改进麻雀搜索算法的自然电位数据反演

自然电位法是一种成本低廉,野外观测操作简便的天然源地球物理勘探方法。自然电位数据反演具有病态和非线性的特征。常规反演算法分为局部优化类和全局搜索类,但基于梯度运算的局部优化算法难以求得全局最优解且反演效果依赖于初始模型的构建,而传统全局搜索算法又存在收敛速度慢,易陷入局部极值和不稳定的缺点。基于此,对一种新的全局优化策略(麻雀搜索算法)进行改进,通过混沌映射叠加反向学习策略初始化麻雀种群,再依随机概率使用Levy飞行策略更新麻雀个体位置来进一步提升算法对于解空间的探索能力和增强算法跳出局部极值的可能性。将改进前后的麻雀搜索算法分别应用于合成自然电位数据(不含与含10%、30%的随机噪声)与来自印度和法国的实测数据的反演解释中以对比检验改进算法的反演效果。理论测试结果表明:麻雀搜索算法(SSA)在无噪声干扰下的垂直圆柱和倾斜板模型数据反演误差为0.42%和0.25%,相同情况下改进麻雀搜索算法(ISSA)的反演误差为0.06%和0.07%,改进后算法拟合精度提高到3~7倍,对比目标函数收敛曲线图中ISSA的收敛速度与收敛精度都要明显优于SSA;SSA反演参数的稳定性、精度和异常响应曲线拟合程度都会随着随机噪声的加入变差,并且随着随机噪声幅值的扩大,反演效果变差的程度表现得更加剧烈;相反,ISSA既能保持快速收敛,又能获得更小的异常响应曲线拟合误差。实际数据反演结果进一步验证了改进麻雀搜索算法具有更快的收敛速度,更强的抗干扰能力和更高的反演精度以及稳定性,可有效地应用于自然电位数据的定量解释或者推广至求解其他地球物理反问题。

层间氧化带砂岩型铀矿自然电位法正演研究

基于日益严重的环境问题和可持续发展理念,我国实施了“碳达峰”和“碳中和”的中长期发展战略。在“双碳”战略目标以及构建低碳化能源体系的要求下,减少化石能源使用,提高核电占比成了发展必然趋势,因此大力开采铀资源,提高铀资源利用率显得十分重要。从20世纪80年代,我国开始对砂岩型铀矿进行研究,伴随着地浸技术不断发展,铀矿勘探重心转为北方可地浸砂岩铀矿。铀的活化、迁移、沉淀和富集过程会产生复杂的氧化还原电位,砂岩型铀矿床会勘测到明显自然电位异常,因此分析可地浸层间氧化带砂岩型铀矿产生的自然电位成因机理,研究其自然电位正反演问题,将会为自然电位法勘探层间氧化带砂岩型铀矿提供技术支持。