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电阻率法和电磁法联合反演进展

电阻率法和电磁法联合反演进展
地球物理反演过程是一个将观测数据转换为地质-地球物理模型的过程,其首要解决的问题之一就是尽可能的减少地球物理场的多解性,从而得到一个可靠的地质模型。

然而,地球物理方法所采集到的数据集通常受到地表干扰或方法自身缺点的影响,使得反演结果难以全面的认识地下地质概况。

直流电阻率法( DirectCurrent Resistivity,DC) 在浅层勘探中具有较高的灵敏度,但是由于装置展布的限制和深部传导电流受到极大的削弱,因此很难获取到深部的有效信息。

电磁法,受到地形起伏和近地表横向电性分布不均匀,易产生静态效应,极易混淆真假异常,增加地质解释的难度。

由此可见,单一地球物理方法的反演容易造成地下地质解释的模糊性。

在综合地球物理中同时运用多种地球物理数据进行同步、顺序、剥离、伸展等方式计算同一地质体的物性特征和几何展布称为联合反演,联合反演是综合地球物理工作中不可或缺的一种重要的定性和定量解释工具。

结合多种地球物理数据进行联合反演能够有效的减少模型解空间。

这主要是由于:
(1) 不同地球物理方法获得的解空间不尽相同。

利用不同地球物理方法的优势,一种方法中的零空间可以通过联合反演在另一种方法中得到补充。

(2) 不同地球物理方法测量的物性参数不尽相同。

地下岩矿石包含了多种物理属性,通过在同一区域对不同物性参数的测量,从不同的侧面提高对该区域岩性及其范围的识别。

(3) 不同地球物理方法所受的干扰因素不尽相同。

某种方法部分受到强干扰的数据可以用另一种方法的数据经行校正,有时比单一方法采集更多数据更为有
效。

自1975年V ozoff和Jupp首次提出进行MT和DC数据联合反演(V ozoffandJupp,1975)以来,中外学者对联合反演从理论到应用都做了许多研究:Sasaki(1989)、Sharma(SharmaandKaikkonen,1999;SharmaandVerma,2011)等对大地电磁和直流数据进行了联合反演研究。

Zeyen和Pous(1993)进行了带有先验模型的磁法和重力联合反演研究。

Hering等(1995)详细论述了DC与浅层地震的联合反演算法。

Bosch等(2006)运用蒙特卡洛方法进行了三维重磁的联合反演研究。

Moorkamp等(2011)提出了一种适用于地震、MT和重力的三维联合反演框架。

国内学者对联合反演也做了许多贡献,于鹏等(2007)利用改进的全局寻优的快速模拟退火算法,实现了重力和地震资料的约束同步联合反演。

万玲等(2013)提出地面磁共振MRS与瞬变电磁(TEM)联合反演方法,提高了解释结果的准确度。

彭淼等(2013)研究了基于交叉梯度耦合约束的大地电磁与地震走时资料的三维联合反演算法。

陈晓等(2010)采用非线性模拟退火方法实现了加入有效模型约束的大地电磁与地震的同步联合反演,使反演的解更实际更稳定。

陈华根等(2012)在实际资料处理中应用了MT和重力的模拟退火联合反演并取得了较好的效果。

刘彦等(2012)在对国内外大地电磁与地震数据联合反演的研究现状分析的基础上,总结了电震联合反演算法的类型。

回顾联合反演的发展历史,联合反演是综合地球物理定量解释的重要工具,是未来地球物理学的一个发展方向。

从总体上来说国内的联合反演主要集中在重磁电磁与地震方法的结合,而更具有合理性的基于相同物性基础的联合反演较为少见。

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