层状介质半航空瞬变电磁正反演研究及应用

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煤炭学报

作者

李论杨聪王绪本王鹏
单位

中国煤炭科工集团西安研究院有限公司地球物理学院成都理工大学
摘要

目前，国内地质勘探重心存在向地形条件更复杂的西部和地质灾害频发的西南部地区转移的趋势，因此需要一种满足上述地形条件的有效探测手段。半航空瞬变电磁具有信噪比高、探测深度大、可以实现高效、适应复杂地形条件下对目标体探测等优点。目前该方法的正反演研究和应用都得到了较快的发展。本文电性源半航空瞬变电磁为例，利用数值模拟方法得到层状介质中瞬变电磁响应。建立 O 型地电模型分析改变装置参数对瞬变电磁响应的影响；建立 K 型地电模型和 H 型地电模型分析地层参数对瞬变电磁响应的影响。分析结果表明：埋深较浅的低阻层不利于半航空瞬变电磁对异常体的探测，高阻层厚越大或埋深较浅越容易被探测，而且当中间层与围岩电阻率差异越大，对瞬变电磁响应影响越大；对于装置参数，改变接收线圈高度和偏移距对瞬变电磁响应早中期影响较大，晚期差异逐渐减小。然后根据某井工矿水文地质资料，建立充水采空区模型和砂岩裂隙含水层模型，基于自适应正则化反演方法对理论模型进行试算，发现该反演方法能够反应出砂岩裂隙含水层，能够较为准确地反映出异常体的位置，但对目的层厚度较薄的积水采空区模型反演效果较差。最后，为了验证电性源半航空瞬变电磁系统实际应用效果，对某垃圾填埋场进行探测。结果表明：该系统可有效地揭示垃圾填埋场探测区域的视电阻率差异性分布，因此电性源半航空瞬变电磁是一种高效、适应复杂探测环境、分辨率较高的探测方法。同时，对垃圾填埋场的成功探测，拓宽了半航空瞬变电磁的应用范围，为将其应用到煤田勘探领域提供了案例。
关键词

电性源半航空瞬变电磁层状模型响应特征自适应正则化反演垃圾填埋场探测