大地电磁视电阻率和阻抗相位资料的联合解释

本文叙述了大地电磁视电阻率和阻抗相位资料联合解释的原理与计算方法。通过具体算例的分析,表明该方法是正确有效的,而且在缩小多解性方面,要比单纯的视电阻率资料反演法或阻抗相位资料反演法优越     

大地电磁测深和电偶源频率电磁测深资料反演

在研究大地电磁响应函数频散关系的基础上,构制了一套滤波系数算法,以用于由一套视电阻率资料估算相应的阻抗相位.理论模型和实际大地电磁观测资料的数字试验表明,该法是行之有效的.由频散关系估算的相位值与观测的相位资料的比较,可用于检验观测资料是否满足频散关系.利用经频散关系校正的阻抗相位值,进行大地电磁阻抗的联合反演则可望获得更为可靠的结果.研究了观测频带相互衔接的电偶源频率电磁测深和大地电磁测深视电阻率的一维联合反演问题.对两个实测点两种电磁法的观测资料进行了联合反演试验,与钻井资料对比表明,所获得的电性分层参数是较为可信的.在补充了由频散关系获取的电偶源频率电磁相位资料后,对于两种电磁法的视电阻率————阻抗相位、阻抗实部视电阻率-阻抗虚部视电阻率进行了拟大地电磁反演,获得了相近的反演结果.     

大地电磁相位资料的一维反演

近年来,由于仪器研制水平的提高,特别是高精度数字仪器的出现,使相位资料达到了与视电阻率相同的精度,从而可用相位资料进行反演解释,获得地球的层状电性模型。相位曲线变化幅差大,求得的地电模型参数将更可靠。 本文采用马奎特法反演相位资料。选择的目标函数为     

基于三维正演的音频大地电磁阻抗相位不变量校正技术

复杂地形、地质条件的大地电磁数据解释容易出现假象,采用三维正演技术模拟地形和地表不均匀体的背景响应,对实测数据阻抗相位不变量进行校正,实现更准确的定性分析;对三维异常体模型的合成数据进行一维、二维多参数反演试算,以确定地形剧变区选择反演技术的最佳方案.合成数据的试反演结果显示一维反演水平切片假异常较多,二维反演能压制测向假异常,但不能压制走向的假异常,水平切片多出现测向条带.使用本文提出的阻抗相位不变量校正法扣除地形、地表背景响应,结合一维、二维反演,能使实际资料解释成果更加可靠.     

大地电磁测深中相位微分的研究

大地电磁测深研究中,长期以来使用视电阻率和相位作为解释参数,但视电阻率和相位均存在一定的局限性。本文从理论上研究了相位微分的性质,探讨了Bostick电阻率和Cagniard电阻率同相位微分之间的关系,通过实例说明了相位微分的使用方法。结果表明,一维和二维TM模式的相位微分是一个很好的参数,对H型模型和A型模型都能得到较准确的地质体参数。     

相位张量分析约束下的大地电磁测深阻抗张量分解方法研究

由于浅部、局部不均匀三维异常体的影响,大地电磁测深(Magnetotelluric,MT)观测数据往往需要进行畸变校正.本文针对相位张量不受局部电场畸变影响的特点,研究相位张量分析约束下的大地电磁测深(MT)阻抗张量GB(Groom-Bailey)分解方法.分析由相位张量得到的相关参数,结合初步电性结构维性判断及二维或近似二维电性结构条件下电性主轴方向等信息,设计较合理的GB阻抗张量分解初始模型,提高GB算法的稳定性及可靠性.同时,在传统GB分解求解模型的基础上,将各向异性参数引入目标函数,并采用共轭梯度法进行模型的最优化求解.理论数据计算结果表明,MT阻抗张量GB分解方法的计算结果,依赖于初始模型中电性主轴角、阻抗张量值等参数的选择,相位张量分析约束下的GB分解方法能有效改善算法的稳定性和计算结果的可靠性.此外,研究表明,在合理的初始模型选择下,较之传统的GB分解方法,尽管各向异性参数仍旧无法求出,但带各向异性参数的GB分解方法在计算效率和结果可靠性方面均具有一定的优势.选择实际大地电磁测深点数据进行方法验证,取得了理想的电性分析结果.     

