频谱激电法若干理论研究

本文讨论了频谱激电效应的传递函数模型,提出了一个面极化体极化系数的数学表达式,并依此给出地下半空间中球体上复电阻率的计算公式和计算结果,得到了复电阻率谱随某些控制因素变化的一些规律.     

激电视参数直接评价异常源的研究

极化体的真、视相同的参数,是极化体本质属性的反映,应作为区分参数.这些参数有:时间常数(τ)、相角极值频率(ωm)、界面复电容率X(ε)与频散系数(c).经初步探讨,频散系数(c)可能是一个矿物区分参数.在野外激电异常上,测定区分的视参数,无需反演求解真参数,可直接对异常源进行评价.     

极化大地复电阻率正反演

论述了层状极化大地复电阻率正、反演算法。给出了层状极化大地条件下三极和对称四极装置视复电阻率的解析表达式,并引入线性滤波方法实现表达式的求解。正演算例计算结果表明;随着频率的降低,复电阻率相位峰值增大;随着极化层层厚增加,复电阻率虚部平缓变化后连续递增。介绍了递推反演算法的实现过程,从理论模型试算结果看,测深曲线较好地反映了极化层Cole-Cole参数随深度的变化规律,其曲线的首支和尾支趋近于极化层的真Cole-Cole参数,表明了反演计算的可行性。     

瞬变电磁法与直流激发极化法在寻找铅锌矿中的应用

某地区地表出露有铅锌矿化和水晶,由于铅锌矿存在高极化率低电阻率,而水晶一般是低电阻率且无极化率或者低极化率的特点,在该地区最初开展了瞬变电磁法,确定出该地区地下存在一个低电阻率的地质体;但无法确定该低电阻率异常体究竟是什么,由于多次钻探工程都以失败结束,后来在该地区进行了直流激发极化法,获得了该低电阻率异常同时是高极化率异常体的反映,结合物性测定结果以及地面地质情况,推断该异常体是由铅锌矿引起。经过工程验证,获得了满意的结果。     

交叉梯度约束的三维极化率/电阻率联合反演

为减少反演的多解性,多数情况下期望电阻率和极化率异常具有相同结构。笔者利用交叉梯度算法实现了联合反演。在计算交叉梯度项过程中,提出一种新的离散化网格边界处理方法,提高了交叉梯度项计算的速度和精度。试算结果表明三维电阻率/极化率联合反演能有效地提高同结构异常体的反演效果。     

求地下极化体真柯尔-柯尔参数的研究

对求地下极化体真柯尔-柯尔参数的方法进行了研究。研究表明:诺模图校正法只在已知大地的电阻率分布并且极化体的电阻率与围岩接近时才可以使用;在大地电阻率分布未知的情况下,用反演单个测点视谱的方法不可能求得极化体的真柯尔-柯尔参数;对一些简单的大地模型可以用联合反演2个或多个测点视谱的方法求极化体的真柯尔-柯尔参数;先求大地模型的电阻率分布,再对单个测点的视谱进行反演也可能是1种求真柯尔-柯尔参数的合适的方法。     

极化水平层上天然场源激电测深的理论研究

采用Dias模型表征介质的激电效应,对三层水平地层中间层为极化层的天然电磁场源激电测深之视电阻率及阻抗相位进行了理论计算.利用中间层充电率m₂≠0和m₂=0时相同频率的视电阻率振幅比和阻抗相位差作为提取激电效应的参数,重点讨论了不同电阻率断面类型对激电测深异常的影响.最后,给出了在一个已知铅锌矿上的试验结果.     

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。     

岩脉的大地电磁响应的研究

TM极化时,当测点越过界面时视电阻率均发生变化,基底较深时能放大界面附近的异常,当基底较深、频率较高时,高阻一侧相位低于45°,低阻一侧相位高于45°。TE极化时,只有基底为高阻时越过界面时视电阻率才发生变化,当基底为高阻且频率较高时,相位在界面两侧发生变化。通过岩脉时若相位无变化,岩脉是窄的。     

基于有限单元法的激电参数正演数值模拟

通过利用有限单元法模拟频率域激电法中的重要参数幅频率Fs和相频率Фs,研究Fs、Фs在三维地电条件下的激电响应特征。首先,在有限元方法中,使用六面体和四面体相结合的剖分单元,对大地模型进行离散,通过计算不同频率下的Cole—Cole模型复电阻率响应,替换模型中的体极化模型,最后模拟得到了频率域激电法中的主要参数。通过对比分析,证明了该方法程序简便、准确,也证明了相频率参数可作为一种有效区分时间常数不同的极化体方法。     

一些复杂条件下视电阻率和视极化率异常数值解的规律

用点源二维介质有限元正演数值模拟法,以直立有限延深板状体为对象,研究了中梯、二极、三极、偶极装置在较复杂地电条件下视电阻率和视极化率异常数值解的规律:(1)板体导电性对异常的影响;(2)地形起伏对异常的影响;(3)覆盖层导电性对异常的影响。     

通过激电异常分析圈定找矿靶区——以承德庞家沟银多金属矿区为例

承德庞家沟银多金属矿主要与中生代早白垩世大北沟期陆相火山活动有关,火山管道相附近构造有利部位和岩性物性差异界面为成矿有利部位。通过对研究区的物探异常特征进行研究,重点分析了该区域岩(矿)石电性特征、激电中梯异常特征和激电测深剖面异常特征,并结合该区域地质背景与资料,综合圈定成矿远景区。研究结果表明: 研究区岩(矿)体之间物性差异明显,电阻率与极化率异常可作为重要的地球物理找矿间接标志; 研究区内以近EW向构造为主,同时发育NS、NE和NW向断层。基于激电异常分析方法,在该区域共圈定6个靶区,IP1南段异常是寻找金矿的有利地段, IP6异常存在于银铅锌矿体中,为该区域的进一步找矿提供参考。     

