激电中梯和对称四极测深在广西某铅锌矿区的应用

本文介绍了大功率激电中梯扫面和激电对称四极测深在广西某铅锌矿区的综合应用。在简要阐述矿区地质构造及地球物理特征的基础上,介绍了大功率激电在该矿区的工作方法与技术原理,绘制了激电η_s、ρ_s平面异常图,结合已知地质及钻孔资料对激电异常进行了推断解释。在测区平面上圈定了5个主要的高极化率异常区带,分别编号为M1、M2、M3、M4、M5,其中M1和M5钻探揭露少,仍是有利的找矿靶区;在7号线0~500m范围内探明一条自北往南向深部倾斜的低阻高极化异常带。这些异常对该矿区深入开展地质找矿工作提供了有利依据。     

空间—波数域二维强磁场及其梯度张量数值模拟研究

基于磁位泊松方程提出了一种空间—波数混合域二维数值模拟方法。该方法将二维强磁性体磁位满足的偏微分方程通过一维傅里叶变换转化为不同波数之间相互独立的常微分方程,即将二维数值模拟问题转换为一维数值模拟问题,并利用一维有限元法进行求解,可大大降低存储需求和计算量。对求得的强磁场利用紧算子进行迭代以获得高精度近似解。算法中保留垂向为空间域,可根据需求对网格进行灵活剖分,有利于复杂条件下的模拟。另外,不同波数之间常微分方程相互独立,具有较好的并行性。算法充分利用了傅里叶变换的快速性和迭代算法的稳定性,实现了强磁场及其梯度张量的二维数值模拟。设计三个模型(水平地形下的圆柱体模型、棱柱体模型及起伏地形模型)进行计算,对文中方法数值解与解析解、COMSOL软件所得的数值解进行对比,结果表明该算法计算速度快、精度高,适用于起伏地形条件下的数值计算。     

复杂形体重磁位场三维高效高精度数值模拟

重磁位场正演是反演成像及解释的基础,目前已有的正演算法对复杂形体很难同时兼顾计算精度与计算效率。针对这一问题,提出一种高效、高精度的重磁位场三维数值模拟方法。该方法对重磁位场三维空间域积分沿水平方向进行二维傅里叶变换,把空间域重磁位满足的三维积分问题转化为不同波数之间相互独立的一维积分问题。在垂向上可离散为多个单元积分之和,单元内采用形函数插值,计算精度和效率都较高。该方法充分利用形函数积分的高精度及傅里叶变换的高效性,实现了高效、高精度的重磁位场数值模拟。设计棱柱体模型,模型解析解与所提方法数值解对比表明,该方法理论正确、精度高。设计了垂向连续变化的复杂模型,对比、分析了传统棱柱体均匀剖分与所提方法的计算精度,验证了该方法对于复杂模型具有较强的适用性。     

探地雷达频率域2.5维正演

该文从频率域电磁法满足的控制方程出发,采用有限单元法实现了频率域2.5维探地雷达(GPR)正演模拟.重点分析了波数域电磁场谱随相对介电常数和收发距变化的规律,探讨了2.5维GPR正演模拟的波数选取问题;基于Open MP并行算法与串行算法的计算效率对比,表明频率域2.5维GPR数值模拟方法具有高效率、高精度和高度并行性的特点,为雷达正演提供重要理论参考依据和技术支撑,是GPR全波形反演的重要基础.     

频率和收发距广普适用的均匀层状介质电磁场直接积分算法

在地球物理勘探中，均匀层状介质电磁场解析表达式含有汉克尔积分，其核函数为0阶和1阶Bessel函数，随着其宗量的增大，Bessel函数呈现出快速振荡和慢衰减的特性，由此造成汉克尔积分难以高效、高精度计算，特别是高频和大收发距情况下难度更大。针对这个问题，提出一种高效、高精度的直接积分方法（Direct integration method），其基本思想是Bessel函数可以在两个区间并分别用不同的多项式展开，每一区间的汉克尔积分可离散为多个单元积分之和，每个单元被积函数可采用三次样条插值函数表示，由此可求得单元积分的解析解，通过叠加，从而求得汉克尔积分的数值解。在此基础上，利用均匀全空间电偶极子电磁场的解析解，正确选取积分范围并合理剖分积分单元。数值解与解析解的对比表明该算法正确可靠。与数字滤波类算法的计算结果对比表明，该算法广泛适用于不同频率和不同收发距条件下电磁场的计算，具有较强的普适性。     

层状介质中垂直磁偶极子的地－井电磁场响应

针对层状介质模型,在忽略井眼影响的条件下,利用边界条件推导出垂直磁偶极子源在全空间中的电磁场。选用Ａｎｄｅｒｓｏｎ提出的汉克尔滤波系数,采用自适应的线性滤波算法编制了计算程序,对几种典型地电模型在井中的电磁场及视电阻率进行了计算。计算结果显示,当高阻基底之上存在低阻层时,在井下一定深度范围内观测会出现电磁场的假极小值异常,假极小值出现的深度与低阻层的电阻率以及厚度有关;与地面观测相比,地－井电磁场观测方式可削弱浅部高阻覆盖层影响,从而提高深部探测的精度,更好地反映下部低阻层的特性。     

探地雷达频率域2.5维正演

该文从频率域电磁法满足的控制方程出发,采用有限单元法实现了频率域2.5维探地雷达(GPR)正演模拟。重点分析了波数域电磁场谱随相对介电常数和收发距变化的规律,探讨了2.5维GPR正演模拟的波数选取问题;基于Open MP并行算法与串行算法的计算效率对比,表明频率域2.5维GPR数值模拟方法具有高效率、高精度和高度并行性的特点,为雷达正演提供重要理论参考依据和技术支撑,是GPR全波形反演的重要基础。     

存在复杂非均匀层的一维大地电磁正演

二、三维大地电磁（ＭＴ）正反演常采用一维反演结果作为初始迭代模型或利用一维模型响应定义边界条件,为进一步研究复杂地层条件下的ＭＴ响应,本文推导了非均匀层电导率随深度按线性－指数函数变化和指数－线性函数变化的一维ＭＴ正演的解析解形式,在此基础上对不同的地层组合情况进行讨论,分析了非均匀层埋深、厚度对ＭＴ响应的影响,并与地下介质均匀以及非均匀层电导率随深度按单一函数变化的ＭＴ响应进行对比。结果表明,既存在线性变化又存在指数变化的介质模型ＭＴ响应远比单一变化介质模型复杂,随着过渡层厚度增大、埋深变浅,其视电阻率和相位幅值与均匀介质模型响应幅值差异变大。