电阻率层析成像技术
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摘要
根据视电阻率实测值重建二维或三维介质真电阻率的分布图像是电成像技术的核心。本文简要介绍了电极阵列系统 ,分析了二极、温纳、偶极和复合对称四极装置的特点、参数选择、拟剖面构制和探测深度等问题。在数据处理上 ,以线性反演方法为主 ,但需针对电位场的特点采取相应措施并发展约束反演和计算Fr啨ｃｈｅｔ导数的新方法?缱杪屎妥缘缥坏母怕食上翊右桓鲂碌慕嵌雀隽说叵鹿乖斓男畔ⅰＴ诩际跤τ梅矫?,通过电剖面对比、电法 地震联合探测的实例 ,讨论了电阻率层析图像的物理含义和进行地质推断需注意的问题。电成像的性质属位场反演 ,不可避免的存在空间分辨率偏低的弱点 ,发展综合物探 ,加强与地质方法的结合具有重要意义。
The image reconstruction of medium true resistivity through observational data of apparent resistivity is essential in resistivity tomography. The authors introduce briefly its data acquisition system and electrode array, and then discuss certain technical items, such as observational configuration, parameter selection, pseudosection and survey depth in pole-pole, Wenner, dipole-dipole and Wenner-Schlumbeger arrays. In data processing the most popular method is linear inversion, while some important mathematical treatments related to potential specialty, constraint inversion and calculation of Fréchet derivative need to be developed further. A new method of resistivity and self-potential probability tomography was proposed, by which some new information underground can be obtained. In the technical application, in addition to two examples of imaging comparison of profiles and joint imaging of resistivity and seismic surveys, they also discuss some relevant problems in analyzing physical features and inferring geological structure from resistivity imaging. It is pointed that the electrical imaging is of potential inversion, which definitely has a shortcoming of low resolution in space. Therefore, comprehensive exploration and joint interpretation with geological study always play an important role.
The image reconstruction of medium true resistivity through observational data of apparent resistivity is essential in resistivity tomography. The authors introduce briefly its data acquisition system and electrode array, and then discuss certain technical items, such as observational configuration, parameter selection, pseudosection and survey depth in pole-pole, Wenner, dipole-dipole and Wenner-Schlumbeger arrays. In data processing the most popular method is linear inversion, while some important mathematical treatments related to potential specialty, constraint inversion and calculation of Fréchet derivative need to be developed further. A new method of resistivity and self-potential probability tomography was proposed, by which some new information underground can be obtained. In the technical application, in addition to two examples of imaging comparison of profiles and joint imaging of resistivity and seismic surveys, they also discuss some relevant problems in analyzing physical features and inferring geological structure from resistivity imaging. It is pointed that the electrical imaging is of potential inversion, which definitely has a shortcoming of low resolution in space. Therefore, comprehensive exploration and joint interpretation with geological study always play an important role.
引文
① 中华人民共和国地质矿产部地质矿产行业标准,电阻率剖面法技术规程,1994。
② 中华人民共和国地质矿产部地质矿产行业标准,电阻率测深法技术规程,1994。
③朱涛等,2004,垂直线电流源的三维电阻率成像,CT理论与应用研究(待刊)。
白登海,1996,浅层电阻率层析成像方法和深部构造活动的塑性波理论,博士后研究报告,中国科学院地球物理所。
戴光明,罗延钟,1995,用边界元求积分方程数值,物探化探计算技术,17(4):32～37。
底青云,王妙月,2001,积分法三维电阻率成像,地球物理学报,44(6):843～851。
底青云,1998,电阻率层析成像方法研究,博士学位论文,中国科学院地球物理所。
董清华,田宪谟,1999,井间电阻率成像中Fr啨chet导数的算法比较,物探与化探计算技术,19(1):41～45。
董清华,1996,井间电阻率层析成像研究,博士学位论文,广东五邑大学。
费锡铨,1986,电法勘探———原理与方法,北京:地质出版社。
冯锐,李晓芹,陶裕录等,1997,电阻率层析成像用于水文地质勘探,地震学报,19(6):655～663。
冯锐,郝锦绮,周建国,2001,地震监测中的电阻率层析技术,地球物理学报,44(6):833～842.
傅良魁,1990,电法勘探教程,北京:地质出版社。
郝锦绮,冯锐,李晓芹等,2000,对样品含水结构的电阻率CT研究,地震学报,22(3):305～309。郝锦绮,冯锐,周建国等,2002,岩石破裂过程中电阻率变化机理的探讨,地球物理学报,45(3):426～434。
冯锐,闫维彰,冯国政等,1998,层析技术用于考古:山西应县木塔的基础结构,地震学报,20(2):201～209。
李晓芹,陶裕录,冯锐,1998,电阻率层析成像的原理与应用,地震地质,20(3):234～242。
李智明,2003,三维电阻率层析成像研究及应用,硕士学位论文,中国地震局地球物理所。
刘国强,陶果,柯式镇等,2001,摄动求解Fr啨chet导数的电阻率层析成像方法,地震地质,23(2):314～320。
龙海丽,2003,岩石破裂过程的自电位异常的研究,硕士学位论文,中国地震局地球物理所。
毛先进,鲍光淑,1998,一种适于电阻率成像的正演新方法,地球物理学报,4(增刊):385～393。
毛先进,冯锐,鲍光淑,2000,边界积分方程用于电阻率Zohdy及反演的初步研究,地球物理学报,43(4):574～579。
毛先进,1997,边界积分方程和以其为基础的电阻率层析成像,博士学位论文,中南工业大学。
阮百尧,村上裕,1999,电阻率激发极化率数据的二维反演程序,物探化探计算技术,21(2):116～125。
阮百尧,吕玉增,强建科等,2002,直流电阻率测深勘测灵敏度及其应用,物探与化探,26(5):392～394。
阮百尧,熊彬,2002,电导率连续变化的三维电阻率测深有限元模拟,地球物理学报,45(1):131～138。
吴小平,徐果明,李时灿,1998,利用不完全Cholesky共轭梯度法求解点源三维地电场,地球物理学报,41(6):848～854。
吴小平,1998,利用共轭梯度方法的电阻率三维正反演研究,博士学位论文,中国科学技术大学。
吴小平,汪彤彤,2001,利用共轭梯度方法的电阻率三维反演若干问题研究,地震地质,23(2):321～327。
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闫永利,1998,浅层电阻率层析成像和南祁连大地电磁测深研究,博士后研究报告,中国科学院地球物理所。
周熙襄,钟本善等,1986,电法勘探数值模拟技术,四川:四川科学技术出版社,1986。
周兵,曹俊兴,1995,井间电阻率成像数值模拟,物探与化探计算技术,17(4):9～17。
岛裕雅,间和彦,神谷英树,1995,比抵抗映像法,应用地质株式会社,东京:古今书院。
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② 中华人民共和国地质矿产部地质矿产行业标准,电阻率测深法技术规程,1994。
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