大地电磁测深法中静态效应的反演研究及应用

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大地电磁测深法利用天然交变电磁场研究地球电性结构,不受高阻层屏蔽,对低阻层分辨率高。无需人工建立场源,施工方便,成本低廉,勘探深度范围大,在能源、资源及深部地球物理勘探等领域得到了广泛的应用。大地电磁测深法中存在一个普遍问题是数据中存在静位移,亦即对数视电阻率-周期曲线相对于区域值有一个竖直方向上的平行移动。这些静位移是由于测点附近存在小规模,浅部导电性异常体。电荷在小于电磁场趋肤深度的近地表异常体上积累。这些积累电荷在观测电场区域值的基础上产生了一个持续到任意低频率的扰动。错误的移除这些局部失真会导致反演解释所要研究的深部目标体时出现错误。电磁测深法的数据解释和静态效应校正通常是分开处理的。对于同样的实测数据不同的静态校应校正方法可能会得到不同的静位移值,这样一来,先移除数据中的静位移再寻找一个拟合被处理过的数据的模型就存在一个风险,这个风险就是地电结构推断解释中出现的异常可能是由于特定的静位移选择引起的。反演的同时校正静态效应的方法则可避免这个风险。在一维情况下,对含有静位移的大地电磁测深数据做反演解释所获得的模型和基于未失真数据得到的模型可能有一致的结构,但视电阻率值和深度可能是错误的。在二维和三维情况下,每个测点静位移的量通常是不一样的,当试图解释含有静态效应的数据时可能会导致所获得的模型中出现多余的结构。在一些特殊情况下,甚至找不到拟合数据的模型。为了移除多余的粗糙度,可以在每个点引进两个静位移参数用于缩放每个点TE和TM两种模式的视电阻率,但相位数据不受影响。Occam反演可以在获得最光滑模型的同时移除静态效应的影响。把静位移当作自由的参数参与到光滑模型反演中可以保证反演结果中出现的异常不只是由错误的静态效应校正引起的。本文在对当前中外相关文献收集和研读的基础上,对当前大地电磁测深资料处理中经常用到的静态效应校正手段进行研究。对所建立的一些理论模型进行了正演模拟,得出近地表局部不均匀体位于不同地电模型中时,两种模式(TE,TM)的响应特征。然后将静位移作为一个反演参数直接参与反演,在反演过程中同时校正由地表局部不均匀体引起的静态效应。结果表明,利用静态效应的直接反演法来校正静态效应可以获得不错的效果。最后,用静态效应的直接反演法处理了本溪-集安地区的实测大地电磁测深资料。有效的消除了实测数据中含有的静态效应,使得反演解释更加合理。
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