面向目标自适应有限元法的带地形三维大地电磁各向异性正演模拟          下载免费PDF全文

曹晓月  殷长春  张博  黄鑫  刘云鹤  蔡晶 《地球物理学报》2018,61(6):2618-2628

传统三维大地电磁各向异性模拟均是基于规则六面体网格,计算精度有限且较难拟合复杂地质条件.本文采用面向目标自适应非结构矢量有限元法,对三维大地电磁各向异性介质进行模拟.首先从电场双旋度方程出发,利用伽辽金方法建立变分方程;然后利用电流密度连续性条件构建适合大地电磁各向异性问题的加权后验误差估计方法,实现面向目标的网格自适应正演;最后通过典型算例分析各向异性对网格自适应和大地电磁响应的影响特征以及各向异性的识别方法.本文算法能够高精度地拟合起伏地表和任意各向异性介质,适用于分析复杂地电条件大地电磁响应特征,为提高大地电磁资料解释水平提供了理论基础.  相似文献   

滇西龙陵地区地壳电性结构及其对大瑞铁路地质选线影响研究   总被引：3，自引：2，他引：1       下载免费PDF全文

余年  胡祥云  李坚  赵宁  周军  蔡学林  刘云 《地球物理学报》2017,60(6):2442-2455

高黎贡山地处印度板块与欧亚板块碰撞缝合带附近的横断山脉南段,是大理一瑞丽铁路(大瑞线)的必经之地,地形起伏大、构造复杂、活动性强,高黎贡山隧道作为全线控制性工程之一,其地质选线的最大困难就是对隧道深部构造环境的了解,特别是缺少对与地热、地震等联系紧密的深部地质构造的认识.为此,本文以大地电磁方法为手段,以高黎贡山隧道为主要研究对象,通过对滇西龙陵地区高黎贡山隧道越岭段两条大地电磁剖面数据的处理解释对研究区的地壳电性结构特征进行了勘探研究.结合区域地质构造特征与主要工程地质问题之间关系的分析,根据隧道主要断层地质条件设计了三维垂直断层模型,利用三维有限元开展正演模拟研究发现,测点点距、位置与横向分辨率密切相关,点距越密,分辨率越高,测点位于断层在地表投影位置能有效提高分辨率.采用大地电磁阻抗张量分解技术对两条剖面上各测点的二维偏离度和电性走向进行了计算和分析,对剖面视电阻率和阻抗相位数据进行了二维NLCG联合反演研究,揭示了沿剖面的腾冲地块、龙陵一瑞丽断裂带及保山地块10 km深度的电性结构特征及相互关系.结果表明:剖面CD电性结构呈现区域构造的三分性,腾冲地块电性结构成层性较好,保山地块成层性较差,两者均以中高阻电性特征为主,中间夹龙陵一瑞丽断裂带,电性结构反映从3 km深度以下存在几乎近于直立延伸的低阻带,推测为班公湖一怒江缝合带滇西段丁青一怒江缝合带的反映;剖面AB共划分了6条与工程密切相关的深部隐伏断裂,结合地震地质、地表地质及龙陵地震深部背景研究,推测F7-3断裂为1975龙陵7.3级地震断裂;从地表黄草坝断裂开始向下延伸,有一条发育最大深度约为4 km的低阻通道,推测为地热断裂深循环通道,其与黄草坝断裂共同控制研究区地下热水的补给、径流和排泄条件,在高黎贡山隧道线位位置形成了一个相对低温通道,为隧道方案成立的关键工程地质条件.勘探结果表明:滇西龙陵地区地壳电性结构有效的反映了高黎贡山隧道深部隐伏断裂和地热断裂深循环通道等深部构造特征,为大瑞线隧道工程地质选线提供了深部地质背景依据.  相似文献   

