回线源瞬变电磁法探测能力研究

摘要

电磁法是一种广泛应用于矿产资源勘查、水文地质和环境地质调查的地球物理勘探方法，依据响应性质可分为频率域电磁法和时间域电磁法。瞬变电磁法(TEM)属于时间域电磁法，经过60多年的发展，其在理论研究和应用水平层面均取得了长足的进步。但由于多维问题正反演耗费时间久并且硬件要求高，野外数据资料解释仍停留在一维水平。因此，研究该方法的探测能力是提高其解释水平的关键。
　　 (1)从垂直磁偶极子激发的频率域电场出发，对其磁矩面积分推导出矩形回线激发的频率域电场表达式。之后利用G-S算法并依据法拉第电磁感应定律，最终获得了磁场脉冲响应的各分量表达式。以一维正演理论为基础，对不同埋深厚度比和电阻率差异比的薄层地电模型进行计算，采用全区视电阻率进行误差对比，分别给出了回线源瞬变电磁法对低阻薄层和高阻薄层的分辨极限。
　　 (2)采用时域有限差分三维正演程序，首先研究了均匀半空间中矩形回线激发的磁场响应三分量曲线特征及其随时间的衰减规律，而后对不同倾角、不同电阻率、不同深度和不同位置导电薄板的三分量响应曲线进行了对比和分析，总结了采用三分量响应幅值和曲线形态判定异常体的规模和倾角的方法。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究目的及意义

1．2 瞬变电磁法的发展与研究现状

1．2．1 国内外瞬变电磁法的发展概况

1．2．2 正反演研究现状

1．2．3 回线源全期视电阻率定义

1．2．4 探测能力研究现状

1．2．5 发展趋势

1．3 本文研究的主要内容及结构

第二章 回线源瞬变电磁法理论分析及响应特征

2．1 垂直磁偶极子激发的电磁场响应

2．1．1 频率域电磁场分量

2．1．2 层状大地垂直磁偶源的频率域响应

2．1．3 均匀半空间垂直磁偶源频率域响应

2．2 回线源瞬变电磁一维正演理论

2．2．1 回线源瞬变电磁法正演理论

2．2．2 矩形回线激发的电磁场的对称关系

2．3 典型地电结构的电磁响应特征

2．3．1 均匀半空间的电磁响应

2．3．2 两层模型的电磁响应

2．3．3 三层模型的电磁响应

2．4 影响瞬变电磁法探测深度的因素

2．5 瞬变电磁法常用解释参数

2．4．1 TEM常用解释方法

2．4．2 全区视电阻率定义

2．6 本章小结

第三章 薄层探测能力研究

3．1 电磁法探测的一般性认知

3．2 观测参数对电磁响应的影响

3．2．1 不同电阻率响应特征比较

3．2．2 不同发射回线响应特征比较

3．2．3 不同发射电流响应特征比较

3．3 低阻薄层探测能力

3．4 高阻薄层探测能力

3．5 瞬变电磁法拟二维正演

3．6 本章小结

第四章 导电薄板三分量响应分析

4．1 均匀半空间三分量响应

4．1．1 时域有限差分程序验证

4．1．2 均匀半空间三分量响应

4．2 导电薄板三分量响应

4．2．1 不同倾角时薄板三分量响应

4．2．2 不同电阻率时薄板三分量响应

5．2．3 不同埋深时薄板三分量响应

4．2．4 不同位置的薄板三分量响应

4．3 多薄板三分量响应

4．3．1 两导电薄板三分量识别

4．3．2 三导电薄板三分量识别

4．4 本章小结

第五章 结论与建议

5．1 研究内容和结论

5．2 建议

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果