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物探与化探  2020, Vol. 44 Issue (3): 559-567    DOI: 10.11720/wtyht.2020.1354
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基于全区视电阻率的瞬变电磁一维Occam反演中雅克比矩阵的解析算法
郭嵩巍1, 刘小畔2, 郑凯3, 张磊4
1. 中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院,北京 100083
2. 浙江省地矿勘探院,浙江 杭州 310000
3. 长江大学 地球物理与石油资源学院,湖北 武汉 430100
4. 内蒙古国土资源勘查开发有限责任公司,内蒙古 呼和浩特 010020
Analytical algorithms of Jacobian matrix in one-dimensional Occam inversion of central loop transient electromagnetism based on all-time apparent ressivivity
Song-Wei GUO1, Xiao-Pan LIU2, Kai ZHENG3, Lei ZHANG4
1. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences (Beijing) , Beijing 100083, China
2. Institute of Geology and Mineral Resources Exploration of Zhejiang Province, Hangzhou 310000, China
3. College of Geophysics and Petroleum Resources, Yangtze University, Wuhan 430100, China
4. Inner Mongolia Land Resources Exploration and Development Co., Ltd., Hohhot 010020, China
全文: PDF(3591 KB)   HTML
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摘要 

在目前的工程应用中,瞬变电磁测深一维反演结果依然是地质解释的重要依据。为提高一维反演的计算效率和计算精度,解析推导出一维正演的雅克比矩阵就非常必要。本文详细推导了中心回线装置下瞬变电磁一维正演全区视电阻率的雅克比矩阵的解析计算公式,并通过Occam反演测试理论模型和实测数据,证明该推导正确,值得采用。

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郭嵩巍
刘小畔
郑凯
张磊
关键词 瞬变电磁法全区视电阻率雅克比矩阵Occam反演地热勘查    
Abstract

In the current engineering application, one-dimensional inversion result of TEM sounding is still an important basis for geological interpretation. In order to improve the computational efficiency and accuracy of one-dimensional inversion, it is necessary to analytically derive Jacobian matrix of one-dimensional forward. In this paper, the analytical formulas of Jacobian matrix in one-dimensional forward of central loop transient electromagnetic based on all-time resisitivity are derived in detail. It is proved that the formulas are correct and worth adopting, as shown by testing one-dimensional Occam inversion of theoretical model and measured data.

Key wordsTEM    all-time apparent resisitivity    Jacobian matrix    Occam inversion    geothermal exploration
收稿日期: 2019-07-08      出版日期: 2020-06-24
:  P631  
作者简介: 郭嵩巍(1984-),男,内蒙古呼和浩特人,工程师,在读博士。Email: guosw_69@sina.com
引用本文:   
郭嵩巍, 刘小畔, 郑凯, 张磊. 基于全区视电阻率的瞬变电磁一维Occam反演中雅克比矩阵的解析算法[J]. 物探与化探, 2020, 44(3): 559-567.
Song-Wei GUO, Xiao-Pan LIU, Kai ZHENG, Lei ZHANG. Analytical algorithms of Jacobian matrix in one-dimensional Occam inversion of central loop transient electromagnetism based on all-time apparent ressivivity. Geophysical and Geochemical Exploration, 2020, 44(3): 559-567.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2020.1354      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2020/V44/I3/559
Fig.1  H型反演结果对比
解析算法 差分算法
拟合差 5.18 169.5
对数拉格朗日乘子 -0.33 -2.03
粗糙度 5956.51 18101.32
调用正演次数 56 93
计算时间/s 28.34 44.45
Table 1  H型模型反演结果
Fig.2  K型反演结果对比
解析算法 差分算法
拟合差 2.23 96.54
对数拉格朗日乘子 -0.02 -5.75
粗糙度 195.40 3229.25
调用正演次数 28 91
计算时间/s 16.60 48.69
Table 2  K型模型反演结果
Fig.3  工作区地质图
1—中低山; 2—山前倾斜平原; 3—第四系全新统冲洪积物; 4—侏罗系火山岩; 5—太古宇桑干群片麻岩; 6—太古宙似斑状花岗岩; 7—断裂破碎带; 8—测试瞬变电磁测深测线; 9—地质界线; 10—地貌界线; 11—已有钻孔;12—验证地热钻孔(DR2); 13—瞬变电磁发射线框位置; 14—瞬变电磁接收线圈位置
Fig.4  工作区钻孔柱状图
Fig.5  钻孔投影点820点反演结果
Fig.6  400线瞬变电磁反演电阻率断面对比
a—拟断面;b—“烟圈”反演结果;c—Occam反演结果
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