基于自适应差分优化算法的SQUID TEM数据电阻率-极化率多参数提取研究

超导时域电磁探测方法(Superconducting Quantum Interference Devices Time Domain Electromagnetic Method,SQUID TEM)是多金属矿探测的有效手段之一.在实际探测中超导传感器虽然可以观测到极其微弱的极化效应,但还无法同时提取电阻率和极化率信息.本文提出了基于种群个体自适应进化筛选策略的差分优化算法,分析了传统差分优化算法中突变和交叉因子均为定值时,对电阻率和极化率提取精度的影响,设计优化了突变因子随柯西分布、交叉因子随高斯分布的自适应控制方式,重构了同时包含极化率和电阻率信息的目标函数,从而实现了极化率和电阻率参数的同时提取.通过典型层状模型,对比了自适应差分优化与差分进化、线性权重粒子群算法进行电阻率和极化率参数提取的效果,自适应差分优化算法的提取结果更接近真实模型.将该新方法应用于黑龙江大兴安岭地区的SQUID TEM野外数据,实现了地下不同深度电阻率、极化率信息的提取,结果与钻孔资料一致,验证了新方法双参数提取的有效性.

77K SQUID磁强计在TEM测量上的应用研究

阐述了液氮温区(77K)超导量子干涉器(SQUID)磁强计在瞬变电磁(TEM)测量中的应用,介绍了作者以此进行的TEM测量野外应用试验及所取得的结果,直接测量磁场与测量感应电动势相比,用SQUID磁强计直接测量磁场,具有低噪声,高信噪比、高灵敏度的特点。它将给物探方法提供一个优异的弱磁探测工具。

基于低温SQUID瞬变电磁系统的涡流补偿方法

为了避免瞬变电磁法TEM(Transient Electromagnetic Method)系统中的金属成分受发射场激发带来的涡流干扰,本文利用传输函数与发射场卷积获得系统涡流大小,并进行抵扣,以获得真实的地下响应信号。文中介绍了瞬变电磁法工作原理,描述了涡流形态及对SQUID接收信号的影响,同时建立了SQUID系统传输函数的测量装置,并对该传输函数的卷积效果进行了验证,确保卷积结果与实测结果一致。实验结果证明该涡流补偿方法可以应用于实际探矿工作中,提高了探测精准度。

海洋环境因子对日本海太平洋褶柔鱼渔场时空分布的影响

根据2010—2013年11—12月日本海太平洋褶柔鱼（Todarodes pacificus）的渔获生产数据，并结合遥感获取的海洋环境数据，利用渔获量重心法、地统计插值和数理统计方法，分析了太平洋褶柔鱼的资源丰度与渔获量重心的时空变化及其与主要环境因子（海表温度、叶绿素浓度、海流）之间的关系。研究表明，渔场重心每年稍有差异，经度重心集中在132°20′E附近；纬度重心集中在36°30′N和37°30′N两个位置附近。GAM模型显示，日本海太平洋褶柔鱼渔场的最适海表温度为16~18℃；最适叶绿素a浓度为0.37~0.45 mg/m3。海洋环境与单位捕捞努力渔获量（CPUE）的回归方程的显著性检验表明，除了叶绿素 a 浓度呈一般显著外，海表温度和空间因子在 CPUE 上的回归均极显著（P〈0.01），符合统计意义。4年间渔场的适宜环境范围有所差异，推断主要是日本海海域对马暖流、东朝鲜暖流与里曼寒流相互交汇的强弱作用力引起的，也有不同年份季风的强弱不同以及全球气候变化的因素存在。每一年的渔场海洋环境因子稍有差别，对其资源量的影响巨大。

高温超导磁强计研制及在瞬变电磁法中的应用

高温超导磁强计具有直接测量磁场、低噪声、高灵敏度、动态范围大、频带宽低频响应好的特点,可以取代感应线圈作瞬变电磁法的接收传感器。在理论上,高温超导磁强计应用在瞬变电磁法中具有优势。以高温超导磁强计作收传感器和以感应线圈作收传感器,在瞬变电磁法上进行了大量的野外对比试验,结果表明:把高温超导磁强计应用于瞬变电磁法(TEM)勘探上,能够加大勘探深度。

TEM方法中磁场垂直分量Bz强度特征研究

瞬变电磁法由于其高效、轻便等诸多优点成为现今应用较为广泛的地球物理勘探手段.但由于二次场随时间衰减较快,TEM方法在勘探深度上受到一定的限制.近几年,低温SQUID(Superconducting Quantum Interference Device)磁传感器硬件已经研发成熟,可以应用到TEM方法中,用于磁场强度探测.本文提出了均匀半空间TEM磁场分量Bz的显式表达式,并借助正弦数值滤波变换,得到了层状介质的磁场时间域计算公式.针对均匀半空间地层,分别进行了不同收发距、不同电阻率条件下的Bz响应特征计算.此外,对于层状介质模型,针对不同层厚的两层介质、低阻薄层和高阻薄层的三层介质,均进行了Bz正演结果.最后,对1 km长偶极的TEM磁场响应在地表空间分布情况进行讨论.结果表明,Bz作为TEM测量手段,对深部低阻薄层的探测灵敏度优于高阻薄层;且相对于传统TEM方法中测量磁场变化量,直接测量磁场Bz可以明显地提高探测方法的优势,增大勘探深度,并且电偶极其测量空间范围更大,效率更高.