内蒙古白云鄂博主东矿三维地电模型与短偏移距瞬变电磁三维正演分析

内蒙古白云鄂博大型稀土-铌-铁矿床历经近70年开采,浅部铁矿资源已开发殆尽,亟需寻找深部资源.利用电磁法摸清主矿和东矿深部矿体连接状态及赋存特征对进一步认识白云鄂博成矿模式和寻找深部接替资源意义重大.然而,该区复杂的构造、地层、岩性、地形等条件给电磁法勘探带来极大挑战.采用数值建模与模拟手段对关键观测要素进行分析有助于勘探设计和数据解释.本文以白云鄂博主东矿及其结合部位为主要研究区域,基于已有地质、钻孔等资料,构建了主东矿三维地电模型,利用时域矢量有限元算法开展了电性源短偏移距瞬变电磁法(SOTEM)三维数值模拟,并重点分析了矿坑地形对观测数据的影响程度以及不同收发装置下的深部矿体的三维电磁学响应特征和探测能力.结果表明矿坑地形会导致SOTEM电磁场响应值升高,在主矿西侧布置发射源,更有助于实现对连接部位下方铁矿体的有效探测.该工作可为今后野外实际观测中工作参数优选和数据解释提供依据.

直流电法超前探测不同地电模型对比研究

直流电法超前探测是探测井巷掘进面前方低阻体的主要方法之一,本文以全空间导电球、两层介质和三层介质模型为基础,根据点源条件下全空间任意场点的电位表达式,绘制了全空间的电位分布图,以厘清不同地电模型点电源前后方电位的分布特征。通过对比不同地电模型电位、电位差和视电阻率曲线变化特征,特别采用相对视电阻率,突出不同地电模型响应特征的差异。该方法有助于快速区分掘进面前方低阻体的形态差异,从而推动了直流电法超前探测技术发展。

东秦岭岩石层的地电模型

根据大地电磁测深结果，东秦岭河南叶县—湖北南漳地区的岩石层由4个电性单元组成，其中华北地块南缘为相对高温的低阻区；秦岭北部为低温的高阻异常区；南秦岭为高温的低阻区，岩石层平均厚度仅80km，南秦岭的南部推覆到扬子地块之上达40—50km；扬子地块为相对低温的中等电阻率区，岩石层厚度150—200km．利用秦岭地区地壳上地幔岩石样品高温高压条件下电阻率的测定结果推断了各单元岩石层内电性层可能的岩石组成类型，并建立了剖面通过地区岩石层的地电模型．

电偶源频率电磁测深三维地电模型有限元正演

在有源变频测深 (包括可控源音频大地电磁测深 CSAMT)的三维有限元正演中 ,应用了吸收边界条件和边元有限元算法 ,计算精度为 3%左右 ,基本上可满足电偶极源三维地电模型情况下频率电磁测深响应特征的分析。同时由于广义变分概念的引入 。

二维地电模型多参数反演方法及其在MT测深中的应用

二维地电模型电(电磁)测深法参数化反演,宜采用多参数反演方案.文中导出了多参数反演的基本数学模型,并进行了分解处理,使之变成与剖面上反演点数相等的多个相互独立的小数学模型的组合,用广义逆法逐个求解,即可得一次迭代中整个二维模型参数的修改量.大地电磁测深理论模型和实测数据反演结果表明所提出的二维多参数反演方法可行.它具有稳定的收敛性、较快的收敛速度、能适应较复杂构造的反演和计算量小等特点.