天祝-永登地区大地电磁资料的一维各向异性反演

对分布在甘肃天祝、永登一带的10个大地电磁测点资料进行了一维各向异性介质反演研究，并与二维对称各向异性介质反演结果进行了对比。结果表明在大多数情况下一维各向异性反演有可能揭示出地壳介质电导率各向异性结构的主要特征；同时利用某些平均阻抗和特征阻抗的一维各向同性介质反演亦可获得较为可信的电性分层界面。反演所获得之介质电导率可能为各主方向电导率主值的某种平均。     

地球曲率对长周期大地电磁测深法的影响

基于电磁理论,导出了层状球体大地条件下长周期大地电磁响应的计算公式,编制了计算机程序,并对相应理论模型进行正演计算。根据计算结果,分析了地球曲率对长周期大地电磁测深法视电阻率和阻抗相位的影响。理论模型的计算结果显示,随着探测周期的增大,地球曲率对长周期大地电磁响应的影响逐渐增大,视电阻率曲线会明显下降,阻抗相位曲线逐渐趋于90°;在一维情况下,对于目前的仪器测量范围可以忽略地球曲率带来的影响,但随着仪器技术的进一步发展,地球曲率对长周期大地电磁测深法的影响不可忽视。     

大地电磁相位张量和倾子的三维主轴各向异性反演

地壳和上地幔普遍存在的电性各向异性是大地电磁测深方法在实践应用中的关键和难点问题,而由近地表局部地电异常引起的电流型畸变可进一步加剧各向异性反演的多解性和不确定性.为压制电流型畸变影响,本文实现了一种利用大地电磁相位张量和倾子数据获取地下介质主轴电性各向异性结构的三维反演算法.该算法正演问题的求解采用交错采样有限差分法,反演问题的求解采用非线性共轭梯度法.理论模型测试表明,相位张量和倾子的三维各向异性反演不仅恢复了真实的各向异性异常分布特征,且压制了为拟合电流型畸变出现的假异常.由于相位张量和倾子数据不含幅值信息,先验模型选取对反演模型电阻率值的恢复效果影响较大,但初始模型的改变基本不影响反演结果.为进一步验证该算法的有效性,将其应用于USArray项目在美国西北部采集的109个长周期大地电磁实测数据.反演结果表明,相对于阻抗数据,相位张量和倾子数据的各向异性反演结果对浅层结构的刻画更为准确,与地表地质特征更为吻合.

     

大地电磁阻抗张量正则分解的地质含义分析

由于常规的张量旋转分析方法的局限性，在处理三维阻抗问题时不能得到令人满意的结果.最新发展的三维阻抗张量的正则分解方法由于不需约束条件，可以自然的从三维阻抗张量中提取完整的参数体系，因而具有很好的应用前景.本文对正则分解的方法从理论上进行了分析和证明，对原有参数计算公式做适当的修改，将正则分解与坐标旋转结合起来，分析二者之间的联系与区别，并探讨参数的地质含义.     

大地电磁阻抗张量正则分解的地质含义分析

由于常规的张量旋转分析方法的局限性,在处理三维阻抗问题时不能得到令人满意的结果.最新发展的三维阻抗张量的正则分解方法由于不需约束条件,可以自然的从三维阻抗张量中提取完整的参数体系,因而具有很好的应用前景.本文对正则分解的方法从理论上进行了分析和证明,对原有参数计算公式做适当的修改,将正则分解与坐标旋转结合起来,分析二者之间的联系与区别,并探讨参数的地质含义.     

