大地电磁场静位移效应的三维正演模拟

摘要

大地电磁法是近几十年发展起来的一种地球物理方法，它是通过观测天然场来研究地下深部地壳性质的，频率范围在102-10-4Hz之间，然而由于浅表不均匀体的存在，使得测得的视电阻率曲线在对数坐标系上发生上下平移，而阻抗相位曲线影响不大，这种现象称为静位移效应。然而在野外实际采集的数据中，阻抗相位曲线在笛卡尔坐标系中同样有上下平移的现象。　　本研究采用三维正演模拟的方法讨论受静位移影响的视电阻率和阻抗相位的畸变结果。通过前人的研究可知，目前正演计算的主要方法是交错采样有限差分方法，这主要是因为三维正演交错采样有限差分法的计算效率和计算精度都较为理想。本文系统地论述了大地电磁三维交错采样有限差分正演模拟算法的实现过程，并对其中的交错网格剖分、积分公式离散化、边界条件、方程组求解和三维张量阻抗等内容进行了详细的论述。为下一步正演模拟奠定了理论基础。在三维/三维情况下，通过建立六种模型即浅表不均匀体电阻率变化、浅表不均匀体横向范围变化、浅层不均匀体顶界面纵向埋深变化、浅层纵向界面延伸范围变化（即断层大小的变化）、测点相对位置的变化和浅层不均匀体底界面纵向埋深变化六种地质模型，并对每种模型的TE模式视电阻率、TE模式阻抗相位、TM模式视电阻率、TM模式阻抗相位、TMTE视电阻率差值和TMTE阻抗相位差值六种参数进行了详细的分析。选取的三维正演交错采样有限差分法在320-1Hz范围内分为4个频段，并在每个频段内取10个频率点，共40个频率点。并对奇数频率点的六种响应数据曲线进行了分析，对于每种模型有6个曲线图，共得到36个视电阻率和阻抗相位曲线图。从而在不同频率范围不同响应数据分析了三维大地电磁法的静位移效应的产生机理。从而使当遇到这六种情况下时，对视电阻率曲线和阻抗相位曲线有了直观的了解，为更深入的探讨奠定了一定的基础，并确定了静位移效应随不同影响因素变化的定性和定量关系，为寻找有效的静位移校正方法做了基础工作。

目录

声明

1 引言

1.1选题依据及意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.3静位移校正方法简介

1.3.1空间滤波法

1.3.2阻抗张量分解法

1.3.3 综合资料解释法

1.3.4 联合反演法

1.3.5 电磁阵列剖面法（EMAP法）

1.4研究内容

1.5研究目的与创新点

2大地电磁测深法原理

2.1大地电磁场源

2.2 MT的理论基础

2.3.1交错采样网格化

2.3.2麦克斯韦方程组积分形式的离散化

2.3.3边界条件

2.3.4 三维张量阻抗计算

2.4 本章小结

3.1静位移效应的原理

3.1.1 静位移的产生机理

3.1.2 近地表局部三维电场畸变影响特点

3.1.3 静位移的压制

3.1.4 静位移效应中所隐含的地电信息

3.2静位移效应的数值模拟分析

3.2.1 产生静位移的主要因素

3.2.2 静位移的三维模拟

3.3本章小结

4结论

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致谢

参考文献