高密度电阻率法反演用于大地电磁测深(MT)资料处理的可行性研究

摘要

高密度电阻率法是近些年广泛应用于浅层物探的方法，隶属于直流电祖率法的范畴，它基于圆滑约束最小二乘法的计算机反演计算程序，使用了准牛顿最优化非线性最小二乘新算法，使得大数据量下的计算速度较常规最小二乘法快十倍以上，且占用内存较少。而大地电磁测深(MT)技术，在寻找含油气构造、划分沉积岩相带和研究沉积盆地基底构造中应用广泛，其资料反演须计算雅可比偏导数矩阵，对于二维模型其反演计算量大，误差难于控制。求解大地电磁测深（MT）二维反演问题中雅克比偏导数矩阵的逆运算量很大,并且大型反演方程组解的非唯一性非常严重，使得反演模型常发生畸变，带来解释上的错误。而高密度电阻率法基于圆滑约束最小二乘法的计算机反演计算程序和准牛顿最优化非线性最小二乘新算法,不仅求解唯一，而且计算速度要快得多。 研究使用高密度电阻率反演方法对MT 资料进行处理解释，主要解决三个问题： 第一、将非阵列数据进行插值转化为阵列数据，研究其可行性； 第二、将有方向性参数的电阻率数据用处理非方向性数据的方法来反演，研究其方法的可实现性； 第三、确定两种方法在探测深度上的转化关系。最后将两种反演模型进行对比，区分其对地质构造反应的优劣，重点比照水平层状地层的形状和深度以及断裂带的位置。 在经过了理论的研究及实践验证之后，本文的主要成果包括：①从理论上部分证实了将大地电磁测深资料进行高密度电阻率法反演的正确性和可行性；②从实践上验证了相对于常规二维RRI 反演模型来说，高密度电阻率法反演模型在确定水平地质构造的产状及深度上有一定的效果，对局部小断层的识别灵敏度更高。③在处理尝试过程中，用VB语言自编了数据转化程序软件。 本文通过将ZB区块的五条MT测线进行高密度电阻率法反演尝试，并与常规大地电磁二维反演结果进行对比，发现这种应用不仅可行，而且运算量大大降低、误差可以控制，并且在确定高阻基底的深度和对地质构造电性特征反映上有一定的效果，在确定目标体横向电阻率的差异和断层位置上有参考效果，可以作为大地电磁资料处理和解释的有益补充。