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先验岩石物性约束的地球物理正则化反演
1
作者 李曼 张志勇 +3 位作者 刘佳成 杨军 鄢毛毛 周小宝 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1420-1432,共13页
随着勘探程度的深入,可用于正则化反演的先验信息越来越丰富和精确。在分析参数变换函数、模糊C均值聚类模型约束、交替方向乘子优化等引入岩石先验物性约束方法的基础上,提出了一种基于反演单元物性互异原则的模型约束方法。基于单元... 随着勘探程度的深入,可用于正则化反演的先验信息越来越丰富和精确。在分析参数变换函数、模糊C均值聚类模型约束、交替方向乘子优化等引入岩石先验物性约束方法的基础上,提出了一种基于反演单元物性互异原则的模型约束方法。基于单元互异原则的模型约束从地质单元数量有限、每个离散反演单元只能属于某一种岩性的本质出发,通过限定离散反演单元的物性取值实现物性引入。将上述先验物性引入与经典正则化反演相结合,构建了统一的目标函数并通过高斯—牛顿法进行优化求解;对四种方案实现岩石物性引入的作用机理和数学本质进行了分析,提出了同时利用多种方案提高反演效果的组合策略;对比了L1和L2范数最小结构模型约束与先验岩石物性引入策略结合的反演效果。模型和实测数据反演结果均表明,充分利用岩石物性测量的先验信息可有效提高反演效果。 展开更多
关键词 先验岩石物性 正则化反演 变换函数 模糊C均值聚类 交替方向乘子算法
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江南造山带深部边界及成矿制约:来自综合地球物理的认识 被引量：13
2
作者 严加永 吕庆田 +5 位作者 张永谦 刘卫强 王栩 陈昌昕 徐峣 刘家豪 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期544-558,共15页
江南造山带位于组成华南大陆的扬子地块和华夏地块之间,是揭示华南陆块演化及其动力学过程、探索该地区大规模岩浆多金属成矿作用的关键窗口。前人在构造学、岩石学和矿床学等方面取得了诸多进展,但仍对江南造山带的深部结构认识不明,... 江南造山带位于组成华南大陆的扬子地块和华夏地块之间,是揭示华南陆块演化及其动力学过程、探索该地区大规模岩浆多金属成矿作用的关键窗口。前人在构造学、岩石学和矿床学等方面取得了诸多进展,但仍对江南造山带的深部结构认识不明,导致对其定义、边界范围、形成时代及演化过程等方面长期存在争议,故亟需开展综合地球物理探测工作,为解决上述争议问题提供约束。鉴于后期构造运动对上地壳大幅改造的影响,致使对于江南造山带的深部边界存在不同认识,本文以重力数据和航磁数据为主、辅以大地电磁测深结果、并与水系沉积物地球化学资料相结合,厘定江南造山带的深部边界。综合重磁多尺度边缘检测、深部电性结构及75种元素水系沉积物地球化学数据聚类分析结果,推测钦杭结合带可能为江南造山带东南侧深部边界,并推断了江南造山带北部可能的深部边界和周缘的断裂构造。基于上述结果和认识,分析了区域构造对金、铜矿床的控制作用,认为江南造山带深部边界及深部断裂扮演了成矿系统中“导矿通道”的角色,从深大断裂形成之初就提供了铜、金等幔源成分为主的矿物质,在合适位置就位成矿;后期复杂的构造运动,使得局部位置再次活化,成矿物质重新富集迁移,在次级断裂等有利位置形成不同时代、不同类型的铜金等矿床。因此,本文基于综合地球物理探测所识别和划分的断裂构造格架,不仅可为厘定江南造山带的深部边界提供参考,也可为寻找幔源为主的金属矿床提供指示。 展开更多
关键词 江南造山带 重磁 综合地球物理 电阻率 地球化学聚类分析 成矿系统通道
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地下实验室与深地环境下的地球物理观测 被引量：7
3
作者 王赟 菅一凡 +11 位作者 贺永胜 苗强强 滕吉文 王志民 荣亮亮 邱隆清 谢成良 张启升 刘向东 孙和平 杨亚新 杨军 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期4527-4542,共16页
