地—井、井—地IP三維快速正反演研究.pdf

1、井中激發(fā)極化法(簡稱井中IP)是勘查多金屬和貴金屬硫化物礦床、尤其是尋找深部盲礦體優(yōu)先選用的有效井中物探方法之一。在國外，井中電法已經(jīng)成為一種必要的方法，甚至是有孔必測；在國內(nèi)當(dāng)前危機(jī)礦山接替資源勘查中，井中激電正逐步成為深部礦產(chǎn)勘查的重要方法之一。由于受鉆孔條件和環(huán)境的限制，井中IP廣泛應(yīng)用的方法是地一井五方位和井一地激電充電法。然而，目前對(duì)這兩個(gè)方面的研究成果較少，解釋水平也相對(duì)落后，直接影響深部找礦效果。為此，國土資源部國家危機(jī)礦

2、山接替資源找礦辦公室把“地-井、井-地IP三維正反演技術(shù)”列為深部找礦的關(guān)鍵方法技術(shù)之一進(jìn)行研究。本文正是結(jié)合國家地礦行業(yè)發(fā)展和深部找礦的需求，開展地-井、井-地IP的三維快速正反演研究。 本文從電場滿足的微分方程出發(fā)，推導(dǎo)了三維復(fù)雜條件下總電位和異常電位的有限元計(jì)算方法，討論了不同觀測方式下網(wǎng)格剖分的方法，把四面體交叉剖分技術(shù)應(yīng)用于正演計(jì)算中，推導(dǎo)了邊界積分計(jì)算，并用地形修正公式完成起伏地形的剖分，使得網(wǎng)格的剖分更符合電場的分

3、布規(guī)律，提高了計(jì)算精度；詳細(xì)分析三維有限元計(jì)算形成的系數(shù)矩陣的非零元素分布，采用MSR壓縮存儲(chǔ)技術(shù)，大大減少了三維正演計(jì)算對(duì)內(nèi)存的要求；并把SSOR-PCG法應(yīng)用到有限元正演方程求解中，使正演計(jì)算時(shí)間大大縮短，在PC機(jī)上實(shí)現(xiàn)了快速正演計(jì)算，為下一步地-井、井-地IP快速反演解釋奠定基礎(chǔ)。 在第三章中，系統(tǒng)分析了井旁不同形態(tài)異常體(盲礦體)的地一井五方位IP異常特征，分析總結(jié)了異常體位置、參數(shù)變化，方位距離變化、鉆孔大小、觀測環(huán)境

4、和地形等對(duì)地-井五方位IP異常的影響規(guī)律，總結(jié)出依據(jù)不同方位觀測激電異常特征快速定位盲礦體的方法。 在第四章，以常見的侵染狀礦體等非等位體為研究對(duì)象，討論了立方體、板狀體等典型非等位體的充電激電異常特征和異常體埋深、充電點(diǎn)位置變化對(duì)充電異常的影響等，對(duì)實(shí)際工作有指導(dǎo)意義。 在第五章，針對(duì)當(dāng)前地-井五方位IP數(shù)據(jù)量少，不適合進(jìn)行層析成像反演，分析了“近似解析解”快速正演的實(shí)現(xiàn)方法及可行性，研制開發(fā)了地-井五方位IP人機(jī)交互

5、正演擬合反演解釋軟件，并對(duì)實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了反演和解釋，軟件界面友好，直觀，解釋效果良好；此外，以最小二乘約束反演理論為基礎(chǔ)，將CG非線性迭代算法、Ax和ATy近似計(jì)算方法應(yīng)用于地-井、井-地IP三維反演中，避開了Jacobian矩陣的直接計(jì)算和存儲(chǔ)，加快了反演速度，節(jié)省了內(nèi)存消耗；另外將背景、最大光滑及己知鉆探信息等作為約束條件引入到反演中，提高了反演的穩(wěn)定性，減少了多解性，大大提高了反演速度。算例反演結(jié)果表明，三維反演速度快，反演結(jié)果與