基于电导率深度成像的瞬变电磁法三分量探测方法研究

论文摘要

瞬变电磁法是一种人工源时间域电磁勘探方法,近年来广泛应用于矿产和资源勘查、水文地质、工程地质勘查等领域。该方法具有工作效率高、勘探深度大、受地形影响小等优点。瞬变电磁法的三分量探测提高了采集数据量,可以更加直观地观测地质体。为了能够充分利用三分量数据,需要进行瞬变电磁三分量响应特征研究,建立瞬变电磁三分量解释理论及电导率深度成像方法的研究,有助于提高探测的分辨率和精度。对实际生产工作具有指导意义。本文对瞬变电磁法三分量探测及多分量联合电导率深度成像方法进行研究。主要研究内容及如下:1.通过建立不同的层状模型,研究两层和三层地质模型的瞬变电磁三分量响应特征曲线;2.建立异常体模型,对瞬变电磁三分量响应特征进行分析,并对比不同磁场分量组合得到的电导率深度成像结果;3.建立不同断层模型,分析电导率深度成像结果,研究瞬变电磁三分量探测对断层的勘探能力;4.通过瞬变电磁三分量实测试验,验证上述方法的有效性与正确性。通过上述研究,获得以下结论:第一、通过电导率深度成像可以得到地下介质相对电阻率大小随深度的变化,从而实现对电性关系的定性分析。对异常体模型的CDI成像进行分析,发现Z分量成像的纵向分辨率高,对异常体埋深的反映更准确;ZX分量、ZXY分量、ZY分量成像对异常体电阻率的反映更真实;ZX分量成像和ZXY分量成像剖面图相似,以及ZY分量,由于水平分量数据的加入,提高了横向分辨率,对异常体边界反映明显。Z分量和ZY分量的成像剖面图中,异常体反映更容易识别。当异常体为高阻体,埋深加大时,ZX分量、ZXY分量、ZY分量成像对异常体的反映明显优于Z分量。第二、通过建立覆盖层模型,对比电导率深度成像结果和真实模型,分析得到,低阻覆盖层对成像结果的影响很大。由于低阻覆盖层的存在,成像视电阻率整体减小,给异常体的识别增加了难度。此时,Z分量、ZY分量的成像反映的异常体电阻率更接近真实模型。第三、通过对断层的瞬变电磁三分量模拟研究可以得出,XZ分量成像和XYZ分量成像对断层的横向识别能力明显大于其他分量成像方法。第四、通过野外瞬变电磁三分量探测实验验证,根据成像结果可以识别断层异常。多分量电导率深度成像为实际野外工作提供了快速成像结果和定性解释。进一步验证了三分量探测和电导率深度成像方法的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 选题背景及意义
•   1.2 瞬变电磁法的国内外研究现状
•     1.2.1 瞬变电磁法三分量探测的研究现状
•     1.2.2 瞬变电磁法电导率深度成像的研究现状
•   1.3 研究内容及成果
• 第二章 瞬变电磁法正反演理论
•   2.1 瞬变电磁法基本原理
•   2.2 时间域电磁法正演
•     2.2.1 三维有限元方法
•   2.3 瞬变电磁法电导率深度成像（CDI）原理
•     2.3.1 电导率深度成像
•     2.3.2 三分量响应
• 第三章 TEM三分量正演模拟
•   3.1 .层状介质模型
•     3.1.1 模型建立
•     3.1.2 层状模型三分量响应特征
•   3.2 .三维模型
•     3.2.1 低阻异常体模型
•     3.2.2 高阻异常体模型
•     3.2.3 低阻覆盖层模型
•   3.3 本章小结
• 第四章 断层的三分量响应特征
•   4.1 直立断层模型
•   4.2 含水的直立断层模型
•   4.3 正断层模型
•   4.4 逆断层模型
•   4.5 本章小结
• 第五章 TEM三分量探测实例
•   5.1 实验区概况
•     5.1.1 实验区地层特征
•     5.1.2 实验区构造特征
•     5.1.3 水文地质
•   5.2 数据采集及处理
•     5.2.1 野外数据采集
•     5.2.2 数据处理
•   5.3 实测曲线响应特征
•   5.4 三分量成像及解释
•     5.4.1 实验线1
•     5.4.2 实验线2
•   5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘欣玥

导师: 余传涛

关键词: 瞬变电磁法,电导率深度成像,三分量,正演模拟

来源: 太原理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 太原理工大学

基金: 阳煤集团科研项目《复杂条件下煤矿采空区(积水区)电磁响应及数据联合约束反演研究》(GY18026)

分类号: P631.325

总页数: 67

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