大地电磁测深数据三维反演试算及可视化研究

论文摘要

大地电磁测深法作为当今地球深部电性结构探测和大陆动力学研究的重要地球物理方法之一,在深部能源探测、减少自然灾害、工程应用领域内等方面发挥着越来越重要的作用。2006年,由曼谷大学Siripunvaraporn教授等人研发推出基于REBOCC算法原理在数值域逼近最小结构的三维反演开源代码WSINV3DMT,该代码可以对三维空间模型和波阻抗数据进行正、反演计算。本文工作主要基于该程序进行,通过编写与之配套的接口工具包程序WSINV3DMT_PACKAGE和调试运行此代码来实现对标准一维、二维和三维模型进行数值模拟并对实测大地电磁测深资料进行三维试验反演,该项研究对国内实现电磁测深三维反演应用技术具有重要实际意义。所开发的WSINV3DMT_PACKAGE工具包结合WSINV3DMT程序具有操作方便,简单高效、轻松快捷、图形美观、实用性强等优点,核心WSINV3DMT反演程序具有运行稳定、反演收敛速度快等特点,一般10次以内迭代次数即可达到要求。利用该工具包结合WSINV3DMT程序对地下半空间各模型进行三维数值模拟,发现低阻模型数值模拟结果中电阻率值比实际偏高,而高阻模型数值模拟结果中电阻率值比实际偏低,反演结果异常体的形状与测点密度、频点选择、异常体大小和埋深、初始模型设置等因素有关,并在周围边界测点处具有截断效应等特点。利用实测大陆电磁测深资料进行三维试验反演,反演结果对试验区内聊考断裂地质构造、底下低阻砂砾岩体信息和凝灰岩等高阻岩体信息反应较好。研究结果表明,WSINV3DMT_PACKAGE工具包结合WSINV3DMT程序具有较好的三维反演效果和实际应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第1章 大地电磁测深基础理论
• 1.1 大地电磁测深基本原理
• 1.1.1 大地电磁场遵循的基本方程
• 1.1.2 均匀半空间大地电磁场
• 1.1.3 非各向同性介质中大地电磁场
• 1.2 大地电磁反演方法简介
• 第2章 三维REBOCC反演和软件介绍
• 2.1 REBOCC 方法原理
• 2.2 WSINV3DMT 软件介绍
• 2.2.1 参数头文件和引导文件
• 2.2.2 波阻抗输入文件
• 2.2.3 初始模型文件
• 2.2.4 先验模型文件
• 2.2.5 控制模型文件
• 2.2.6 输出文件
• PACKAGE 工具包开发'>第3章 WSINV3DMT_PACKAGE 工具包开发
• 3.1 文件输入模块
• 3.2 WSINV3DMT 正演模块
• 3.3 WSINV3DMT 反演模块
• 3.4 结果可视化模块
• 第4章 地电模型数值模拟
• 4.1 一维模型数值模拟
• 4.2 二维模型数值模拟
• 4.3 三维模型数值模拟
• 4.4 测点位置信息测试
• 4.5 本章小结
• 第5章 大地电磁测深标准点三维试验反演
• 5.1 区域地质背景
• 5.1.1 地层
• 5.1.2 地质构造
• 5.2 数据采集与处理
• 5.3 REBOCC 三维反演
• 第6章 结论与建议
• 6.1 本论文主要工作和研究成果
• 6.2 本文不足之处与建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录