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本文简要介绍了频率测深的基本原理、野外观测方法和数字滤波计算原理,导出了层状大地水平谐变电偶极子地下电磁场表达式,并利用数值滤波计算方法,编制了层状大地水平谐变电偶极子地下和地表电磁场的正演模拟程序。在计算三维倾斜异常体内产生的异常电场时,为了进行数值计算,首先把三维倾斜异常体剖分为N个边长为△的立方体单元,且假设电场在每个单元内为常数,在已知各剖分单元中心点一次场的情况下,利用积分方程和并矢格林函数理论将麦克斯韦方程转化为矩阵方程,求解该矩阵方程便得到各剖分单元中心点的异常电场。然后,根据互易定理,利用导出的层状大地地下三维异常体在地表产生的电磁场表达式来计算异常体在地表测点处产生的二次场。最后,利用层状大地水平谐变电偶极子在地表产生的电磁场正演程序计算出地表测点的一次场,并与三维异常体在地表测点处产生的二次场相加,求得地表测点处的总电场。
为了检验编制的层状大地水平谐变电偶极子三维倾斜异常体电磁响应积分方程正演程序的正确性,首先计算了均匀大地和两层大地水平谐变电偶极子在地表的电场,并与前人计算的地表电场进行了对比分析,结果证明本文计算层状大地水平谐变电偶极子地表电场正演程序是正确可靠的。然后计算了均匀半空间中三维倾斜良导体的电磁响应。正演计算得到的视电阻率拟断面图形态与殷长春正演模拟计算得到的视电阻率拟断面图形态基本吻合。证明本文计算层状大地水平谐变电偶极子三维倾斜异常体电磁响应的积分方程正演程序是正确可靠的。
本文通过做大量的正演计算研究了层状大地水平谐变电偶极子三维倾斜异常体的电磁响应特性。根据频率电磁测深法视电阻率拟断面图分布特征,主要做了以下几项研究:(1)利用积分方程正演程序计算了均匀半空间中存在三维倾斜高阻体时的电磁响应,研究了其异常的空间分布规律。(2)研究了两层大地中三维倾斜良导体的异常随板顶埋深变化规律,对电磁法探测一定体积三维倾斜异常体的能力进行了估计。(3)研究了两层大地中三维倾斜良导体的视电阻率异常随倾角变化规律。(4)研究了两层大地中三维倾斜良导体的异常随异常体与围岩电阻率差异变化的规律。(5)通过比较均匀半空间和两层大地中存在高阻体时的异常特征,研究了低阻覆盖层对异常的影响。