面极化和体极化球体上复视极化率的频谱特征及其理论计算的某些结果

用面极化的等效电阻率ρ₀^*=ρ₀+(λω)/aρ₁经验公式λ(ω)=λ₀β/β+iω和组合电阻率ρ₂=ρ¹1-V/1+2V(当ρ₂→0时)公式,代入已有的基本理论公式,分别导出了有关面极化和体极化球体的η_s(ω)公式,使两者通过λ(ω)建立了基本联系。根据推出的公式进行了理论计算,获得了某些有意义的结果。     

宽频带多偏移距电磁测深的几个电性参数

计算了宽频带多偏移距层状大地电偶极～偶极装置的复电阻率,用高频和低频二个频率的复电阻率计算了频散率,并用各道最低频的复电阻率(频率相同),计算了道间复电阻率变化率.计算结果表明,采用诸如逆重复m序列等宽频带信号激励,多偏移距同线偶极～偶极同时观测,计算的频散率及相邻道间低频复电阻率的变化率,可作为物性参数来检测大埋深高阻或低阻薄层的存在.低频接地偶极产生的传导电流,有利于检测到埋深较大的高阻薄层.多偏移距同时观测方法是一种几何测深法,如果有高阻极化体存在,在适当的收发距上,道间低频复电阻率道间变化率或频散率的变化率,就会出现极大值.它所对应的收发距可用来估计极化体埋深,约为极化体埋深的2.2倍～3.5倍.     

激电相位的一种近似解释方法与应用效果

利用复电阻率柯尔—柯尔模型得出的激电相位与极化率的关系表达式,计算并绘制了相位随极化率的变化曲线,通过对激电相位随极化率的变化曲线特征分析,总结出了其近似关系,提出了激电相位近似的解释方法,并取得了实际应用效果。     

电子导体的极化暂态特性与差异激电法

电子导体的极化暂态特性与电子导体的性质有密切关系。差异激电法的观测参数─激电差△P能够反映这种特性。本文用极化暂态特性的理论对石墨板、铜板和铁板三种模型上激电差△P异常的基本形态各不相同的现象作了初步解释,说明根据激电差△P异常的基本形态可以把不发生阳极溶解、不可逆性较弱和不可逆性较强的矿石─围岩溶液体系区分开,并且可以剔除炭质干扰。文中还给出了野外试验结果和应用实例。极化暂态特性反映的信息量很丰富,进一步研究有利于激电异常的区分和场源性质的识别。     

同时存在激电和电磁效应的频谱激电异常性质

本文根据数值模拟结果讨论了同时存在激电和电磁效应时,频谱激电法的异常性质.指出了低阻和高阻极化体上激电和电磁响应的空间分布形态和频率特性.验证了按两个柯尔- 柯尔模型的组合反演视复电阻率频谱,分离激电和电磁效应的合理性.并利用这种方法反演理论频谱的结果,讨论了激电视频谱参数的异常性态.文中还讨论了覆盖层和非各向同性对频谱激电法异常的影响.     

瞬时极化滤波在波场分离中的应用

多波多分量勘探技术已逐渐成熟,波场分离作为提取有效信息的处理环节,也变得愈发重要。这里通过复地震道等方法构建了瞬时极化滤波器,提供了极化滤波器构建的瞬时途径,并有效地压制了该方法带来的噪音影响,在滤波速度上也得到了显著提高。     

GNSS-R陆面遥感中反射信号的极化特性研究

GNSS-R是利用导航卫星的反射信号对海面或者陆面进行遥感的一种成本低、功耗小、时空分辨率相对较高的新型遥感手段。从机理上讲GNSS-R为双站雷达,以微波电磁散射模型为研究基础,对于右旋圆极化发射,右旋圆极化(RHCP)、左旋圆极化(LHCP)、H极化和V极化接收时,裸土和植被的散射特性进行了理论模拟。裸土散射特征的模拟采用镜像反射率模型和物理光学模型(PO)。对于植被部分,则采用镜像模型Spec-mimics(Specular-mimics)。在后向散射模型Mimics的基础上,加入散射角度(天顶角和方位角),同时修改由于散射角度加入而导致的相位矩阵、消光矩阵和地表反射矩阵、散射矩阵等,可以得到双站散射模型Bi-mimics。在其基础上,将角度设置为镜像,得到Spec-mimics模型。模拟结果表明,在10°～70°的入射角范围内,接收为LHCP极化时,只有在大的入射角(小接收机仰角)下会有散射值。线极化(H极化和V极化)则在整个角度范围内都有响应。而V极化在此角度范围内动态响应最大。因此如果在小入射角时,采用LHCP天线接收地表反射信号,极化损失较为严重;线极化在该入射角度范围内均可接收到地表反射信号,V极化由于对角度响应较好,因此更有利于地物特征研究。该理论模拟对接收机天线的极性设计提供了一定的理论指导。     

时域有限差分法(FDTD)模拟探地雷达极化测量

由于探地雷达偶极天线具有电磁极化特性,其发射天线主要发射沿着天线长轴方向的线性极化波,而接收天线对这种极化方向的电磁波也最灵敏。因此,在对混凝土中钢筋、电缆等目标体进行检测时,利用天线的极化特性可以了解目标体的延伸。时域有限差分法是麦克斯韦方程的直接时域法,其计算简单、直观、灵活性强、计算精度高、动态范围大。利用时域有限差分法(FDTD)对地质雷达极化测量进行了正演模拟,取得了很好的效果。