二维大地电磁反演方法对比研究

二维大地电磁反演方法对比研究

摘要：通过对几种理论模型的反演结果对比，分析二维大地电磁中常用的occam和rri反演方法的优缺点。在进行实际资料处理的过程中，根据不同的目标任务选取合适的反演方法进行资料处理，提高资料的解释精度和研究区的地球物理、地质认识。

关键词：二维反演大地电磁电法勘探

0 引言

随着国民经济和社会的逐步发展，矿产资源作为重要的物质基础，其重要性愈加明显。尤其在地表资源勘探对勘探技术要求越来越高的客观条件下，矿床探测面临更为严峻的考验。增加勘探深度，向内开发资源，使资源充分满足经济发展的需求。目前，国内外的勘探学者常用大地电磁法（mt）来探测地壳深部构造，该法不仅垂向和水平方向分辨能力高、探测深度大，而且造价低，便于野外施工。对于获取后的mt资料的反演处理与解释工作，由于不同的方法的侧重不同，取得的结果可能存在一些差异，因此对不同反演方法的对比研究是有必要的。

1 不同mt反演方法特点

1.1 rri反演特点

rri反演，是用不同电阻率值的节点来描述地质体的方法。该方法采用计算代价，与其它二维反演方法相比，通过该方法拟合观测数据效果更佳。只需几分钟的快速计算，就能进行交流式反演，快速计算是rri反演的一大特点。目前国内很多mt工作者比较倾向

于运用国外二维反演方法进行计算。

1.2 occam反演特点

occam反演，是通过有限元的正演程序，它以观测数据为依据自动确定二维模型的电阻率值，在允许误差的范围内搜寻拟合数据的最光滑模型。寻找过程中，也可以规定电阻率结构、基于相同电阻率的不相连结构体的反演，或将断层加入光滑模型等约束条件。拟合数据的程度依个人需求而定，模型结构也根据反演而定。occam 反演能直接指出模型的粗糙度，这是它的特殊之处。

2 反演结果对比

实例一：高阻理论模型，地下400～900m为5000高阻体，背景值为100。

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图2.1 高阻理论模型■1000■100 ■

图2.2 rri快速松弛反演结果

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图2.3 occam方法反演结果

实例二：低阻理论模型，地下150～400m为10低阻体，背景值为300。

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图2.4 低阻理论模型■20■300

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图2.5 rri快速松弛反演结果

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图2.6 occam方法反演结果

实例三：混合地质体理论模型，地下420～2000m，三块地质体在横向上呈相间分布，它们的电阻率各不相同，具体值如图例，背景值是100。

实例一中，对高阻理论模型的反演，rri反演结果疑似中间出现两相邻高阻（如图2.2），而图2.3中occam结果则对于整体地质体边界的控制效果比较好。

实例二中，rri反演结果（如图2.5），在水平方向100～400m、地下800～1500m处存在一不明高阻，而图2.6中occam的反演结果就不存在此项问题。这表明occam反演结果比rri反演结果更加可靠。绘图时，rri结果取自水平坐标上0～3000m，occam结果取-1500

～1500m，长为3000m。

实例三中对混合地质体模型的反演结果（如图2.8），rri反演方法无法将两高阻之间的低阻区域完整的体现出来，也可以说该反演方法没有完全体现出向下延伸的低阻趋势；图2.9中occam反演结果就全面体现出理论模型的不均匀地质体的分布，模型精细度和区别分层都能达到预期的效果。

3 结论

通过以上理论模型对比普遍采用的rri反演结果，occam反演作为一种科学的反演模式，不仅稳定可靠，而且不依赖于初始模型，

三个理论模型的计算都是以均匀半空间作为初始模型的。但反演需要花费很长一段时间做大量的运算工作；rri的速度非常快，若要取得预期的效果，就应该严格控制技术参数，否则最终效果不佳或不明显。

参考文献：

[1]卢毅.visual basic实例教程[m].北京：科学出版社，2001.

[2]朴化荣.电磁测深法原理[m].北京：地质出版社，1990.

[3]陈乐寿.大地电磁测深——探测地球深部电性和物质状态的

一种有效手段[j].自然杂志，2009（01）.

[4]杨长福，徐世浙.国外大地电磁研究现状[j].物探与化探，2005（03）.

[5]陈乐寿，王光锷编著.大地电磁测深法[m].地质出版社，1990.

[6]罗焕炎，张淑霞.二维大地电磁测深的边界元与有限元耦合模拟[j].地震地质，1987（02）.

[7]du x b.electromagnetic phenomena associated with earth.quakes.proceeding of the8th china international geo.electromagnetic workshop，2007.