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物探与化探  2019, Vol. 43 Issue (4): 794-803    DOI: 10.11720/wtyht.2019.1266
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对称非各向同性体大地电磁法二维异常特征
杨淼鑫1,2, 谭捍东2, 梁盛军1, 王鑫1
1. 中国自然资源航空物探遥感中心,北京 100083
2. 中国地质大学(北京) 地球物理与信息技术学院,北京 100083
Two-dimensional anomaly characteristics of the magnetotelluric method for a symmetrical anisotropic body
Miao-Xin YANG1,2, Han-Dong TAN2, Sheng-Jun LIANG1, Xin WANG1
1. China Aero Geophysical Survey & Remote Sensing Center for Natural Resources, Beijing 100083, China;
2. School of Geophysics and Information Technology, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China
全文: PDF(4576 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

大量观测资料表明,地下介质的物性普遍存在非各向同性现象,只有建立非各向同性模型才能真实地反应地下介质情况。在分析前人研究成果的基础上,从实际地质情况出发,以层状介质的电学性质为基础引入非各向同性系数到对称非各向同性体的研究当中,推导出对称非各向同性体二维大地电磁场的变分方程,实现了模拟对称非各向同性体的有限单元法。将计算结果与Pek的有限差分法的计算结果进行对比验证了程序的正确性。通过固定非各向同性系数在不同倾角下的模型,说明倾角对非各向同性效应的影响;通过固定倾角在不同非各向同性系数下的模型,说明非各向同性系数对非各向同性效应的影响;通过不同倾角和不同非各向同性系数模型的正演拟断面图,更加形象地展示两者与非各向同性效应之间的关系。

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杨淼鑫
谭捍东
梁盛军
王鑫
关键词 层状介质的电学性质大地电磁非各向同性系数倾角    
Abstract

Lots of observational data have indicated that anisotropic physical properties are common in rocks in the depth. This requires the construction of anisotropic models to obtain a true reflection of the underground medium. The basis of the present study is a review of previous research results and an investigation of the electrical properties of a layered medium representing actual geological conditions. For a symmetrical anisotropic body, an anisotropy coefficient is proposed, together with an equation for the variation of the Earth's electromagnetic field regarded as two-dimensional. Finally, a finite element simulation of a symmetrical anisotropic body is described. The finite element calculation results are compared with finite difference results to verify the accuracy of the FE program. Three sets of model conditions are considered: (1) fixed anisotropy coefficient and different dip angles, showing the effect of dip angle on an anisotropic body; (2) fixed dip angle and different anisotropy coefficients, showing the effect of the anisotropy coefficient on an anisotropic body; (3) different dip angles and different anisotropy coefficients. Forward pseudo section maps clearly demonstrate the relationship between dip angle, anisotropy coefficient and their anisotropic effect.

Key wordselectrical properties of layered medium    magnetotelluric    anisotropy coefficient    dip angle
收稿日期: 2018-07-04      出版日期: 2019-08-15
:  P631  
基金资助:中国地质调查局项目“雄安新区资源环境承载能力综合监测和透明雄安数字平台建设(航遥中心)”(202012000000180505)
作者简介: 杨淼鑫(1988-),女,博士后,主要从事电磁场数值模拟及反演成像技术研究工作。 Email: yangmiaoxin27@163.com
引用本文:   
杨淼鑫, 谭捍东, 梁盛军, 王鑫. 对称非各向同性体大地电磁法二维异常特征[J]. 物探与化探, 2019, 43(4): 794-803.
Miao-Xin YANG, Han-Dong TAN, Sheng-Jun LIANG, Xin WANG. Two-dimensional anomaly characteristics of the magnetotelluric method for a symmetrical anisotropic body. Geophysical and Geochemical Exploration, 2019, 43(4): 794-803.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2019.1266      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2019/V43/I4/794
Fig.1  层状岩石的电阻率分布模型
a—实际情况下的岩石;b—等效模型
类型 λ范围
冲积层 1.02~1.10
干燥页岩,固结页岩 1.10~1.60
煤—无烟煤(沥青质的) 2.00~2.55(1.70~2.60)
辉长岩 1.10~2.00
花岗岩 1.05~1.50
石墨板岩 2.00~2.80
硬石膏和页岩互层 4.00~7.50
页岩、砂岩互层 1.05~1.15
石灰岩 1.00~1.14
含磁铁矿角页岩 1.20
磁铁矿 1.65
页岩层 1.02~1.05
砂岩层 1.10~1.60
绿泥石片岩—黑云母 1.12
板岩 1.10~2.25
火山岩 1.10~1.20
Table 1  部分岩石和地层的非各向同性系数范围
Fig.2  研究区域和单元分析
a—研究区域;b—母单元和子单元
Fig.3  厚板模型
Fig.4  中心点不同频率对计算结果的影响
Fig.5  不同倾角对计算结果的影响
Fig.6  不同非各向同性系数对计算结果的影响
Fig.7  厚板不同倾角和不同非各向同性系数拟断面对比
Fig.8  M形异常体模型
Fig.9  M形异常体不同倾角和不同非各向同性系数拟断面对比
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