三维地电模型数值模拟中视电阻率真假异常特征分析

本文概要介绍了三维数值模拟中双网格系统的剖分方法,并通过几种典型模型的有限单元法三维数值模拟计算(网格单元电导率分块均匀、电位三线性变化),充分揭示了对称四极电阻率测深法三维地电模型视电阻率真假异常的分布规律,分析了产生真假异常的原因,并研究了真异常的形态与引起真异常的地质体位置的关系。

分层地电模型的正演递推关系

通过对分层地电模型中电磁波传播的路径分析，我们导出了一种逐层向上的地电系统正演迭代关系。研究系统函数特性，可以得出：①层状地电结构对于垂直入射电磁波的脉冲响应为低通特性；②在低频端，浅层路径对于深层界面反射的掩盖是严重的；③根据脉冲响应反演分层参数存在着不适定性。

复杂地电模型的非结构多重网格剖分算法

面对越来越多的观测数据、越来越复杂的地电模型,大地电磁法的高维正反演需要发展高效、稳定的正、反演计算新技术。多重网格法是求解椭圆型偏微分方程最优化的方法之一,近些年来被广泛地用作大规模、高精度方程求解的加速器。目前,多重网格法多基于矩形网格来构造粗细不同的层次网格组,但是矩形网格不能适应几何形状复杂的区域并且不支持局部加密细化从而限制了多重网格法的应用。文中提出一种采用Delaunay三角网的非结构化多重网格生成算法,该算法能够自动对复杂区域生成粗细不同的网格,并且每层网格单元具有良好的形状比和可控的尺寸大小。文中采用该算法实现了对复杂地电模型的非结构多重网格的自动生成,解决了大地电磁多重网格正反演计算中复杂模型离散化这一关键的技术问题。

井下钻孔电阻率法典型地电模型三维正演模拟

为了有效探测工作面底板水害发育情况,保证安全回采,采用井下钻孔电阻率法三维有限元对典型导含水地质异常体模型进行正演模拟;研究了全空间三维有限元正演理论,分析了不同装置类型的电位分布规律,建立了断层、陷落柱、采空区地电模型并进行三维有限元正演模拟,研究了不同地质异常体模型的电位分布情况。模拟结果表明:电位分布呈现低阻区域稀疏而高阻区域稠密的特点,电位梯度呈现低阻区域变小而高阻区域变大的规律;采用井下钻孔电阻率法探测底板水害更贴近目标体,模拟效果好。

基于OpenMP的多地电模型的并行计算方法——以一维大地电磁测深法为例

传统单一模型的地球物理正反演串行程序的运算效率不足以满足日益提升的工作需求,为了提高数据处理效率,提出一种以地电模型为粒度的并行计算方法。该方法的核心思路是利用地电模型之间的不相关性,采用OpenMP标准对现有的串行程序进行并行化改造,将多个地电模型的正/反演程序分配到多个线程中实现并行计算。这个串并行化改造保留串行程序在算法上的优势和完整性,充分发挥多核心处理器的性能,并提高数据处理的效率。最后,文中结合一维大地电磁测深法正反演程序并行化改造实例,验证了这种并行方法的正确性、适用性与高效性,目的是为解决复杂二维问题提供一种容易实现、大众化的多核并行编程模式。

一种二维地电模型有限元网格自动形成方法

本文给出了一种二维地电模型有限元网格自动形成方法,并详细介绍了该方法的数学模型及程序框图。

瞬变电磁法勘探的地电模型及其成功案例分析

瞬变电磁法已广泛应用于固体矿产勘探、水文地质调查等领域,并有许多实例文章见刊.然而,这些实例背后蕴含的地电模型却研究很少.本文将应用于瞬变电磁法勘探的地电模型分为四类:矿床学模型、水文地质模型、地质构造模型和人文模型,并分析了部分模型的相关实例.最后,我们认为特定地电模型分析和地下流体动态监测为瞬变电磁法的两个重点发展方向.

大地电磁偏移成像技术的研究进展及其解决复杂地质问题的能力

总结和分析了大地电磁场成像技术的研究现状 ,在Zhdanov等对偏移电磁场的研究和成像技术基础上 ,提出了改进的有限差分法大地电磁场偏移成像技术 ,使差分方程精度和成像分辨率有了明显的提高 ,将前人大地电磁场偏移成像的模型试验研究推进到适用于复杂地电模型和实际资料处理解释的阶段 ,并通过松辽盆地大地电磁测深资料的偏移成像处理和解释展示了该方法的有效性和实用性。

