大地电磁阻抗相位特性研究

摘要

大地电磁测深阻抗相位参数特性分析，这对于解决浅横向电性不均匀体导致区域构造中水平均匀的电场发生畸变问题和提高反演的准确性都显出较好的效果。本文对大地电磁阻抗相位的抗畸变特性和灵敏度特性进行初步研究。对阻抗相位张量、视电阻率和阻抗相位一维联合反演进行了理论模型的数值模拟和计算。初步讨论了阻抗相位张量在浅部不均匀体模型中抗畸变的作用和联合反演对于降低反演多解性的效果。
　　论文对近地表非均匀体引起电场畸变进行了物理解释，对相位张量公式进行了推导和计算。用相位张量分析了加入电场畸变的单点模型，并且与传统的Swift方法进行了对比，当受到浅部小不均匀体的电场畸变时，Swift方法无法给出正确的电性主轴方位角。并且分析了浅部不均匀体的三维模型下的相位张量，在三维情况下，相位张量可以不受地表浅部不均匀体的影响，但能够反映该频率深度下电阻率横向变化最大的方向。
　　论文根据均匀半空间的灵敏度函数和大地电磁响应曲线的斜率，对均匀半空间和层状模型（电阻率大于1Ω·m）的灵敏度进行了分析，对不同电阻率、频率和深度下的视电阻率和阻抗相位灵敏度做了对比。结果表明，阻抗相位资料的灵敏度要比视电阻率高。
　　本文使用C++软件编写的视电阻率、阻抗相位和联合反演的算法。通过多种理论模型的反复试验和对比，认为相位反演在反演速度上更有优势，而视电阻率反演要比相位反演更稳定一些。当初始模型和真实模型相差太远时，视电阻率反演在大多数情况下会发散，而联合反演具有相位反演和视电阻率反演的共同优势，即在保持反演结果正确的前提下，其收敛速度也比较快。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 选题背景及意义

1．2 研究现状

1．2．1 MT相位张量

1．2．2 MT相位、电阻率反演

1．3 本文主要研究内容

第二章 大地电磁相位张量

2．1 近地表非均匀体电场畸变的物理解释

2．1．1 一次电场和二次电场

2．1．2 电场畸变矩阵推导

2．2 Swift分解法

2．3 大地电磁阻抗相位张量

2．4 一维电导率电性结构下相位张量

2．5 二维电导率电性结构下相位张量

2．6 三维电导率电性结构下相位张量

第三章 相位张量模型分析

3．1 二维构造单点模型分析

3．2 三维理论模型分析

第四章 灵敏度分析

4．1 灵敏度函数的意义

4．2 视电阻率与相位灵敏度

4．3 大地电磁响应曲线的斜率

4．4 小结

第五章 视电阻率与相位联合反演

5．1 梯度法和高斯牛顿法简述

5．2 马夸特反演算法与程序设计

5．3 一维联合反演

5．4 模型分析

结论与建议

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果