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音频大地电磁测深的一维与二维反演结果比较

音频大地电磁测深的一维与二维反演结果比较

作者:周安昌
北京桔灯地球物理勘探有限公司技术顾问
原中国地质科学院地球物理地球化学勘察研究所地面电法室主任
 
1.低阻直立板反演结果
1) 模型参数:测线自-1500点至+1500点,点距50m,测线长3000m,背景电阻率1000Ω.m,低阻直立板电阻率100Ω.m。直立板位于剖面中心的-50~+50之间,厚度100m。
2) 模型反演电阻率一维(左图)和二维(右图)剖面如图1



3) 由图1可以看出,低阻直立板的一维反演结果由浅至深,主体异常与低阻体形体一致,仅仅是在低阻板体两侧的中浅部产生一些弱的派生异常。低阻直立板的二维反演结果则大不相同,除在浅部的低阻体所在位置存在一定的指示效果外,向下直至深部,低阻异常渐渐向外扩散,根据异常形体很难确定低阻体的边界和规模。此外,二维反演结果在低阻体两侧,浅部出现一组对称的向外向下的倾角15°~20°角的次生蝶状低阻异常。

2. 高阻直立板反演结果
1) 模型参数:测线自-1500点至+1500点,点距50m,测线长3000m,背景电阻率100Ω.m,高阻直立板电阻率1000Ω.m。直立板位于剖面中心的-50~+50之间,厚度100m。
2) 模型反演电阻率一维(左图)和二维(右图)剖面如图2。




3) 由图2可以看出,高阻直立板的一维反演结果由浅至深,主体异常与高阻体形体一致,仅在中浅部的高阻直立板的两侧产生一组弱的蝶状派生异常。高阻直立板的二维反演结果和低阻直立板异常类似,除浅部与模型所在位置存在一定的指示效果外,往下至深部高阻异常渐渐减弱和向外扩散,根据异常难以确定高阻体的形体与分布。同样,二维反演的近地表高阻体的两侧也出现一组对称的蝶状异常,低阻异常是以倾角40°角向外向下伸展。

3. 低阻水平板反演结果
1) 模型参数:测线自-1500点至+1500点,点距50m,测线长3000m,背景电阻率1000Ω.m,低阻水平板电阻率100Ω.m。水平板位于剖面中心的-50点~+50点之间,厚度100m,顶板埋深1500米。
2) 模型反演电阻率一维(左图)和二维(右图)剖面如图3



3)由图3可以看出,水平低阻板的一维反演结果异常体与板体位置比较吻合。水平低阻板的二维反演结果,异常向中心收缩和向上向下扩宽,且在浅部出现一层弱的低值异常。

4. 高阻水平板反演结果
1) 模型参数:测线自-1500点至+1500点,点距50m,测线长3000m,背景电阻率100Ω.m,高阻水平板电阻率1000Ω.m。水平板位于剖面中心的-50点~+50点之间,厚度100m,顶板埋深1500米。
2) 模型反演电阻率一维(左图)和二维(右图)剖面如图4



3)由图4可以看出,水平高阻板的一维反演结果异常体与板体位置比较吻合。水平高阻板的二维反演结果,异常不仅向中心收缩,而且向上位移,和在浅部出现一层弱的派生低值层。

5.低阻倾斜板反演结果
1) 模型参数:测线自-1500点至+1500点,点距50m,测线长3000m。倾斜低阻板在-1500点的顶界深度-500m,在+1500点的顶界深度-2300m,厚度100m,背景电阻率1000Ω.m,低阻板电阻率100Ω.m,顶板埋深-1500点-500米--+1500点-2300米。
2) 模型反演电阻率一维(左图)和二维(右图)剖面如图5


3) 由图5可以看出,低阻倾斜板的一维反演结果异常与板体顶界位置比较一致,但是异常下界显得不那么确切。低阻倾斜板的二维反演结果,低阻异常中心向测线中心收缩和除中心位置外,异常向测线两侧指示能力越差。

6. 高阻倾斜板反演结果
1) 模型参数: 测线自-1500点至+1500点,点距50m,测线长3000m。倾斜高阻板在-1500点的顶界深度-500m,在+1500点的顶界深度-2300m,厚度100m,背景电阻率100Ω.m,高阻板电阻率1000Ω.m,顶板埋深-1500点-500米--+1500点-2300米。
2) 模型反演电阻率一维(左图)和二维(右图)剖面如图6



3)由图6可以看出,对高阻倾斜板,无论是一维反演还是二维反演都得不出好的结果。

7. 低阻深埋方柱体反演结果
1) 模型参数: 测线自-1500点至+1500点,点距50m,测线长3000m。低阻二维方柱体位于测线中心的-50至+50点,顶部埋深-1500m,厚度100m,宽度100m,背景电阻率1000Ω.m;低阻方柱体电阻率100Ω.m,顶板埋深-1500米。
2) 模型反演电阻率一维(左图)和二维(右图)剖面如图7



3)由图7可以看出,一维反演结果可以比较确切确定低阻体的顶界和宽度,厚度就那么确切。根据二维反演的结果很难获得异常体的大小和准确的埋藏深度。

8. 高阻深埋立方体反演结果
1) 模型参数: 测线自-1500点至+1500点,点距50m,测线长3000m。高阻二维方柱体位于测线中心的-50至+50点,顶部埋深-1500m,厚度100m,宽度100m,背景电阻率100Ω.m;高阻方柱体电阻率1000Ω.m,顶板埋深-1500米。
2) 模型反演电阻率一维(左图)和二维(右图)剖面如图8。



3)由图8可知,一维反演结果可以确定高阻体的存在,但不能准确确定异常体顶界埋深和异常体的宽度。根据二维反演的结果很难获得异常体的大小和准确的埋藏深度。

9. 水平多层模型反演结果
1) 模型参数: 测线自-1500点至+1500点,点距50m,测线长3000m。模型参数见表一。



2) 模型反演电阻率一维(左图)和二维(右图)剖面如图9。



3)由图9可知,一维反演结果与模型给出的厚度较接近,为有反演的电阻率相对偏低。二维反演结果除异常向测线中心收缩和电阻率比模型电阻率更低外,深度也明显变浅。

10. 某地实测AMT数据编制成同点多层水平层状大地的反演结果
   图10某地GDP-32II的250测点AMT的TM模式实测卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线



11.  由250点数据复制成点距50米,测点个数81个点的一维大地模型进行反演,反演结果示于图11,左图为一维反演电阻率剖面,右图为二维反演电阻率剖面

 

图11的反演结果显示,一维的分层效果较好,反演深度和电阻率值都有较好的对应性。二维反演结果的电阻率值明显变低,且异常向中心位置收缩和深度变浅。

结语:多种模型和实测数据的计算结果表明,一维的反演结果更接近实际,这与不少人推崇和认定的二维反演结果比一维反演结果好的说法恰恰相反。