地下实验室具有良好的低本底环境条件,为许多前沿学科研究提供了重要的实验场所,已经成为一个国家关键性的科学研究平台.目前国际上很多国家利用山体中的隧道空腔或地下矿井建立起众多的地下实验室,其中大多数进行天体物理和粒子物理实... 地下实验室具有良好的低本底环境条件,为许多前沿学科研究提供了重要的实验场所,已经成为一个国家关键性的科学研究平台.目前国际上很多国家利用山体中的隧道空腔或地下矿井建立起众多的地下实验室,其中大多数进行天体物理和粒子物理实验与研究,部分同时进行着地球科学、岩体力学、地下生物等学科的相关实验.本文在介绍国际上一些重要地下实验室的基础上,着重对其在地球物理方面的观测与实验研究成果进行介绍;针对深部地下实验室所具有的“超静”与“超净”环境,阐述深部地下环境多种物理场观测所能达到的测量指标;针对深部地下实验室可实现的超高精度观测,讨论深地地球物理观测对目前仪器科学、装备与观测技术提出的挑战,及其将应对解决的诸多地球物理领域关键基础性科学问题. 展开更多
关键词 地下实验室 低本底 地球物理 超静 超净
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武陵-江南造山带中段地壳结构及其物质组成差异--基于地球化学和地球物理异常特征研究 被引量：5
4
作者 陈昌昕 严加永 +5 位作者 刘卫强 罗凡 张冲 徐峣 程志中 汪洋 《地球学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期785-802,共18页
区域深部结构和物质组成差异与成矿成藏及其保存具有密切关系。武陵—江南造山带中段区域西部地区是我国重要的含油气地区,中东部则以盛产铅锌等金属矿产为特征。本文通过对研究区地球化学和地球物理异常特征进行研究,探讨研究区地壳结... 区域深部结构和物质组成差异与成矿成藏及其保存具有密切关系。武陵—江南造山带中段区域西部地区是我国重要的含油气地区,中东部则以盛产铅锌等金属矿产为特征。本文通过对研究区地球化学和地球物理异常特征进行研究,探讨研究区地壳结构和物质组成差异的地球动力学背景。地球化学聚类分析结果表明武陵山—江南造山带中段不同块体之间在物质组成及元素富集规律上存在较大差异,推测与深部具有不同的构造特征有关。区域重、磁、震地球物理研究表明东部隔槽式褶皱断裂构造系统发育,且在中下地壳发育有大尺度叠瓦式逆冲断层;西部仅在上地壳尺度存在隔挡式褶皱。区内南北重力梯度带为纵贯中国南北的大兴安岭—太行山—武陵山重力异常梯度带的南段,它将华南陆块明显地分为东西两大部分。东西两部分的地质构造格局、地壳厚度以及地形地貌等方面都有巨大差别,地球物理属性差异揭示梯度带东侧构造演化主要受古太平洋西向俯冲及其远程应力作用影响,与中生代晚期古太平洋俯冲角度/方向和(或)后撤引发挤压-构造伸展体制转换有关。地球化学和地球物理综合研究表明不同块体的相互作用为湘西—鄂西成矿带成矿提供了有利条件,成矿带与齐岳山断裂和江南造山带边界交汇区域具有多处明显的化探高值异常,推测其具有进一步找矿前景。下一步,仍需加大地球化学和地球物理综合解释投入,为研究区域构造变形、演化及成矿过程提供进一步制约。 展开更多
关键词 江南造山带 侏罗山式褶皱 南北重力梯度带 湘西—鄂西成矿带 深部结构
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赣东北塔前-赋春成矿带画子山地区地球物理特征及找矿启示 被引量：2
5
作者 林建勇 罗凡 陈辉 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期175-184,共10页
画子山地区隶属于赣东北塔前-赋春成矿带,其具有地质条件复杂,深部成矿条件优越等特点。在复杂的地质条件情况下,对多种地球物理方法进行有机的结合,可较为客观的反映地下深部信息。而物性差异是地球物理方法的应用研究前提,首先对画子... 画子山地区隶属于赣东北塔前-赋春成矿带,其具有地质条件复杂,深部成矿条件优越等特点。在复杂的地质条件情况下,对多种地球物理方法进行有机的结合,可较为客观的反映地下深部信息。而物性差异是地球物理方法的应用研究前提,首先对画子山地区的岩石标本进行物性分析。基于物性分析结果,在画子山地区针对性的布设两条(8线和11线)重力、磁法及可控源音频大地电磁法综合地球物理剖面,然后结合地质、物性、钻孔等资料对综合剖面进行解译,解译得到重力高值和低阻异常区是由矿化引起,磁异常带由蚀变所引起。最后通过分析综合剖面反映出地下的高密度体、高磁性体和低阻高极化体的分布规律,圈定出找矿的重点区域为万年群牛头岭组上段地层的西南方向,为画子山地区的下一步工作指明方向。 展开更多
