井-地垂直線(xiàn)源直流電法三維正演研究.pdf

1、井-地直流電法是傳統(tǒng)地面電阻率法的一種變形,它使電源能夠更深入地下并靠近目標(biāo)體,該方法常用于發(fā)現(xiàn)井旁的盲礦,追索礦體走向,圈定礦體范圍等。井‐地線(xiàn)源直流電法是對(duì)傳統(tǒng)井‐地直流電法的一種改進(jìn),利用線(xiàn)源激發(fā)電場(chǎng),能夠提供比點(diǎn)源更強(qiáng)的能量,增強(qiáng)地面信號(hào)強(qiáng)度,減緩井旁電位變化梯度,加大了信噪比。
　　本文研究了井‐地垂直線(xiàn)源直流電法的三維地電場(chǎng)基本理論,從點(diǎn)源在均勻半空間任意一點(diǎn)的電位出發(fā),根據(jù)電位疊加原理,推導(dǎo)了垂直線(xiàn)源在均勻各向同性與

2、均勻各向異性介質(zhì)中任意一點(diǎn)的正常電位公式。由于線(xiàn)源的特殊性,線(xiàn)源所在的直線(xiàn)上及其附近的點(diǎn)在計(jì)算時(shí)都存在奇異性,為了解決了這一問(wèn)題,利用總電位能夠分解為正常電位與異常電位的特性,得到了沒(méi)有電源項(xiàng)的異常電位法公式。根據(jù)加權(quán)余量法細(xì)致推導(dǎo)了垂直線(xiàn)源在均勻各向同性與均勻各向異性介質(zhì)中異常電位的變分問(wèn)題的能量泛函表達(dá)式。利用四面體網(wǎng)格剖分,將地下半空間剖分為電性均勻的單元,采用三維有限單元法來(lái)正演模擬計(jì)算地下半空間存在異常體的情況。并針對(duì)有限單元

3、法形成的超大型對(duì)稱(chēng)稀疏矩陣的特征,采用改進(jìn)的行壓縮存儲(chǔ)方法進(jìn)行線(xiàn)性方程組的存儲(chǔ),并利用能降低迭代矩陣的條件數(shù)并改善方程組的病態(tài)性的預(yù)條件共軛梯度法進(jìn)行方程組的求解,保證了計(jì)算結(jié)果的穩(wěn)定可靠和計(jì)算過(guò)程的高效。
　　通過(guò)正演模擬,計(jì)算了立方異常體、水平板狀異常體和垂直板狀異常體在不同線(xiàn)源激發(fā)的人工場(chǎng)中的電位分布,并分析了這些不同形狀的異常體在地表引起的視電阻率異常;進(jìn)而分析了不同異常體的組合及不同深度的異常體對(duì)地表視電阻率異常的影響,