检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：陈卫营中国科学院大学

学位级别：博士

我国浅部矿产资源已日益殆尽，亟需开展地下500m-2000m深度范围内的矿产勘探与开发。在已有理论上进行探索与创新，研发新型电磁法工作形式是实现深部探矿的有效途径。论文基于时间域电磁法的优越性，研究了一种勘探深度大、探测精度高... 详细信息

我国浅部矿产资源已日益殆尽，亟需开展地下500m-2000m深度范围内的矿产勘探与开发。在已有理论上进行探索与创新，研发新型电磁法工作形式是实现深部探矿的有效途径。论文基于时间域电磁法的优越性，研究了一种勘探深度大、探测精度高的新型瞬变电磁装置—电性源短偏移距瞬变电磁法(shortoffset transient electromagnetic method，简称SOTEM)。并对方法的相关基本理论、施工技术、数据处理做了细致深入研究，最后通过三个应用实例验证了SOTEM的探测效果。　　在偶极子假设条件下，首先实现了接地长导线源产生的瞬变场的计算，然后通过分析地下感应电流的扩散、地面电磁场的分布和典型地电断面的响应曲线，获得了对电性源瞬变电磁场特性的较全面认知，为后续的研究提供理论基础。　　通过采用关断的双极性波形电流激发可以使自有场与辐射场在时间上分离，为近源观测纯辐射场提供了可能。通过对比分析不同偏移距情况下的信号强度、探测深度、探测灵敏度，表明近源观测具有更大的优势。SOTEM野外施工时，需根据探测目标合理选择观测电磁场分量和观测区域以及其他工作参数，包括偏移距、发射源长度、发射电流大小和基频、叠加次数、电极距MN和探头有效面积。　　SOTEM观测的信号为全场区信号，早晚期定义的视电阻率对数据解释具有很大的局限性，论文研究了多项式拟合法和二分搜索法两种全期视电阻率计算方法，有效地解决了全观测时间段内的视电阻率求取问题。对SOTEM数据的一维反演，采用了烟圈反演和拟MT反演的方法，针对传统烟圈反演结果中早期电阻率分布严重偏离真实地层的现象提出了改进方法。根据SOTEM全期视电阻率和MT电阻率曲线之间的相似性，论文提出了时间-频率转换关系，并采用MT法中Bostick反演的思路进行反演，反演结果表明该技术可行并能取得较好的反演效果。论文还试验了将MT的二维反演技术应用于SOTEM的二维反演中，同样取得了较好的反演效果。　　通过三个应用实例的分析，验证了SOTEM在解决深部矿产勘探的有效性和优越性。相对于目前常用的电磁勘探方法，SOTEM具有勘探深度大、垂向分辨率高、施工效率高等优点，可以作为解决超厚低阻覆盖层下大深度目标体勘探以及复杂地形下快速三维立体成像等难题的有效手段。　　论文的研究成果表明，SOTEM是一种大深度、高精度的时间域电磁法工作装置。目前的研究还主要集中于一维基本理论和解释技术。为了继续丰富、完善本方法，今后的研究重点应集中于SOTEM响应精确计算、二、三维正演、反演成像技术、多分量综合应用、附加效应消除等领域。

关键词：矿产勘探电性源短偏移距瞬变电磁法时间-频率转换关系

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基于改进粒子群算法的SOTEM电场分量E_(x)反演

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煤田地质与勘探 2025年第4期53卷 213-221页

作者：张继锋陈昌涧李宇腾游希然马子奔长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 海洋油气勘探国家工程研究中心北京100028 长安大学地球物理场多参数综合模拟实验室陕西西安710054 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 煤炭科学研究总院北京100013

【目的】针对电性源短偏移距瞬变电磁法(SOTEM)水平电场分量反演中传统算法易陷入局部极值的问题,提出一种融合重心反向学习策略的改进粒子群算法。【方法】该算法通过引入重心反向学习策略,动态调整学习因子和自适应惯性权重,有效提升... 详细信息

