可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)是在AMT基础发展起来的,该方法归类为人工源频率域电磁测深勘探方法,能够通过人工控制电磁场源发射不同频率、不同强度的电磁场信号,进行目标区域地下电性结构特征的研究。自1970年代以来,CSAMT已成为地球物理主要勘探手段,普遍应用于油气资源和矿产勘查、地下水、地热、环境调查研究等。然而,由于人工源电磁波场在有耗介质中传播时,按波场传播特征和规律不同,划分为“近区”、“过渡区”和“远区”;其中,只有在“远区”观测时,才能保证观测数据不受场源影响。所以,在带源电磁测深数据二维反演算法尚不成熟的时候,对CSAMT数据的反演往往使用“远区”场数据,利用大地电磁测深(MT)二维反演进行处理解释。然而,“远区”的划分不仅与“收-发”距有关,还决定于观测信号的频率和地下介质的导电性,因此随着信号频率和地下介质导电性改变,“远区”的范围也在改变,这必然造成利用MT二维反演获得的CSAMT反演结果出现偏差,而且“过渡区”数据也无法利用;所以,必须开展带人工场源的CSAMT二维反演方法研究。论文提出2.5维CSAMT非线性共轭梯度二维反演方法,采用基于有限单元法为基础的正演模拟,通过二次场算法精确计算带有场源的二维电磁场数值,从而消除场源附近的奇异性;反演方面采用二维非线性共轭梯度法,利用拟正演手段避免存储大型稀疏矩阵,降低对计算机内存的要求,提高单次反演迭代速度。论文推导了频率域有限元计算公式,处理了边界问题,完成拟正演公式推导,间接求取雅可比矩阵,进而实现2.5维CSAMT反演算法研究。