关键词 塔前-赋春成矿带 画子山地区 地球物理特征研究
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膜技术在核工业铀废水处理中的应用研究进展 被引量：9
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作者 周慧 冷佳伦 +3 位作者 郭亚丹 刘金生 葛坤朋 张卫民 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期11-18,共8页
铀矿开采、加工和使用过程中释放出的放射性铀对周边居民健康及生态环境已造成严重威胁。膜技术因其高效节能、适应性强,已成为含铀溶液无害化处理的先进技术。概述了膜技术在核工业含铀废水、受污染的含铀地表水及地下水处理中的研究现... 铀矿开采、加工和使用过程中释放出的放射性铀对周边居民健康及生态环境已造成严重威胁。膜技术因其高效节能、适应性强,已成为含铀溶液无害化处理的先进技术。概述了膜技术在核工业含铀废水、受污染的含铀地表水及地下水处理中的研究现状,主要归纳了超滤、纳滤、反渗透、液膜、膜蒸馏及电渗析等膜过程处理含铀溶液的研究进展。通过介绍各类膜处理过程的基本原理、分析其操作条件及膜结构性能对铀去除效果的影响,指出了各类膜过程在含铀溶液处理中所具有的优势和存在的问题。总体而言,膜过程对铀具有较好的截留性,能有效去除废水中的铀,部分膜过程具有一定的离子选择性,有利于从高盐度废水中回收铀。 展开更多
关键词 膜分离 含铀废水 压力驱动膜
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赣北与赣南地区典型中温温泉水文地球化学特征 被引量：3
7
作者 施兴华 白细民 +5 位作者 孙占学 刘金辉 叶海龙 庞龙龙 关燕鹤 陈功新 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期521-532,共12页
为践行“双碳”目标,助力中国地热资源的可持续开发利用,本文采用同位素手段和多矿物平衡模拟法,研究了赣北的白岭温泉与赣南的汤湖温泉和白石温泉的水化学特征。结果表明,白岭温泉(85℃)为弱碱性HCO_(3)-Na型硅-氟水,其总溶解固体(TDS... 为践行“双碳”目标,助力中国地热资源的可持续开发利用,本文采用同位素手段和多矿物平衡模拟法,研究了赣北的白岭温泉与赣南的汤湖温泉和白石温泉的水化学特征。结果表明,白岭温泉(85℃)为弱碱性HCO_(3)-Na型硅-氟水,其总溶解固体(TDS)含量、H_(2)SiO_(3)含量和主要离子浓度均低于汤湖温泉(89℃,弱碱性HCO_(3)-Na型硅-氟水)和白石温泉(85℃,弱碱性SO_(4)-HCO_(3)-Na型硅-氟水)。三个温泉虽均来源于大气降水,但汤湖温泉和白石温泉水的地下滞留时间更长,而白岭温泉的循环深度更大。白岭温泉和汤湖温泉的水岩作用强烈,均存在明显的氧漂移现象,而白石温泉则发生水气同位素交换作用,导致热水的δ^(18)O值降低。长石、方解石、石膏、黄铁矿的溶解和H_(2)S的氧化为温泉中主要离子来源。白岭温泉、汤湖温泉和白石温泉的平均热储温度分别为125、135和149℃,属于中温地热资源,其补给高程分别为1455、1790和1050 m。 展开更多
关键词 中温温泉 水化学特征 水-岩相互作用 同位素
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基于位移逆有理Krylov子空间算法的频率域可控源电磁快速正演 被引量：1
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作者 孙启凯 周峰 +3 位作者 张志勇 李建慧 汤文武 易柯 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3915-3930,共16页
