模型依赖性小,全局寻优能力强,适用于在地下电性参数比较模糊的条件下对测深曲线进行反演.本文设计多种理论模型进行模拟,证明该算法精度高,可行性强.     

高密度电法数值模拟及其在寻找北京人头盖骨化石中的应用

为寻找埋藏在地下两米以内深度装有文物的木箱,采用高密度电阻率方法进行了探测.在完成三维正演与二维反演数值模拟的基础上进行了野外数据的反演解释工作,利用三维局部异常体的正演响应特征及二维反演结构与真实模型的对应关系,对实际的数据进行了认识解释,得到了目的层的异常体可能是地道而不是木箱的初步结论.实际表明,利用高密度电法来进行浅层的探测是可行的.     

基于遗传算法的CSAMT最小构造反演

利用遗传算法进行不考虑近场校正的全场资料CSAMT反演研究.遗传算法属于全局最优化方法,具有对初始模型依赖小,不易陷入局部极值的优点,然而,当未知数较多时,多解性仍是该方法的瓶颈.为了减小多层反演的多解性,在反演中引入最小构造约束,针对CSAMT的遗传算法反演问题定义了最小构造目标函数,经过模型试验找到了其具体表达式,并找到了适合CSAMT资料反演的拉格朗日乘子的最佳取值μ=0.5,实现了基于遗传算法的CSAMT最小构造反演.利用H、A、K、Q和HKH、KHA模型对方法进行了数值试验,在无噪和加入10％噪声情况下,反演结果与模型一致;加入20％噪声后,反演仍取得良好结果,与理论模型基本吻合.将该方法用于水平层状地层和横向变化地层的实测资料反演,结果与地质资料吻合.不同的计算实例表明了该方法的有效性.     

鲁西地区的地壳结构及壳内近直立高速异常体的发现

长320 km横跨鲁西地区的聊城－连云港宽角反射地震剖面揭示了鲁西地区的地壳结构,上地壳为二层结构,总厚18～20 km,速度5.4～6.2 km/s;下地壳也分为二层结构,总厚度13～15 km,速度6.4～6.7 km/s.Moho深度33～35 km.Pn 速度为7.9 km/s.地壳速度分布在横向上有较大变化,且平均速度为6.2～6.5 km/s,较正常值偏高.研究结果发现地壳内有两个近直立的高速体.从下地壳延伸到上地壳并直达沉积盆地的底部.可能是幔源岩浆大量侵入地壳,使得地壳的局部平均速度增高.近直立的高速体可能是幔源岩桨上涌的通道.鲁西地壳结构的研究对于探讨古地台的裂解与沉陷机制具有一定的意义.     

巴颜喀拉块体东南缘地质构造的航磁反演成像

本文对研究区(98°E～103°E, 315°N～34°N) 1∶50万航磁资料的476条南北向剖面采用磁性标量层析成像方法进行了2-D成像反演.每条剖面资料点距1 km,反演的磁性柱体剖面方向宽度1 km,共约277个柱体,深度方向共8层柱体,每层厚度4 km.反演的476个断面的磁性柱体相对磁化强度幅值组成了3-D磁性数据体.对5.5、17.5、21.5、29.5 km深的磁性水平切片和7个北东向的磁性垂直切片表现的磁性特征进行了研究,并进行了地质解释.结合研究区已经公布的地质、地球物理资料,讨论了磁性细结构能提供工程地质灾害数值模拟仿真结构模型的信息,得到了反演的磁性细结构特征比场的特征能提供更多的断层和岩体3.D细节信息的初步认识.     

有偏移距VSP地震资料的CDP成图成像方法研究

相对于仅仅提供井中菲涅耳带内地层信息的井口零偏移距VSP（vertical seismic profile）勘探,有偏移距VSP勘探可以得到远离井区域的反射信息,使研究区域拓宽,成像精度提高,且便于对地面勘探实施约束．提出了一种利用有偏移距VSP数据研究地球内部结构的CDP（common depth point ）成图方法．其中,利用Ｆ-Ｋ波场分离技术进行VSP资料的上／下波场分离,并在均匀介质环境下计算成图条件,进而进行地球内部结构的图象重建． 利用本方法对有限差分法正演模拟的超深井VSP地震资料进行了VSP成图处理,并获得较为满意的结果．模拟结果显示,在模型速度与真实速度误差小于10%的情况下,利用本方法仍可以获得比较准确的地球内部结构图象．最后,介绍了本方法处理实际有偏移距VSP观测资料的结果．      

井间地震数据直达波走时层析成像

本文利用矢量射线追踪正演模拟技术计算地震波直达波传播的路径及走时,进而利用射线走时及路径的内插,发展了弯曲射线迭代反演技术.该方法可用来重建井间地层的速度图像.基于所发展的方法,我们对较为复杂的典型地质模型进行了井间速度重建.结果表明该方法是一项快速、高精度的走时层析成像技术.     

地球内部各圈层介质的地震各向异性与地球动力学

地球内部各圈层的结构和构造在本质上是不均匀的和各向异性的.各向异性的研究不论是对深化地球本体的认识,还是在资源、能源、灾害和环境以及全球变化的研究中均具有重要作用.本文基于这一科学问题的本质性和重要性着重讨论了以下5个问题:1)各向异性介质中地震波场效应与判据;2)复杂介质地震各向异性#*[-15]-#*[+15]-S波分裂的成因分析;3)当今S波分裂监测技术的进展与探索;4)地震各向异性在不同科学问题研究中的效能;5)地震各向异性在地球科学发展中的作用与今后的任务.     

用积分方程法研究源与勘探区之间的三维体对CSAMT观测曲线的影响

在可控源音频大地电磁法野外作业中,源和勘探区间的距离可达几公里,为了了解源和勘探区间的异常体对勘探区内异常响应的影响,我们用三维压缩积分方程法做了数值模拟研究.首先对勘探区目标体进行了数值模拟,发现在高频时,观测到的异常中心位于目标体的正上方,随着频率降低,出现异常中心向远离源的方向略有移动的现象,所以对三维异常体最好用3D软件来解释.然后,对源和勘探区间存在三维异常体的情况进行了数值模拟与分析讨论.模拟结果表明只有当三维异常体达到较大的规模时,才会对目标体上方的观测曲线造成影响,否则其电阻率的变化及埋深的变化对观测曲线的影响较小,可以忽略.当异常体在源方向有延伸时,观测曲线受到的干扰最大,沿垂直源布设的方向延伸时引起的干扰中等,垂直地面向下延伸引起的干扰最小.     

Hilbert-Huang变换与ELF信号处理

Hilbert-Huang变换(HHT)是近年出现的一种自适应的非平稳、非线性信号处理方法,该方法迄今已在许多非线性、非平稳信号处理的研究领域得到了很好的应用.本文简要介绍了Hilbert-Huang变换的基本实现原理与算法基础,通过仿真信号验证了该方法的有效性,并以实际数据为例,探讨了它在极低频(ELF)信号处理及噪声压制方面的应用.利用Hilbert-Huang变换对ELF信号进行频率域滤波,可以对噪声进行有效压制,从而提取已知频率的电磁信号,极大地提高信号质量.