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第1章 绪论1

1.1引言1

1.2大地电磁场2

1.2.1大地电磁场特征2

1.2.2大地电磁场源3

1.3大地电磁测深法的工作原理6

1.3.1初始假设和约定6

1.3.2大地电磁测深法的工作原理7

1.3.3大地电磁测深法的工作程序7

1.4大地电磁测深法的突破性进展8

1.4.1智能化的仪器设备8

1.4.2资料处理的先进技术8

1.4.3二维、三维正反演技术9

1.5大地电磁测深法的特点与能力10

1.6本书的内容安排11

第2章 大地电磁测深基本理论13

2.1电磁场的基本方程13

2.1.1 Maxwell方程组13

2.1.2谐变场的Maxwell方程组14

2.1.3电磁场的波动方程和边界条件14

2.2一维模型的大地电磁场18

2.2.1均匀半空间中的大地电磁场18

2.2.2二层介质的大地电磁场22

2.2.3 N层介质的大地电磁场27

2.2.4层状介质的等值性问题33

2.3二维模型的大地电磁场36

2.4三维模型的大地电磁场38

第3章 大地电磁测深正演模拟41

3.1一维模型正演数值模拟41

3.1.1有限差分法分析41

3.1.2有限单元法分析45

3.2二维模型正演数值模拟48

3.2.1二维正演算法48

3.2.2二维正演模拟53

3.3三维模型正演数值模拟58

3.3.1三维正演算法58

3.3.2三维正演模拟63

3.4倾子响应正演模拟69

3.4.1倾子响应计算公式69

3.4.2模型试算分析69

3.5大型稀疏复线性方程组解法74

3.5.1 BICGSTAB算法74

3.5.2不完全LU分解预处理75

3.5.3算例分析75

第4章 大地电磁测深反演成像77

4.1反演理论78

4.1.1反演问题的数学描述78

4.1.2反演问题的数学适定性78

4.1.3反演问题的解的评价79

4.2正则化方法80

4.2.1正则化反演方法80

4.2.2基于某种先验约束的正则化方法80

4.3 MT正则化反演方法介绍82

4.3.1一维反演方法分述82

4.3.2二维反演方法分述84

4.3.3三维反演方法分述89

4.4基于光滑约束的最小二乘反演90

4.4.1最小二乘光滑约束反演90

4.4.2灵敏度矩阵计算91

4.4.3反演方案93

4.5一维模型反演计算96

4.5.1反演电阻率和厚度96

4.5.2固定层厚度99

4.6二维模型反演计算100

4.6.1简单二维模型100

4.6.2 Sasaki二维模型105

4.7三维模型反演计算108

4.7.1二维模型三维反演108

4.7.2三维模型三维反演108

第5章 阻抗张量分解与旋转不变量112

5.1阻抗张量分解方法112

5.1.1 Swift分解112

5.1.2 Bahr分解115

5.1.3 Groom-Bailey分解117

5.2阻抗张量旋转不变量119

5.2.1基本旋转不变量120

5.2.2 WAL旋转不变量123

5.3视电阻率和阻抗相位张量的旋转不变量124

5.3.1视电阻率张量的旋转不变量124

5.3.2阻抗相位张量的旋转不变量127

5.4大地电磁极坐标图分析129

5.4.1阻抗极坐标图129

5.4.2 TE与TM极化模式阻抗极坐标图131

5.4.3相位张量极坐标图133

第6章 静态效应影响及其校正135

6.1认识静态效应135

6.2静态效应的影响分析137

6.2.1电导效应模型分析137

6.2.2电阻率效应模型分析142

6.2.3静态效应影响讨论148

6.3静态效应的校正149

6.3.1电磁列阵剖面法149

6.3.2阻抗张量校正法151

6.3.3瞬变电磁近似校正152

第7章 地形影响及其校正155

7.1地形影响的简单描述155

7.2地形畸变影响的正演模拟158

7.2.1起伏地形模拟技术158

7.2.2插值及雅可比变换行列式159

7.2.3有限元分析162

7.3地形畸变影响分析164

7.3.1山脊地形影响分析164

7.3.2地垒地形影响分析166

7.3.3山谷地形影响分析168

7.3.4地堑地形影响分析170

7.3.5复杂地形影响分析172

7.4地形对反演结果的影响174

7.4.1 Bostick反演分析174

7.4.2不带地形的二维反演分析175

7.5地形影响校正178

7.5.1比值法校正178

7.5.2带地形的MT二维反演179

第8章 大地电磁测深资料处理182

8.1仪器与野外工作方法182

8.1.1仪器182

8.1.2野外工作方法186

8.2资料处理原则与流程188

8.2.1资料处理原则188

8.2.2资料处理流程190

8.3时域数据处理190

8.3.1傅里叶时频变换190

8.3.2大地电磁阻抗的最小二乘估算194

8.3.3测量噪声消除方法198

8.4频域数据处理201

8.4.1主轴旋转201

8.4.2频域数据去噪202

8.4.3 TE和TM模式判别204

8.5观测资料的定性分析206

8.5.1勘探深度分析206

8.5.2曲线类型分析207

8.5.3观测资料分析209

第9章 大地电磁测深法勘探应用实例211

9.1地壳层圈结构探测中的应用211

9.2深部矿产资源勘查中的应用217

9.2.1地质概况217

9.2.2成果认识218

9.3油气资源勘探中的应用219

9.3.1地质概况220

9.3.2电性特征220

9.3.3资料处理220

9.3.4地质效果分析222

9.4地热资源勘查中的应用223

9.4.1地质概况223

9.4.2电性特征224

9.4.3资料采集与处理225

9.4.4勘探成果分析226

9.4.5地热有利区分析227

参考文献228

附录235