本文开发了一种双重复极点位移逆(SAI)有理Krylov子空间算法,实现了频率域可控源电磁法(CSEM)多频电磁场值的快速计算.在有理Krylov子空间算法中,极点选择是保障CSEM正演精度的关键,单重复极点有理Krylov子空间算法在频率域可控源电磁... 本文开发了一种双重复极点位移逆(SAI)有理Krylov子空间算法,实现了频率域可控源电磁法(CSEM)多频电磁场值的快速计算.在有理Krylov子空间算法中,极点选择是保障CSEM正演精度的关键,单重复极点有理Krylov子空间算法在频率域可控源电磁法应用最为广泛,但其缺点在于正演计算频段范围有限,增加极点个数能够获取更宽频段响应.为此,立足于有理Krylov子空间基本理论,推导了多重复极点位移逆算法Rayleigh商一阶秩修改公式,并利用该模型降阶算法开展了可控源电磁法正演模拟.另外,本文利用粒子群算法求解多极点收敛率函数,可以快速获取最优多极点,从而确保正演模拟精度.相比于单重复极点,多重复极点位移逆算法会增加极点计算时间,但能在更宽的频率范围内准确计算电磁场值.根据频率范围选定合适的极点后,该方法仅需要求解与极点数相同的多个线性方程组,通过场源项和系数矩阵求得有理Krylov子空间,再将正演算子投影到有理Krylov子空间中,显著降低正演算子的自由度,提高多频正演的计算效率.设计了均匀半空间和块状异常模型,并开展了算法测试,计算结果表明:在保证精度的情况下,相比于常规矢量有限元算法,单重复极点、双重复极点位移逆模型降阶算法的加速比超过10倍以上;双重复极点位移逆模型降阶算法总体计算精度要优于相应的单重复极点算法,且具有更宽的计算频带. 展开更多
关键词 位移逆算法 有理Krylov子空间 多重复极点 频率域可控源电磁法 数值模拟
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频率域电磁法电场梯度视电阻率研究 被引量：1
9
作者 罗志亮 汤井田 +1 位作者 周聪 肖晓 《石油地球物理勘探》 北大核心 2025年第1期243-252,共10页
频率域可控源电磁法(Controlled Source Electromagnetic Method,CSEM)相比大地电磁法具有抗干扰能力强、观测场值强度大等优势,在矿产资源、工程勘查等领域应用广泛。定义适当的视电阻率公式能更直观地反映地下介质的综合电性变化,视... 频率域可控源电磁法(Controlled Source Electromagnetic Method,CSEM)相比大地电磁法具有抗干扰能力强、观测场值强度大等优势,在矿产资源、工程勘查等领域应用广泛。定义适当的视电阻率公式能更直观地反映地下介质的综合电性变化,视电阻率定义的研究一直是电磁法理论研究的重要课题之一。文中基于水平电偶极子在均匀大地表面产生的电场的解析式,推导了水平电场分量Ex的频率梯度和空间梯度解析式,用其计算均匀大地地表场值梯度响应;同时,基于加权外推法计算一维电磁响应,并采用三次样条插值算法计算场值的差分。将电场梯度解析值与电场差分值进行对比,验证了频率梯度和空间梯度解析式的正确性。基于均匀半空间场值梯度等效层状介质场值梯度,采用数值迭代的二分法求解非线性方程得到电场梯度视电阻率。计算结果表明,文中所定义的视电阻率计算公式可以反映地电结构变化,用差分值代替场值梯度进行视电阻率计算能够达到精度要求;水平电场的空间梯度视电阻率可以像广域视电阻率一样在近区和远区分别收敛于一个接近模型底层和顶层电阻率的值,符合理论预期,但是频率梯度视电阻率测深曲线不收敛,无法正确反映地下介质的电性变化,不具备测深能力。 展开更多
关键词 可控源电磁法 场值梯度 广域视电阻率 频率梯度视电阻率 空间梯度视电阻率
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基于重磁泊松定理的磁化方向估计及应用:以相山铀矿田为例 被引量：5
10
作者 王彦国 邓居智 +1 位作者 葛坤朋 刘祜 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期4914-4929,共16页