一种反演不均匀介质大地电磁测深资料的方法

通过反演受近地表不均匀介质影响的大地电磁测深资料的新方法,可获得较准确的一维地电断面参数、不均匀体埋藏深度及其电性特征。本方法计算速度快,单测ρxy,ρyx可独立反演并相互验证结果的准确性     

THE DISPERSION RELATION, OF EARTH''S ELECTROMAGNETIC RESPONSE FUNCTIONS AND THE JOINT INVERSION OF DATA

On the basis of the dispersion relations of MT field, the necessity and applied prospects of the joint inversions using a pair of MT response functions which are correlative with the dispersion relations, are infered. A filter coefficient algorithm is made, with which the corresponding impedance phase data can be estimated using a set of apparent resistivities. The tests for the observed MT data show that when comparing the impedance phase estimated using the dispersion relation with the ob served phase, it can be checked whether the dispersion relation between observed apparent resistivity and phase data is satisfied or not, and that the use of the phase data corrected using the dispersion relation in the joint inversion is advantageous to obtain more confident results. It is shown that joint inversions are more advantageous than single parameter inversions, and that in the most case the joint inversion using the apparent resistivities of impedance real and imaginary parts is more advantageous than the jointinversion using the normal apparent resistivity and impedance phase. The existence of the dipersion relations between the ratio apparent resistivity and corresponding impedance phase of the orthogonal electric and magnetic field horizontal Components in the frequency EM sounding with horizontal electric dipole(FEMS) are discussed, the better effect of the joint inversion using the pair of EM response functions is obtained. The problems on the one-dimensional joint inversion for the MT and FEMS apparent resistivities, for which the observed frequency bands partly overlape each other, are studied. It is shown that this joint inversion is applicable and effective:the joint inversions of the practical data for two kinds of EM methods at two sites give the results well corresponding to the drilling data. The simulated MT inversions for the data of two kinds of EM methods are made, and more confident results also are obtained.     

大地电磁(MT)阻抗张量的正则分解及其初步应用

鉴于大地电磁阻抗张量传统分析方法的局限性,提出了普遍适用的正则分解方法。在用正则分解方法分析时,主坐标系提供的８个标量参数,描述了地球系统传输特性和场源极化状态及其联系,因此是物理意义明确、易于解释的参数体系。讨论了正则分解方法在各种构造条件下的特点和场源的极化问题,并给出了简单的应用实例     

基于相关系数的海底大地电磁阻抗Robust估算方法

对于海洋的特殊环境，常规的阻抗估算方法往往不能很好地估算海底大地电磁的阻 抗张量，本文提出了基于相关归一Robust方法. 以相关系数为参数对阻抗张量元素进行归一，据相关系数值的变化修正Robust的权系数. 模拟和实测数据的计算表明，相关归一Robust法比其他常规方法更能有效地抑制干扰. 噪声强度小于30%时常规方法和新方法都能有效 地估算阻抗张量；噪声强度大于50%时，常规方法估算误差明显偏大，新方法误差要小得多，反映出该方法有较强抗干扰的能力.     

一维波动方程波阻抗反演的同伦方法

文中从地震勘探一维波动方程反问题出发,研究了一种反演地层参数的同伦方法,该方法把非线性方程组的求解转化成常微分方程初值问题的数值求解,从而给出一种稳定的计算速度快、抗噪能力强的全局收敛的反演方法．理论模型和实例试算的结果表明了同伦方法是一种有效的反演算法,特别适用于非线性、多极值的地球物理反演问题,在地球物理非线性反演中具有广泛的应用前景．     

电偶源频率电磁测深中磁场比值视电阻率与其相位间的频散关系及资料的联合反演

探讨了在电偶源频率电磁测深中利用磁场比值定义的视电阻率ρｚｙ的物理意义及与其相位间的频散关系,给出了在频散关系的基础上电视电阻率资料估算相位的方法,并证明所估算的相位与理论模型计算值是一致的研究了ρｚｙ与ψｚｙ联合反演问题,并研制出具有较好应用效果的实用化软件。     

东太平洋Juan de Fuca板块的大地电磁研究

本研究做为电磁感应国际合作研究项目—EMSLAB计划的一部分,主要目的在于确定东太平洋年轻的海洋板块——Juan de Fuca板块及其周围地区岩石圈和软流圈的电性结构。 在对海底观测的大地电磁资料定性和定量分析的基础上,进行了二维数学模拟。在二维模型中,海洋地形和已知的表层构造被确定。通过改变模型的重要参数,评价响应函数和观测资料之间偏差的增加,检验模型的可靠性。结果表明,Juan de Fuca板块深部存在两个导电层,一个在40km,另一个在200km左右。这里岩石圈比其它较老板块的岩石圈薄