大地电磁学_chp3一维正演.ppt

3.4 层状一维理论曲线的图示 K型 3.4 层状一维理论曲线的图示 三层理论曲线地电参数有三个： ，H型和K型曲线，Q型和A型也有以 为轴的对称曲线。对称曲线的对称条件是地面变换阻抗表达式应互为倒数（ ），则三层曲线对称条件为： 从例2的K型和K型的曲线的对称性的相对应关系，可以看出，曲线对称条件要求高阻中间层对应相对薄的中间低阻层，或者说，较薄的中间低阻层与较厚的中间高阻层的视电阻率曲线呈对称关系。说明大地电磁法对低阻薄层的响应比高阻层灵敏，它对低阻体的反映相对高阻体的反映更为灵敏。这是因为相同周期信号在低阻体中的波长较小，在高阻体中波长较长，所以对低阻薄层的分辩率高于高阻薄层。 3.4 层状一维理论曲线的图示 视电阻率曲线变化规律 高频时电磁波集中在第一层，视电阻率值收敛与第一层介质电阻率；随着频率的降低，第二层的影响增加：当 时，视电阻率降低（H型和Q型）， 当 时，视电阻率增加（A型和K型）；随着频率进一步降低，视电阻率趋于底层电阻率值。因此，MT理论曲线变化规律反映地球介质电性变化顺序，但很少有趋于第二层介质电阻率值的渐近线的，因为电磁波受上下层影响且第二层介质厚度有限。 相位曲线变化规律 极限特征与二层介质类似，低频下趋于-45度，高频时左支与-45度有许多交点，但亦趋于-45度；三层介质的相位曲线特点为由-45度到-45度变化，之间出现极小和极大值。 用相位资料做解释时，对相对幅度响应曲线而言，可用较高的频率成分的资料获得有关地电断面较深的信息。 3.5 理论曲线的渐近线 理论曲线的渐近线指底层介质（频率趋于0）电阻率趋于0和无穷大时的视电阻率曲线的渐近线。 回顾二层介质（D型，电阻率对比有限情况） 视电阻率曲线在两种电阻率值间变化（左支有震荡），相位曲线在电阻率值对比有限情况下，低频到高频的相位从-45度变化，最后回到-45度。 3.5 理论曲线的渐近线 高阻基底 低阻基底 低频高阻基底出现S线（对应频带称为S带），相位为0度；低频良导基底出现H线（对应频带称为H带），相位为-90度。 3.5 理论曲线的渐近线 三层介质 底层高阻（ ）时，对低频信号，有 因此，在双对数坐标系中呈直线关系，即视电阻率曲线右支是一直线，称为S线，与横轴交角atan(2)=63度23‘.相位为0度。 底层低阻( )时，对低频信号，有 3.6 视电阻率曲线的等值性 在视电阻率曲线的反演解释中，经常发现地电断面参数的解不是唯一的，一条视电阻率曲线可能和多个不同参数的地电断面都对应，这些断面称为等值断面。等值断面参数之间存在的规律性称为等值原理。 理论上，反演解释是唯一的（唯一性定理），在数学上也有严格的证明，因而一个地电断面只能对应一条视电阻率曲线，反之亦然。 等值性不是对唯一性定理的否定，它是由于一些地电断面所对应的理论曲线差别甚微，而实际观测、计算和图示都无法反映这种细微差异，且观测数据的误差、噪声等都会造成等值性问题。对理论数据，模型中有薄岩层会导致电阻率曲线等值性问题。 3.6 视电阻率曲线的等值性 薄岩层：相对于埋深和波长而言的，岩层厚度大于其顶板埋深的即是厚层，否则就是薄层。 视电阻率等值性的规律性要求导出不同地电断面具有相同波阻抗条件。 3.6 视电阻率曲线的等值性 Sm为薄层纵向电导。 1）S等值性（低阻薄层） 反演只能得到薄层的纵向电导，不能单值确定岩层厚度和电阻率。 物理解释：薄层中电磁场近似均匀，其影响相当于直流电路中的电流影响，则电流密度仅与岩层的纵向电导有关。若保持纵向电导不变，厚度和电阻率的变化并不影响其中的电流密度分布，相应的视电阻率曲线也无多大差别。但对良导厚层不适用，因为厚层内电磁场不均匀，厚度或电阻率的变化对电磁场结构具有不同的影响。 3.6 视电阻率曲线的等值性 2）H等值性（高阻薄层） 它表明高阻薄层的电阻率略有变化时，相应的视电阻率曲线实际上是等值的，此时，反演解释只能单值地得到高阻层的厚度，而介质的电阻率是多解的，这种现象称为H等值性。 物理解释：高阻层内无明显的感应电流，主要为波的通道，用于传递上下岩层间的电磁场信息。高阻薄层本身电阻率略有变化，对地面电磁场的影响不大，而厚度的变化却直接影响电磁波的传播距离。因此，厚度相同而电阻率略有变化的一组高阻薄层，它们的视电阻率曲线是等值的，即具有H等值性。 3.6 视电阻率曲线的等值性 等值性降低了大地电磁测深法对薄层的分辩能力，在等值范围内只能确定高阻薄层的厚度，