磁化方向的确定对磁异常处理、反演及解释方面有着重要的参考价值.然而,目前常用的磁化方向估计方法易受计算窗口尺度、化极或叠加异常等影响.为此,本文从重磁泊松定理出发,推导出了磁化强度、磁异常一阶导数及重力位三阶导数的关系式,... 磁化方向的确定对磁异常处理、反演及解释方面有着重要的参考价值.然而,目前常用的磁化方向估计方法易受计算窗口尺度、化极或叠加异常等影响.为此,本文从重磁泊松定理出发,推导出了磁化强度、磁异常一阶导数及重力位三阶导数的关系式,并在此基础上构建出了可反演磁化强度三分量的线性方程组,进而获得了场源的磁化倾角与偏角.模型试验表明,本文方法能够在多场源的叠加重、磁异常上,有效地反演出各场源的磁化方向,但噪声会在一定程度上降低反演精度,尤其对小规模场源的磁化方向影响较明显.将本方法应用于江西相山铀矿田重磁资料之中,获得了10个测算点的磁化方向,推断了这些测算点位置上重磁同源体的岩石类型,结果表明了研究区内碎斑熔岩具有强剩磁特征,而流纹英安岩则为顺磁性物质,且认为碎斑熔岩之下广泛分布着流纹英安岩,这对该地区组间界面部位铀矿找矿具有重要的指导意义. 展开更多
关键词 泊松定理 磁化方向 反演 相山铀矿田
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基于指数型聚焦稳定器和惩罚函数约束的重力三维反演
11
作者 鄢文强 程天君 +5 位作者 陈晓 赵斐宇 谢启茂 万晓东 蒋学成 王金凤 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第3期893-899,共7页
基于典型聚焦稳定器的重力反演能较好地突出地下地质体的边界,但是,受聚焦因子的影响较大。指数型聚焦稳定器具有聚焦特性,而且,在一定程度上可以回避聚焦因子选择的问题,具有改善重力三维反演效果的潜质。此外,惩罚函数约束可以改善反... 基于典型聚焦稳定器的重力反演能较好地突出地下地质体的边界,但是,受聚焦因子的影响较大。指数型聚焦稳定器具有聚焦特性,而且,在一定程度上可以回避聚焦因子选择的问题,具有改善重力三维反演效果的潜质。此外,惩罚函数约束可以改善反演的多解性,将反演的物性值约束在一定范围内。基于此,为探索指数型聚焦稳定器和惩罚函数约束对重力三维反演的改善作用,将指数型聚焦稳定器和惩罚函数写入三维重力正则化反演目标函数,完成了有、无指数型聚焦稳定器及有、无惩罚函数约束的重力三维反演效果对比。模型试验表明:指数型聚焦稳定器可以较准确地还原异常体的物性和空间分布,但存在假异常和物性值超出真实值的情况,基于惩罚函数约束的指数型聚焦反演可以较好地改善此类情况,此外,惩罚函数约束的分区域处理可以提高解的准确性。上述情况表明,基于指数型聚焦稳定器和惩罚函数约束的反演方法具有一定的推广潜质。 展开更多
关键词 指数型聚焦稳定器 惩罚函数 三维反演 重力
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基于构造应力场研究2025年西藏定日6.8级地震的发震构造 被引量：4
12
作者 盛书中 王倩茹 +4 位作者 李振月 李红星 张小娟 葛坤朋 宫猛 《地震地质》 北大核心 2025年第1期49-63,共15页
双力偶模型给出的震源机制解的2个节面具有等效性,需要借助于其他资料或方法识别其中的发震断层面,基于应力场识别震源机制解2个节面中的发震断层面即为方法之一。基于GCMT的震源机制解,文中将上述方法应用于2025年1月7日西藏定日6.8级... 双力偶模型给出的震源机制解的2个节面具有等效性,需要借助于其他资料或方法识别其中的发震断层面,基于应力场识别震源机制解2个节面中的发震断层面即为方法之一。基于GCMT的震源机制解,文中将上述方法应用于2025年1月7日西藏定日6.8级地震发震构造的研究,获得以下结论:1)震源区最大主压应力轴近直立,最大主张应力轴近水平且方向近EW,为正断层型应力场;2)2025年1月7日西藏定日6.8级地震的发震断层为震源机制解中走向S、倾向W的节面,为一次正断层型地震,推断其发震断层为登么错断裂;3)该地区历史地震发震断层面的识别结果显示西藏定日地区历史地震的发震断层走向S,倾向W,倾角范围为37°~48°,断层类型为正断层。文中结果为该次地震发震构造的研究提供了地震学证据,可为相关发震构造研究提供参考。 展开更多
关键词 西藏定日地震 应力场 断层不稳定系数 震源机制解节面 发震断层
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鄱阳湖赣江三角洲沉积物中铀、钍地球化学特征及影响因素 被引量：3
13
作者 封志兵 付佳 +5 位作者 聂逢君 李满根 张博程 杨舒琪 盛洲宁 黄昊 《东华理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第2期150-156,共7页