面向目标自适应三维大地电磁正演模拟   总被引：3，自引：3，他引：0       下载免费PDF全文

殷长春  张博  刘云鹤  蔡晶 《地球物理学报》2017,60(1):327-336

本文将面向目标的自适应算法应用于三维大地电磁数值模拟.使用基于非结构网格的矢量有限单元法对起伏地表大地电磁正演模拟问题进行求解.使用利用垂向电流密度在物性界面上的连续性对后验误差进行估算的算法指导网格优化.由于全局自适应算法针对观测点优化网格的能力较差,本文通过求解正演问题的对偶问题计算后验误差的加权系数,并对相关加权系数进行改进,从而实现了面向目标的自适应算法.与传统基于结构化网格的电磁正演算法相比,采用非结构网格能够更好地拟合起伏地表和地下不规则异常体.由于使用了面向目标的自适应算法,本文能够使用更少的网格达到较高的计算精度.通过对比本文模拟结果与半空间响应和全局自适应算法计算结果,并通过对比使用改进前和改进后加权系数得到的网格剖分结果验证了本文算法的有效性.  相似文献   

地震物质能量转换及地震预测新方法研究——以吉林省为例     

张羽  李婷  张洪艳  王禹萌  于畅 《国际地震动态》2018,(8)

正目前地震难以预测,原因是积累的观测数据时间区间过于短暂,如吉林省只有45年的地震观测数据,很难判断周期性和分布特征。本项目研究以爱因斯坦相对论为基础,首次提出地震物质能量转换公式,将地震以空间、时间连续的能量波动分布形式进行研究;首次提出突破原理念的地震预测方法,结合历史地震来推测千年间的地震能量分布特征,并以千年数据尺度来对未来的地震进行预测。以吉林省为研究区,在研究中逐渐完善预测方法的技术路线,证明该  相似文献   

双船拖曳式海洋电磁三维自适应正演模拟及响应特征研究（英文）     

张博  殷长春  刘云鹤  任秀艳  齐彦福  蔡晶 《应用地球物理》2018,(1)

双船拖曳式海洋电磁系统是近年提出的一种新型海洋电磁勒探系统。与传统海洋电磁系统相比,该系统使用两艘作业船分别拖曳接收机和发射机工作,无需事先在海底铺设接收机,且发射机与接收机的相对位置关系更加灵活多样,釆集电磁数据能够包含更为丰富的海底介质分布信息信息。本文针对双船拖曳海洋电磁系统开发了面向目标自适应可控源海洋电磁三维正演算法并总结了该系统四种装置(同线、旁线、同心扫面、方位扫面)的响应特征。考虑到起伏海底地形普遍存在且对海洋电磁响应影响较大,本文采用基于非结构网格的矢量有限元对海洋电磁响应进行模拟。为了充分满足双船拖曳系统对正演算法的要求,本文针对不同发射源位置采用独立网格剖分并进行响应计算。为了得到更为合理的网格剖分、提高计算精度,本文针对海洋电磁正演问题基于自适应算法研发了近源/远源分区网格加密技术。通过将计算结果与半空间模型半解析解以及已发表的三维模型结果进行对比,验证了本文算法的精度。对海洋电磁系统四种不同装置的正演模拟结果表明,双船拖曳式海洋电磁勘探系统较之于传统半托曳式海洋电磁系统能够提供更多的地质信息。本文研究内容对双船拖曳式海洋电磁勘查系统响应异常识别具有指导意义。  相似文献   

基于广义模型约束的时间域航空电磁反演研究   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

苏扬  殷长春  刘云鹤  张博  任秀艳 《地球物理学报》2019,62(2):743-751

由于航空电磁具有海量数据,因此快速有效的成像和反演手段至关重要.本文针对层状介质模型推导与实现了广义模型约束条件下时间域航空电磁一维反演.从正则化反演的目标函数出发,通过改变模型约束项构造Lp范数反演和聚焦反演,进而通过改变模型求解域构造出基于小波变换的稀疏约束反演.针对不同反演方法目标函数的构建方式,本文进一步从数学原理上分析不同反演方法的预期效果,并通过理论模型和实测数据进行验证.结果表明L0.8范数反演、聚焦反演和基于小波变换的稀疏约束反演可以得到更符合地下层状介质陡变界面的反演结果.  相似文献   

青岛台体应变短周期气压系数变化原因探讨     

岳龙  徐清风  臧艺博  李志强  刘云  李炜  孙忠礼 《大地测量与地球动力学》2020,40(7):765-770

青岛台体应变短周期(小于128 min)气压系数2018-01出现阶变，通过对观测系统、台站周边施工情况、监测环境等逐项现场核实，排除观测系统、周边施工的影响。利用离散小波变换和回归分析发现，钻孔水位的气压系数与体应变气压系数同步阶变，结合台站钻孔施工当天体应变钻孔水位变化、体应变趋势变化、其他相邻台站水位气压系数变化等数据认为，台站钻孔施工是导致体应变气压系数变化的原因，并定性分析其变化机理。  相似文献   

