李強(qiáng)強(qiáng)　閔剛

摘 要：文章針對(duì)大地電磁中正演響應(yīng)的問題，根據(jù)實(shí)際資料處理中的地質(zhì)現(xiàn)象，有針對(duì)性的設(shè)計(jì)了關(guān)于斷層有關(guān)地質(zhì)現(xiàn)象對(duì)應(yīng)的模型，主要討論的是斷層上面的覆蓋層對(duì)斷層正演響應(yīng)的影響。首先是保持?jǐn)鄬幽Ｐ推渌麉?shù)不變，只改變覆蓋層的厚度利用MTsoft2D軟件進(jìn)行正演模擬，再在sufer中成圖，將不同覆蓋層模型的模擬結(jié)果對(duì)比分析，得出在覆蓋層厚度與模型深度的比較小時(shí)，在合適的電阻率的情況下覆蓋層的厚度對(duì)斷層的正演模擬影響較小。其次是保持模型其他參數(shù)不變只改變覆蓋層的電阻率，然后做響應(yīng)的處理和討論得出，在合適的覆蓋層厚度情況下，覆蓋層的電阻率較小時(shí)對(duì)斷層的正演響應(yīng)影響較大。

關(guān)鍵詞：大地電磁；正演模擬；斷層；模型；覆蓋層

引言

大地電磁的出現(xiàn)和發(fā)展極大的促進(jìn)了地球物理勘探的發(fā)展，作為地球物理勘探方法的一個(gè)分支，應(yīng)用電磁感應(yīng)原理觀測和研究天然場分布規(guī)律，進(jìn)而解決有關(guān)地質(zhì)問題。隨著研究的深入，地質(zhì)問題越來越復(fù)雜，這導(dǎo)致在大地電磁的反演結(jié)果中出現(xiàn)很多假異常，給解釋人員帶來很大困難。由于正演是反演的基礎(chǔ)，這就需要研究人員充分的認(rèn)識(shí)不同地質(zhì)模型正演的結(jié)果和分析異常的影響因素，更好的分析和解釋大地電磁的反演結(jié)果。

1 模型的設(shè)置

文章主要討論的是地表覆蓋層對(duì)斷層正演響應(yīng)的影響，即我們所謂的隱伏斷層，它不出露地表，在大地電磁的反演解釋中很難確切的解釋隱伏斷層，即使在反演的剖面中有類似斷層異常的顯示，也要根據(jù)各種地質(zhì)地球物理質(zhì)料做出綜合解釋判斷。因此討論大地電磁中覆蓋層的厚度以及覆蓋層的電阻率對(duì)斷層正演的影響很有必要，通過大量的正演模擬，對(duì)隱伏斷層在大地電磁中反演剖面中的表現(xiàn)形式有一個(gè)客觀的認(rèn)識(shí)，這樣才能在以后的解釋工作中做出更好更正確的解釋判斷。以下分蓋層的厚度和電阻率兩個(gè)方面來設(shè)置模型討論。針對(duì)覆蓋層厚度和電阻率對(duì)斷層正演響應(yīng)的影響，設(shè)置了如圖1的簡單模型：

如圖1所示，模型長為10km，深度為3km，其中斷層破碎帶的水平寬度為1000m，斷層兩邊的背景電阻率為1000Ω·m，斷層的電阻率設(shè)置為50Ω·m。在討論覆蓋層厚度對(duì)斷層正演響應(yīng)的影響時(shí)，保持背景電阻率，斷層參數(shù)以及其他條件不變，只改變覆蓋層厚度，通過一系列的正演計(jì)算，設(shè)置覆蓋層的電阻率為200Ω·m保持不變。首先討論覆蓋層厚度為0的情況下斷層的正演響應(yīng)，然后厚度依次為50m、100m、200m、400m、1000m。在討論覆蓋層電阻率對(duì)斷層正演響應(yīng)的影響時(shí)，設(shè)置蓋層厚度為200m，保持模型的其他參數(shù)不變只改變覆蓋層的電阻率的大小，覆蓋層電阻率的大小依次為20Ω·m、50Ω·m、100Ω·m、200Ω·m、500Ω·m、1000Ω·m。

2 模型的正演

設(shè)置好一系列模型之后，在討論覆蓋層厚度對(duì)斷層正演的影響的時(shí)候，保持模型的其他參數(shù)不變，只改變模型覆蓋層的厚度。在討論覆蓋層電阻率對(duì)斷層正演的影響的時(shí)候，保持模型的其他參數(shù)不變，只改變模型的覆蓋層的電阻率。然后分別對(duì)設(shè)置好的各個(gè)模型使用MTsoft2D大地電磁正反演軟件進(jìn)行正演計(jì)算，計(jì)算的結(jié)果用sufer進(jìn)行成圖，通過分析對(duì)比不同厚度模型的正演結(jié)果進(jìn)行討論。