为厘清赣江三角洲以铀、钍为代表的放射性核素地球化学特征及其影响因素,对钻取的岩芯开展岩性识别、沉积相分析以及铀、钍和有机质含量测试等。研究表明,赣江三角洲沉积物中铀、钍的平均含量(7.84×10^(-6)、26.55×10^(-6))... 为厘清赣江三角洲以铀、钍为代表的放射性核素地球化学特征及其影响因素,对钻取的岩芯开展岩性识别、沉积相分析以及铀、钍和有机质含量测试等。研究表明,赣江三角洲沉积物中铀、钍的平均含量(7.84×10^(-6)、26.55×10^(-6))远高于我国土壤铀、钍背景值(2.8×10^(-6)、13.5×10^(-6)),这可能与其所处华南地块,多发育富铀岩体有关。钍含量在不同沉积深度的显著差别反映出域内可能存在多期物源,Th/U值可区分三角洲相、湖相沉积。铀、钍含量和Th/U值是沉积相、碎屑物来源等因素的综合反映,可作为沉积环境评价的参考指标。 展开更多
关键词 赣江三角洲 铀钍含量 沉积演化 有机质含量 鄱阳湖
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基于有限元超收敛的三维节点型有限元后处理技术 被引量：3
14
作者 汤井田 廖涛山 +3 位作者 陈煌 皇祥宇 周峰 张林成 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期882-890,I0014,I0015,共11页
在电磁法节点有限元正演模拟中,需要对主场的有限元解进行数值微分求取辅助场,或者求解位的有限元解,从而得到电磁场分量。针对传统的后处理方法精度较低的问题,引入一种超收敛单元片梯度值恢复(SPR)技术,应用于可控源电磁法节点有限元... 在电磁法节点有限元正演模拟中,需要对主场的有限元解进行数值微分求取辅助场,或者求解位的有限元解,从而得到电磁场分量。针对传统的后处理方法精度较低的问题,引入一种超收敛单元片梯度值恢复(SPR)技术,应用于可控源电磁法节点有限元正演的后处理。首先,基于可控源电磁法的电场二次场双旋度方程,采用结构化的六面体网格和节点伽辽金有限元法求解电场(主场)分量;然后,根据节点有限元法的超收敛性质,以围绕某一节点的所有的单元组成单元片,在单元片上以高斯点作为采样点对电场梯度值进行最小二乘曲面拟合,恢复单元片上节点的电场梯度值;最后,计算高精度磁场,进而获得高精度的视电阻率和相位响应。模型算例分析表明,与常规的单元形函数微分(SFD)法、拉格朗日插值(LI)法和移动最小二乘(MLSI)法相比,超收敛单元片梯度值恢复后处理技术能在极小幅度地增加内存和计算时间的情况下,非常显著地提高磁场分量的精度并且保持良好的稳定性。 展开更多
关键词 电磁法 节点有限元 后处理方法 超收敛单元片梯度值恢复
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三维直流电阻率反演在某废弃物填埋场渗漏探测中的应用研究
15
作者 汤洪志 乔鑫磊 +4 位作者 张志勇 王辉 邓洪泽 王秋娟 李富伟 《东华理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期251-261,共11页
当前填埋场渗漏探测中常采用二维直流电阻率反演方法,但该方法难以全面捕捉三维结构明显的异常体的三维空间信息,从而影响对渗漏区域的精细识别。为提升渗漏区域的精细化探测能力,开展了直流电阻率法填埋场渗漏探测数据的三维反演研究。... 当前填埋场渗漏探测中常采用二维直流电阻率反演方法,但该方法难以全面捕捉三维结构明显的异常体的三维空间信息,从而影响对渗漏区域的精细识别。为提升渗漏区域的精细化探测能力,开展了直流电阻率法填埋场渗漏探测数据的三维反演研究。将11条不规则布置的直流电阻率剖面数据合成为三维数据,采用最小结构模型约束正则化反演目标函数,通过高斯-牛顿法迭代求解,同时采用基于模型梯度的变网格反演策略,从粗到细逐步加密反演网格。结果表明,三维反演识别出三个独立的渗漏区域,与二维反演相比,有效避免了由二维反演局限性导致的多处假异常,精确定位了异常边界,变网格策略在提高了反演速度的同时保证了反演精度。 展开更多
关键词 渗漏探测 直流电阻率 三维反演 自适应网格
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多阶面波频散全参数全局反演的冰川结构研究