【目的】针对电性源短偏移距瞬变电磁法(SOTEM)水平电场分量反演中传统算法易陷入局部极值的问题,提出一种融合重心反向学习策略的改进粒子群算法。【方法】该算法通过引入重心反向学习策略,动态调整学习因子和自适应惯性权重,有效提升了全局搜索能力与收敛效率。研究构建了三层、五层及七层典型地电模型,来验证算法性能。【结果和结论】研究结果表明:对于五层和七层地电模型,阻尼最小二乘算法的反演平均误差分别为0.34%和4.68%,改进粒子群算法反演平均误差分别为0.21%和0.87%,可见改进粒子群算法反演对复杂地电结构的识别精度提升显著。在多层数(≥5)及宽泛参数搜索区间条件下,三层和五层地电模型反演平均误差均小于5%,验证了改进粒子群算法的有效性。利用某区实测数据进行阻尼最小二乘反演和改进粒子群算法反演,改进的粒子群算法较阻尼最小二乘算法有着较好的反演效果,反演结果与已知矿体的电性结构吻合较好,研究成果为提高SOTEM在矿产勘探中的分辨率提供了理论支持。

关键词：电性源短偏移距瞬变电磁法粒子群算法反演电场分量Ex

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综合电磁法在凤太二里河铅锌矿深部的找矿效果分析

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西北地质 2024年第1期57卷 196-206页

作者：陈靖郭文波王宏宇张建军顾欣王伟冯凡刘敏朱恩西北有色地质矿业集团有限公司陕西西安710054 西安西北有色物化探总队有限公司陕西西安710068 陕西有色金属控股集团有限责任公司陕西西安710000 西安西北有色地质研究院陕西西安710054

二里河铅锌矿是凤太矿集区中具有代表性的重要铅锌矿床之一,近些年找矿方向转向已知矿体深部及外围。根据二里河地区地质、地球物理特征,结合多年在凤太地区的综合地球物理找矿工作,分析了回线源瞬变电磁法、电性源短偏移距瞬变电磁法... 详细信息

二里河铅锌矿是凤太矿集区中具有代表性的重要铅锌矿床之一,近些年找矿方向转向已知矿体深部及外围。根据二里河地区地质、地球物理特征,结合多年在凤太地区的综合地球物理找矿工作,分析了回线源瞬变电磁法、电性源短偏移距瞬变电磁法及广域电磁法在二里河地区的实际应用效果,对3种方法的特点和适用性进行总结,认为:回线源瞬变电磁法、电性源短偏移距瞬变电磁法及广域电磁法在该地区深部找矿具有可行性;回线源瞬变电磁法对于圈定矿体水平位置具有较好的效果,电性源短偏移距瞬变电磁法对低阻异常较为敏感,广域电磁法分辨率较高,同时探测深度可达到2500 m。此外针对二里河矿区的找矿工作,提出物探工作建议:采用以广域电磁法和电性源短偏移距瞬变电磁法为首选的综合电磁探测方法,同时应尽可能采用长剖面和面积性物探工作。

关键词：电磁法回线源瞬变电磁法电性源短偏移距瞬变电磁法广域电磁法深部找矿

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含激电效应的SOTEM响应特性分析与信息提取研究

含激电效应的SOTEM响应特性分析与信息提取研究

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作者：陈稳中国科学院大学

学位级别：博士

矿产资源需求量大，对外依赖度高，成为限制我国社会经济高质量发展的关键因素，特别是战略性矿产资源过度依赖进口更是制约国家资源安全的“卡脖子”问题。因此，要破解我国矿产资源的供需矛盾，充分挖掘国内矿产资源潜力是当前的首要... 详细信息