黄河口及莱州湾海域磷的时空分布及浮游生物对低磷胁迫的响应     

段晓萌  秦华伟  马浩阳  许泽昊  吕浩然  梁生康 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2023,(11):87-98

本文利用2019—2021年在黄河口及莱州湾海域进行的4次陆海同步调查结果,分析了环莱州湾主要入海河口和排污口陆源输入磷的季节变化、黄河口及莱州湾海域内不同形态磷及不同碱性磷酸酶活性(APA)的时空分布特征,探讨了海域内磷受限状况及浮游植物和浮游细菌对低磷胁迫的响应。结果表明,磷的陆源输入中黄河贡献最大,小清河次之;总磷(TP)入海通量呈现出夏季>春季>秋季>冬季的季节变化,春、夏、秋季磷输入以颗粒态磷(PP)为主,冬季以溶解态磷(DP)为主;受农业施肥及河道内浮游生物活动的影响,春季陆源DP以溶解有机磷(DOP)为主,其他季节以活性磷酸盐(PO₄-P)为主。研究海域内TP浓度及构成不仅受陆源输入的影响,还受浮游生物消亡、海上养殖活动和沉积物释放等作用共同调控,TP浓度呈现出春季>夏季≈秋季>冬季的季节变化、近岸高远岸低的分布特征,高值区主要位于黄河和小清河河口区域;TP构成上,春季以DP为主,夏、秋季DP与PP相当,冬季以PP为主;春、秋季DP以DOP为主,而夏、冬季DP以PO₄-P为主。海域内浮游植物普遍受到...  相似文献   

基于非结构有限元的时间域海洋电磁三维反演          下载免费PDF全文

惠哲剑  殷长春  刘云鹤  张博  任秀艳  王聪 《地球物理学报》2020,63(8):3167-3179

海洋电磁法是一种有效的钻前储层评价手段,可识别出海底构造是否储油气,从而减少干井率降低勘探成本.近年来,频率域三维海洋电磁反演得到了快速发展,但受到空气波的影响,其在浅海环境中无法取得很好的效果.为解决这一问题,本文研究时间域海洋电磁数据三维正反演.正演模拟和计算中,我们选择基于非结构网格的矢量有限元方法.该算法中空间离散采用非结构四面体网格,可很好地拟合复杂海底地形条件和地下复杂结构;而对于时间离散,我们采用无条件稳定的后推欧拉方法,以确保任意时间步长数值计算的稳定性.反演计算中,灵敏度信息采用伴随正演隐式进行计算;同时,依据时间域反演方法的特点采用L-BFGS方法计算模型修正量.通过利用合成数据反演结果证明了本文提出的三维时间域反演方法可用于复杂海底环境,特别是在浅海环境下的有效性.  相似文献   

红色泥岩层系地球化学特征及物源分析——以松辽盆地东南隆起区上白垩统姚家组为例     

宋朔  刘招君  孙平昌  王艺萌  谢文泉  宋青磊 《世界地质》2015,34(3):774-785

对松辽盆地东南隆起区姚家组地层进行系统的地球化学分析,结果表明:本区细碎屑岩中含有较多的稳定组分。通过对微量元素PAAS标准化及稀土元素标准化曲线配分模式研究,研究区内姚家组地层应来自同一物源区。CIA值及Th/U值表明源区经历了中等的风化作用;Th/Sc和Zr/Sc比值变化范围小,地球化学特征基本受源岩控制,物源区岩石未经过沉积再搬运。根据源岩构造背景判别图解,并结合前人的研究成果认为:姚家组地层的母岩主要为花岗岩(海西期和燕山期),并有少量燕山期中酸性喷出岩;源岩来自大陆边缘,为大陆岛弧火山岩系。通过Sr/Cu,Ni/Co,V/Cr,U/Th等比值综合分析,姚家组沉积时为干热气候,水体富氧,因此造成姚家组厚层的红色泥岩沉积。  相似文献