大地电磁二维各向异性反演及典型算例

摘要

地球内部存在着广泛的电导率各向异性现象,包括岩石内部的本征电性各向异性,以及地质运动如板块活动、断裂等表现出的较大尺度构造各向异性等.因此在数据采集和处理解释过程中忽略电性各向异性现象将遗漏相关地质信息并得到不可靠的结果.大地电磁方法能探测大范围地下电性结构并反映各向异性特征,但目前在国内鲜有关于大地电磁二维各向异性反演的文献.本文进行了二维各向异性介质中的大地电磁场正反演模拟研究。使用基于非结构网格的自适应有限元法来求解正演控制方程。非结构三角网格的使用既有利于起伏地形和复杂几何形状模型的模拟，又便于模拟包含多种尺寸结构的模型；网格的自动细化则可避免人为网格划分导致的计算误差。反演采取了经典的模型空间Occam算法，使得模型的搜索过程非常稳定，能在很少的迭代次数内获得合理的反演结果。设计了多个典型的各向异性地电模型进行正反演计算，与一维准解析解、二维有限差分数值解的对比结果证明了有限元正演算法的准确性；反演则成功地还原了真实模型的基本特征。此外，初步考察了各向异性电导率对二维MT响应的影响。