矿产资源需求量大，对外依赖度高，成为限制我国社会经济高质量发展的关键因素，特别是战略性矿产资源过度依赖进口更是制约国家资源安全的“卡脖子”问题。因此，要破解我国矿产资源的供需矛盾，充分挖掘国内矿产资源潜力是当前的首要选择，而电磁勘探方法是矿产资源探测领域不可或缺的手段，为了实现在第二深度空间矿产资源的精细探测，亟须寻找更有效的电磁勘探方法。　　电性源短偏移距瞬变电磁法(short-offset grounded-wire transientelectromagnetic method，SOTEM)作为一种新型的电磁勘探方法，采用近源观测的短偏移装置，具有探测深度大、探测精度高、施工方便、对高/低阻目标都敏感等优点，在水文地质调查、金属矿产勘探等方面有着广阔的应用前景。激发极化(induced polarization，IP)效应是岩矿石具备的重要电性特征，IP效应作为附加场也是各种电磁法勘探的重要研究内容，包括频率域的MT、CSAMT以及时间域的磁性源装置，而SOTEM装置由于在近源观测的特殊性，其电磁响应中包含的激电效应附加场更强，那么则有必要对考虑激电附加场存在情况下的SOTEM方法进行研究。当地下存在极化体（如块状硫化物矿、地下水、石墨、碳质层等）时，受IP效应的影响，SOTEM观测的电磁场中既包括电磁响应也包括激电响应。这种情况下电磁场表现出与传统瞬变电磁场不同的衰减特性，当激电响应与电磁响应符号不同时，甚至会出现符号反转现象。这种影响在早期研究中被当作干扰因素，但SOTEM电磁场中包含的激电响应同样携带有极化体的极化率等特性，特别是，当块状硫化物矿等极化体为探测目标体时，不能仅仅将激电效应当作干扰处理，应充分利用激电效应对SOTEM响应的影响规律，并尝试从SOTEM电磁场中提取有效激电信息并加以利用，为数据处理和解释提供更多有用的信息，更有利于深部矿产资源的精细探测。　　目前国内外的关于时间域电磁法中激电效应的研究多集中在回线源瞬变电磁装置上，而采取近源观测的SOTEM装置电磁响应中包含的激电信号更强，因此对含IP效应的SOTEM进行研究更有意义，但该领域的研究还处于空白。另外，与回线源装置主要观测磁场分量不同，电场分量的采集与处理是实现SOTEM对高/低阻目标都具有较强分辨能力的关键原因。因此，SOTEM方法中激电效应的研究，需要充分考虑SOTEM装置中接地线源电磁场量激发模式的特殊性，含IP效应的SOTEM三维正演模拟以及信息提取的复杂性，现有研究限制了SOTEM探测体系的进一步开发应用。　　因此针对现有研究空白和研究难点，为了解决SOTEM中的激电效应问题，进一步完善探测理论与提高数据处理解释的精细程度，本文开展含激电效应的SOTEM响应特性分析和信息提取研究。围绕这个主题，分别了含IP效应SOTEM响应的一维正演研究、三维正演计算实现和特性分析研究、激电信息提取研究以及应用实例等工作。　　在含IP效应SOTEM响应的一维正演研究方面，首先针对基于Cole-Cole模型的SOTEM一维正演的多分量计算，分析了不同参数情况下激电效应特征的规律，参数考虑的范围包括地电模型参数和Cole-Cole模型中的极化参数，研究发现激电响应的强弱与观测装置的耦合条件、埋藏深度、地质目标层的电性参数以及极化模型参数等因素有关，研究结果将为提取野外观测数据的激电信息打下基础，之后继续在SOTEM激电效应原理上进行分析，分别研究激电效应对TE和TM场的影响，从电性源瞬变电磁法响应中提取了TE场和TM场，再对不同极化参数的极化体对TE场和TM场的IP效应影响进行比较，最后还比较了不同观测区域对TE场和TM场的IP效应。这一方面的研究结果将有助于指导三维正演，激电信息提取以及野外实际勘探研究。　　在含IP效应SOTEM响应的三维有限元正演计算实现方面，结合地球物理学中的有限元基本理论，利用Comsol平台和Matlab首先在频域进行三维模型的构建与求解，流程中进行了建立模型、边界条件设置、激励源加载、网格剖分、方程组求解等一些技术细节的处理，获取频域响应，再用余弦变换将频域响应转换到时域阶跃响应，并进行了完备的三维模拟准确性验证，结果显示，观测点处电场分量和磁场分量响应的相对偏差低于5％，验证了本文建立三维模型和求解方法的准确性。　　在含IP效应SOTEM响应的三维正演特性分析方面。选用了基本的极化层模型来展示IP效应对时域和频域两种电磁探测方法造成的影响，进而说明了考虑IP效应的重要性以及利用SOTEM装置提取激电效应更有前景。之后从三维正演方法分析激电效应影响SOTEM扩散的物理机制的角度出发，分析了典型高、低阻极化体模型的SOTEM磁场与电场响应特征，厘定了极化体引起的电磁响应和激电响应的扩散过程的差异性，阐明含激电响应的SOTE

关键词：电性源短偏移距瞬变电磁法激发极化效应激电效应响应特性信息提取

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