大地電磁測深的TE和TM極化模式對比研究.pdf

1、在大地電磁測深工作中，由于實際地下介質(zhì)的非均勻性，我們所得到實測資料的TE、TM 模式極化視電阻率曲線有很大差異，因此不同的模式會有不同的解釋結(jié)果，給我們正確認(rèn)識和判斷實際地質(zhì)結(jié)構(gòu)帶來困難。我們在長期的工作中發(fā)現(xiàn)，雖然TE、TM 模式極化視電阻率曲線有明顯差異，但在特定的地質(zhì)構(gòu)造中，它們之間的差異也有規(guī)律可循，尋找并正確認(rèn)識這些規(guī)律對實際資料的處理和解釋有重大意義。
　　 本文首先介紹了大地電磁測深的一些基本理論，簡要表述了一些

2、重要的公式及原理，對有限元正演方法和幾種反演方法做了較詳細(xì)的討論。在正演方面，著重分析了有限元正演方法的基本方程式，邊界條件以及二維大地電磁場的有限元解法。在反演方面，簡要闡述了OCCAM 反演，RRI 反演，NLCG 反演方法的原理，并對三種反演方法做了對比分析，且最終確定了本文模型的正反演計算方法。
　　 本文中所有模型的正演計算方法為有限元正演法，一維反演方法為OCCAM 反演法，二維反演方法為NLCG 反演法，但二維反演

3、的初始模型為一維OCCAM反演模型。
　　 本文的重點是通過建立理論模型，進(jìn)行正反演并尋找在這些模型條件下TE和TM 模式極化視電阻率曲線的變化規(guī)律。我們建立了地壘模型、地塹模型、斷層模型、靜態(tài)位移模型、淺層低阻體模型等常見地質(zhì)構(gòu)造模型，對其進(jìn)行正反演并分析結(jié)果，看哪種模式對模型有更好的擬合效果；并對比分析TE和TM 模式極化視電阻率曲線的變化形態(tài)，找出在不同模型中兩種模式極化視電阻率曲線所具有的特征，總結(jié)得出如下結(jié)論：TE 模

4、式有很好的縱向分辨能力，而其橫向分辨能力不足，TM 模式有很好的橫向分辨能力，而縱向分辨能力不足；對于地壘構(gòu)造，在地壘區(qū)域，TM 模式視電阻率曲線總是在TE 模式視電阻率曲線的上方，對于地塹構(gòu)造，在地塹區(qū)域，TM 模式視電阻率曲線總是在TE 模式視電阻率曲線的下方，對地壘和地塹模型，TM 模式要比TE 模式反應(yīng)更靈敏，能更好的反映真實模型；對于斷層構(gòu)造，TE 模式對斷層模型的反應(yīng)比TM 模式靈敏，在斷層區(qū)域，TE 模式視電阻率曲線的低頻

5、段逐漸下移到TM 模式視電阻率曲線的下方，與其形成“喇叭狀”；當(dāng)?shù)乇泶嬖诰植侩娦圆痪鶆蚨?，三維地質(zhì)體，產(chǎn)生靜態(tài)效應(yīng)的時候，TM 模式視電阻率曲線受影響很嚴(yán)重，而TE 模式視電阻率曲線受影響較小，TM 模式視相位曲線基本不受靜態(tài)位移的影響，而TE 模式視相位曲線有明顯的靜態(tài)效應(yīng)，但其受影響程度較低。在實際地質(zhì)工作中，我們發(fā)現(xiàn)TE模式視電阻率曲線受靜態(tài)位移的影響一樣嚴(yán)重，這表明實際地質(zhì)結(jié)構(gòu)是三維的，沒有二維的情形；TE 模式對淺層低阻體的反