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作者 艾寒冰 李红星 +5 位作者 宋先海 李涛 苏可嘉 陈昊 付宇 梅竹虚 《地球物理学报》 北大核心 2025年第6期2320-2347,共28页
冰川中冰层厚度的获取和冰下沉积物冻结程度的估计是冰川学研究中的基础内容,并且具有十分重要的科学意义.各种简便和“无损”的地球物理方法已经被用于实现这些目标,其中包括多道面波分析.针对传统藤壶交配算法优化过程受制于关键参数... 冰川中冰层厚度的获取和冰下沉积物冻结程度的估计是冰川学研究中的基础内容,并且具有十分重要的科学意义.各种简便和“无损”的地球物理方法已经被用于实现这些目标,其中包括多道面波分析.针对传统藤壶交配算法优化过程受制于关键参数(生殖器长度pl)的选取,种群进化方式多样性以及当藤壶位置超出模型空间时处理方式的影响,本文提出一种结合变生殖器长度plvar策略、新型藤壶子代更新策略和越界校正策略的改进藤壶交配算法,并将该算法应用于多阶面波频散联合全参数反演,即在联合基阶、高阶频散数据约束反演过程的同时,获取层厚(h)、横波速度(V_(S))、纵横波速度比(V_(P):V_(S))和密度(ρ)信息,以更好地确定冰川冰层厚度和冰川内沉积物的冻结程度.不同理论频散数据反演测试结果一致表明,改进藤壶交配算法相较于传统藤壶交配算法和粒子群优化算法具有更小的数据拟合误差和更准确的模型参数.10个复杂基准函数测试结果说明改进藤壶交配算法出色的优化效果具有一般性.含噪且只有基阶信息的反演测试进一步验证了三种改进策略的有效性.针对实际数据反演测试,本文采用在挪威Hardangerjøkulen冰盖Midtdalsbreen冰川采集得到的主动源数据集对改进藤壶交配算法的实用性进行测试.反演得到的冰川结构同前人研究结果以及掌握的GPR资料吻合良好,并且该算法效率更高,反演不确定性更低,为多参数反演提供有力支持.此外,文末的三个详细讨论说明,对于Midtdalsbreen冰川数据而言,改进藤壶交配算法的反演过程对反演层数(5-8层内)的选择并不敏感;该算法的反演性能无疑会因选择更大的参数搜索范围而被破坏(即多解性增强),然而可以将来自其他地球物理手段获取的有效信息直接整合到该算法的反演过程中以重新获得满意的反演效果. 展开更多
关键词 冰川地球物理学 多阶面波频散数据 改进藤壶交配算法 粒子群优化算法
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2D电法监测地浸采铀溶浸剂运移过程探讨
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作者 许昶锐 汤文武 +1 位作者 罗跃 周意如 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2025年第1期99-109,共11页
为提高砂岩型铀矿地浸开采效率,需要掌握注入含矿层的溶浸剂溶浸范围,但目前铀矿山还没有高效的观测手段。酸法溶浸剂的主要组分是硫酸,其浓度高达15 g/L,会显著改变含矿层中地下水电阻率。电法勘探对地下介质电阻率变化反应灵敏,为溶... 为提高砂岩型铀矿地浸开采效率,需要掌握注入含矿层的溶浸剂溶浸范围,但目前铀矿山还没有高效的观测手段。酸法溶浸剂的主要组分是硫酸,其浓度高达15 g/L,会显著改变含矿层中地下水电阻率。电法勘探对地下介质电阻率变化反应灵敏,为溶浸剂运移观测提供了可能。以我国内蒙古某酸法地浸铀矿为背景,通过数值算例,探讨双偶极、温纳、施伦贝尔三种高密度电阻率装置探测因硫酸运移产生电性异常区域,并通过电性异常区域反向圈定硫酸的溶浸区域。结果表明,三种装置均能够观测到100 m深度因溶浸剂运移产生电性变化区域的视电阻率响应,其中双偶极装置的观测效果和圈定效果最好,其反演结果能够较好地划分电性异常区域的左右边界,60 d后的反演低电阻异常区域面积与对应时刻溶浸区域面积较为吻合。井测线观测装置对地下电阻率变化的灵敏度要高于纯地表测线观测方式,但成本也更高。 展开更多
关键词 数值模拟 地浸采铀 溶浸剂运移 电法勘探
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三角网格迎风差分快速扫描走时计算方法
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作者 张大雨 黄光南 +2 位作者 曾爱平 杜贤军 李红星 《石油地球物理勘探》 北大核心 2025年第1期109-118,共10页