徐州地区全新世古河道地电特征研究

古河道调查对于防震减灾、城市规划和地下水资源合理开发利用具有重要意义,本文针对徐州地区岩、土层具有显著电性差异的特点,采用高密度电阻率法对全新世古河道进行探测。首先通过地电模型数值模拟和钻孔附近现场试验探讨高密度电阻率法探测全新世古河道的有效性及装置形式选择;然后对高密度电阻率法断面、平面及三维成果图进行分析;最后通过钻孔资料对高密度电阻率法探测结果进行验证。理论研究及工程实践结果表明,徐州地区全新世古河道在电阻率图件上表现出典型的电场响应特征,通过响应特征分析可以获得古河道形态及地层结构等信息;高密度电阻率法偶极-偶极装置对覆盖层结构变化极为敏感,异常强度大,并且在地层分层方面具有明显优势,可作为古河道调查的首选装置;通过在调查区内布置多条测线,并借助三维可视化软件平台可以实现目标体三维空间解释,解释结果直观地展现出全新世古河道三维形态及空间展布特征。

采用音频大地电磁法间接探测深埋富集铁矿床

由于深埋富集铁矿矿体的埋深超过500 m,直接运用音频大地电磁法(AMT法)圈定深埋富集铁矿矿体异常的纵向分辨率难以实现,为此,根据矿床成因、成矿环境以及矿体赋存空间特征等地质因素,建立地质模型,在地质模型的基础上构建地电模型;在地电模型的基础上,应用AMT法达到间接找矿的目的。綦江式铁矿和宁乡式铁矿的勘查实践结果表明,应用AMT法能够确定找矿标志、含矿层次和赋矿构造等,从而间接实现探测深埋富集铁矿床。

基于地电场数值模拟的边坡软弱层稳定性评价

为解决露天采场边坡失稳带来的巨大安全隐患问题,以鞍本地区铁矿露天采场为例,在分析高密度电阻率法基本原理、探测系统和正反演原理的基础上,测定了研究区内主要岩矿体电阻率,据此建立了基于地电场数值模拟的层间软弱层稳定性评价模型。温纳和偶极装置工作下,设定的地电模型正演模拟和反演计算结果表明,电阻率异常特征准确地反映了软弱层的稳定性状态,地电场分布特征与模型设定结果基本吻合。评价实例和钻探验证结果表明,模型可准确评价层间软弱层的稳定状态,取得了良好的实际效果。

大地电磁测深资料常规反演方法的应用现状及进展

文中介绍了大地电磁测深(MT)资料处理解释中几种常规地球物理反演方法的基本原理及该领域内的最新进展，通过应用实例分析说明在进行资料定量解释的过程中应该多种反演手段相互佐证。可以用BOSTICK反演结果建立初始模型，通过一维、二维反演，在结合地质、物探资料并通过正演模拟计算验证的基础上，建立合理的地质-地球物理模型。利用综合信息建模及反演成像技术结合现代地质理论，能有效地降低解的非唯一性，提高解释结果的可靠程度及综合地质解释结果的合理性。

大地电磁(MT)法在深部矿产勘探中的分辨率探讨

面对固体矿资源的日益枯竭,开展第二深度(>500m)找矿迫在眉睫,大地电磁(MT)法勘探深度大,受高阻屏蔽小,在深部找矿中具有重要的地位。本文以某矿区实际地电模型为例,利用成都理工大学开发的MTSoft2D软件对其进行正演模拟和occam反演计算,探讨大地电磁法对地电模型中异常体的分辨能力,为MT法在深部矿产勘探领域提供理论支持。

海底大地电磁探测的室内模拟实验

用电磁方法研究海洋在国内地学界尚属首次 .由于海洋环境复杂 ,作业难度大 ,因而在探测技术的研发阶段 ,必需经过一系列的实验探索 ,在室内条件下 ,优选出合理的水下测量方案 .本文所阐述的实验内容围绕海底大地电磁探测的几个主要运行环节 ,集中讨论了包括仪器的海面投放、下沉速度调整、抗底流推曳、声控释放上浮等与海洋工程紧密相关的技术问题 .通过实验提出了实用的解决方法 ,为实施真正的海洋作业奠定了实验基础 .