圖2為模型長度為10km，深度為3km，蓋層厚度為200m，電阻率為200Ω·m，斷層破碎帶水平寬度為1000m，背景電阻率為1000Ω·m利用MTsoft2D軟件進(jìn)行正演模擬計(jì)算的結(jié)果。左上為TE模式視電阻率，右上為TM模式視電阻率，左下為TE相位，右下為TM相位。從圖中可以看出TE模式視電阻率對(duì)斷層的反映較好，而TM模式視電阻率的反映與所建模型基本不一樣。由于低阻對(duì)應(yīng)的是高相位，由圖可以看出，TE相位對(duì)斷層有所反映但形態(tài)不一致，且出現(xiàn)與所建模型不一致的異常，而TM模式的相位則對(duì)斷層的反映較好。在實(shí)際質(zhì)料采集中，相位數(shù)據(jù)一般較差，不參與反演，只做參考，實(shí)際質(zhì)料只對(duì)TE、TM模式的視電阻率數(shù)據(jù)做反演計(jì)算，而從圖2中我們可以看出TM模式對(duì)該系列模型的反映結(jié)果較差，所以文章只以TE模式的視電阻率討論覆蓋層厚度和深度對(duì)斷層正演模擬的影響。

2.1 蓋層厚度變化的正演結(jié)果

圖3為模型不同覆蓋層的斷層正演響應(yīng)的結(jié)果，圖中只選取了4個(gè)厚度的覆蓋層的正演結(jié)果，圖中左上模型覆蓋層厚度為0m，右上為50m，左下為200m，右下為1000m。從圖3中前三種情況可以看出，在前三種情況下，斷層的正演響應(yīng)較為明顯，覆蓋層為1000m的情況下，斷層在圖中的反映不明顯，這是由于模型的深度為3km，而覆蓋層的厚度為1000m，達(dá)到了深度的三分之一，這種情況下正演結(jié)果不理想，但在只增加模型的深度其他模型參數(shù)不變的情況下又可以得到很好的斷層正演響應(yīng)。

2.2 蓋層電阻率變化的正演結(jié)果

圖4為模型不同電阻率覆蓋層對(duì)斷層正演響應(yīng)的影響，圖中只選取了4個(gè)電阻率模型的正演結(jié)果，左上蓋層電阻率為20Ω·m，右上蓋為50Ω·m，左下為200Ω·m，右下為1000Ω·m。從圖中可以看出在覆蓋層電阻率為20Ω·m和50Ω·m時(shí)，斷層在正演結(jié)果中基本沒有反映，而覆蓋層電阻率為200Ω·m和1000Ω·m時(shí)，則較好的反映了斷層的存在。

3 結(jié)論

從覆蓋層厚度不同的模型正演結(jié)果的對(duì)比中，可以分析出模型覆蓋層的厚度與深度的比較小時(shí)，覆蓋層的厚度對(duì)斷層的正演結(jié)果影響較小，隨著深度的改變，模型的正演結(jié)果都能反映斷層的存在。在模型的覆蓋層的厚度與深度的比較大時(shí)，覆蓋層的厚度對(duì)正演結(jié)果的影響較大，在這種情況下正演結(jié)果很難分辨出斷層的存在。在從只改變覆蓋層電阻率模型的正演結(jié)果的對(duì)比中，可以分析出蓋層的電阻率對(duì)下覆斷層正演結(jié)果的影響較大，當(dāng)蓋層的電阻率較小且小于斷層破碎帶的電阻率時(shí)，斷層在正演結(jié)果中幾乎沒有反映，只有當(dāng)覆蓋層得電阻率大于斷層電阻率到一定程度時(shí)，斷層在正演模型中才有良好的反映。

4 結(jié)束語

文章只討論了覆蓋層的厚度以及覆蓋層的電阻率對(duì)斷層正演計(jì)算的影響，而正演是反演的基礎(chǔ)，只有更好的認(rèn)識(shí)正演結(jié)果，才能在實(shí)際的反演處理解釋中更好的解釋各種反演結(jié)果。實(shí)際的地質(zhì)情況更加復(fù)雜，大地電磁的反演結(jié)果也更加復(fù)雜，這就需要解釋人員清楚的認(rèn)識(shí)到各種模型的正演結(jié)果，正確的判斷異常出現(xiàn)的各種情況，結(jié)合多種地質(zhì)地球物理資料，對(duì)大地電磁的反演結(jié)果做出合理正確的解釋。

參考文獻(xiàn)

[1]陳樂壽.大地電磁測深-探測地球深部電性和物質(zhì)狀態(tài)的一種有效手段[J].自然雜志，2009，31（1）：39-46.

[2]金勝，張樂天，魏文博，等.中國大陸深探測的大地電磁測深研究[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2010，84（6）：808-817.

[3]石應(yīng)駿，劉國棟，吳廣耀，等.大地電磁測深法教程[M].北京：地震出版社，1985.

[4]陳樂壽.大地電磁測深資料處理與解釋[M].北京：石油工業(yè)出版社，1989.

[5]安四喜，陳秀儒.大地電磁測深法的現(xiàn)狀、作用及發(fā)展趨勢[J].石油地球物理勘探，1998，33（S1）：164-165.

[6]魏文博.我國大地電磁測深新進(jìn)展及瞻望[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2002，17（2）：245-254.

[7]趙國澤，陳小斌，湯吉.中國地球電磁法新進(jìn)展和發(fā)展趨勢[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2007，22（4）：1171-1180.

[8]蔡軍濤，陳小斌，趙國澤.大地電磁資料精細(xì)處理和二維反演解釋技術(shù)研究（一）——阻抗張量分解與構(gòu)造維性分析[J].地球物理學(xué)報(bào)，2010，53（10）：2516-2526.

作者簡介：李強(qiáng)強(qiáng)（1990-），男，漢族，湖北荊州人，在讀碩士研究生，主要從事大地電磁研究。