快速扫描法是一种基于求解程函方程的走时计算方法,通过对网格进行四个方向的扫描,可以快速计算出网格节点的走时。根据局部计算单元所使用的节点数量可以分为两种规则网格类型:五点三角网格和九点三角网格。不同网格快速扫描法计算走... 快速扫描法是一种基于求解程函方程的走时计算方法,通过对网格进行四个方向的扫描,可以快速计算出网格节点的走时。根据局部计算单元所使用的节点数量可以分为两种规则网格类型:五点三角网格和九点三角网格。不同网格快速扫描法计算走时的精度存在差异,文中对两种网格的快速扫描法走时计算进行分析对比。首先,根据不同的网格单元分别建立走时与慢度的关系式,将程函方程离散化并推导出迎风差分格式的二次方程,通过对方程进行数值求解即可得到可能的走时值;然后,讨论了两种网格快速扫描法的走时计算步骤,给出了网格边界的处理方法和九点三角网格走时计算的因果关系条件;最后,通过不同速度模型(均匀速度模型、等梯度速度模型和Sigsbee2a速度模型)进行测试,结果表明九点三角网格能有效提高快速扫描法走时计算精度。 展开更多
关键词 走时计算 因果关系条件 程函方程 有限差分 高斯-赛德尔迭代
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基于阿尔奇公式的三维直流电阻率有限元正演
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作者 李源远 张志勇 易柯 《广西科学》 北大核心 2025年第1期132-139,共8页
为深入分析相关参数对正演响应的影响,本文基于阿尔奇公式(Archie′s formula)开展了适用于渗流条件的三维直流电阻率有限元正演。首先,采用非结构四面体网格进行区域离散,实现了地质模型的精确刻画;通过阿尔奇公式构建了孔隙度、含水... 为深入分析相关参数对正演响应的影响,本文基于阿尔奇公式(Archie′s formula)开展了适用于渗流条件的三维直流电阻率有限元正演。首先,采用非结构四面体网格进行区域离散,实现了地质模型的精确刻画;通过阿尔奇公式构建了孔隙度、含水饱和度等参数与岩石电阻率的内在联系,建立了渗流场的多参数模型。其次,以典型砂岩型模型与砂岩型油水模型为例,开展了系统的数值模拟研究,揭示了不同阿尔奇参数条件下正演视电阻率的响应特征。研究结果表明:孔隙度、含水饱和度、胶结指数和溶液电阻率等因素对三维直流电正演响应的影响不容忽视。基于阿尔奇公式参数与视电阻率的定量关系分析,可为渗流场的深入研究提供参考。 展开更多
关键词 直流电阻率 阿尔奇公式 有限单元法 数值模拟
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双种群人工蜂群算法及其在MT和重力联合反演中的应用 被引量：5
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作者 曾志文 陈晓 +3 位作者 郭冬 邓居智 张志勇 陈辉 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期1400-1408,1447,I0009,共11页
基于非线性优化算法的联合反演具有全局寻优、无需求偏导数、便于先验信息融入等优点。人工蜂群(ABC)算法是一种较新颖的非线性优化算法,具有独特的角色转换机制,在求解优化问题上有较强的寻优性能,但该算法也存在着搜索效率不高、局部... 基于非线性优化算法的联合反演具有全局寻优、无需求偏导数、便于先验信息融入等优点。人工蜂群(ABC)算法是一种较新颖的非线性优化算法,具有独特的角色转换机制,在求解优化问题上有较强的寻优性能,但该算法也存在着搜索效率不高、局部搜索能力弱等问题。基于双种群架构可有效提高优化算法全局寻优能力。基于此,笔者提出一种双种群架构ABC算法,将交叉变异操作和最优解邻域搜索融入不同种群,选择典型的测试函数验证了改进ABC算法的有效性,并将其应用于大地电磁测深(MT)和重力数据的联合反演。模型试验和实测数据处理结果表明,双种群ABC算法具有较高的寻优能力和一定的实用性。 展开更多
关键词 人工蜂群 联合反演 双种群 大地电磁测深 重力
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