大地電磁測深法勘探：資料處理反演與解釋 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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柳建新，童孝忠，郭榮文，李愛勇，楊生 著

圖書標籤:

• 大地電磁測深法
• 電磁勘探
• 地球物理勘探
• 資料處理
• 反演
• 解釋
• 勘探技術
• 地球物理方法
• 資源勘探
• 地質勘查

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030343307

版次：1

商品編碼：11987324

包裝：精裝

開本：16開

齣版時間：2012-06-01

用紙：膠版紙

頁數：249

字數：370000

正文語種：中文

內容簡介

　　《大地電磁測深法勘探：資料處理反演與解釋》詳細論述瞭大地電磁測深法的基本理論、正反演方法和資料處理技術。《大地電磁測深法勘探：資料處理反演與解釋》共分為9章，主要內容包括一維、二維、三維正反演的理論基礎及方法技術，阻抗張量的畸變分解，地形影響校正，靜態效應影響校正和典型應用技術，並給齣瞭國內外在該領域的新研究成果及新的研究熱點和研究方嚮。《大地電磁測深法勘探：資料處理反演與解釋》的取材大多齣自科研與生産實踐，在內容安排上注重理論的係統性和自包容性，同時也兼顧實際應用中的各類技術問題。
　　《大地電磁測深法勘探：資料處理反演與解釋》可作為地球物理專業本科生的教學用書，也可作為研究生、科研和工程技術人員的參考用書。

內頁插圖

目錄

前言

第1章 緒論
1．1 引言
1．2 大地電磁場
1-2．1 大地電磁場特徵
1．2．2 大地電磁場源
1．3 大地電磁測深法的工作原理
1．3．1 初始假設和約定
1．3．2 大地電磁測深法的工作原理
1．3．3 大地電磁測深法的工作程序
1．4 大地電磁測深法的突破性進展
1．4．1 智能化的儀器設備
1．4．2 資料處理的先進技術
1．4．3 二維、三維正反演技術
1．5 大地電磁測深法的特點與能力
1．6 本書的內容安排

第2章 大地電磁測深基本理論
2．1 電磁場的基本方程
2．1．1 Maxwell方程組
2．1．2 諧變場的Maxwell方程組
2．1．3 電磁場的波動方程和邊界條件
2．2 一維模型的大地電磁場
2．2．1 均勻半空間中的大地電磁場
2．2．2 二層介質的大地電磁場
2．2．3 N層介質的大地電磁場
2．2．4 層狀介質的等值性問題
2．3 二維模型的大地電磁場
2．4 三維模型的大地電磁場

第3章 大地電磁測深正演模擬
3．1 -維模型正演數值模擬
3．1．1 有限差分法分析
3．1．2 有限單元法分析
3．2 二維模型正演數值模擬
3．2．1 二維正演算法
3．2．2 二維正演模擬
3．3 三維模型正演數值模擬
3．3．1 三維正演算法
3．3．2 三維正演模擬
3．4 傾子響應正演模擬
3．4．1 傾子響應計算公式
3．4．2 模型試算分析
3．5 大型稀疏復綫性方程組解法
3．5．1 BICGSTAB算法
3．5．2 不完全LU分解預處理
3．5．3 算例分析

第4章 大地電磁測深反演成像
4．1 反演理論
4．1．1 反演問題的數學描述
4．1．2 反演問題的數學適定性
4．1．3 反演問題的解的評價
4．2 正則化方法
4．2．1 正則化反演方法
4．2．2 基於某種先驗約束的正則化方法
4．3 MT正則化反演方法介紹
4．3．1 一維反演方法分述
4．3．2 二維反演方法分述
4．3．3 三維反演方法分述
4．4 基於光滑約束的最小二乘反演
4．4．1 最小二乘光滑約束反演
4．4．2 靈敏度矩陣計算
4．4．3 反演方案
4．5 一維模型反演計算
4．5．1 反演電阻率和厚度
4．5．2 固定層厚度
4．6 二維模型反演計算
4．6．1 簡單二維模型
4．6．2 Sasaki二維模型
4．7 三維模型反演計算
4．7．1 二維模型三維反演
4．7．2 三維模型三維反演
……
第5章 阻抗張量分解與鏇轉不變量
第6章 靜態效應影響及其校正
第7章 地形影響及其校正
第8章 大地電磁測深資料處理
第9章 大地電磁測深法勘探應用實例
參考文獻
附錄
彩圖

前言/序言

　　大地電磁測深是蘇聯學者Tikhonov（1950）和法國學者Cagniard（1953）於20世紀50年代提齣來的、利用天然交變電磁場研究地球電性結構的一種地球物理勘探方法。由於它不用人工建立場源，成本低，工作方便，不受高阻層屏蔽，對低阻層分辨率高，且勘探深度僅與電磁場的頻率有關，淺可達幾十米，深可達數百公裏，因此在許多領域得到瞭廣泛的應用。大地電磁場的頻帶範圍很寬，根據趨膚效應的原理，對應的探測深度範圍就很大，用它可以解決的地質問題就較多，如大尺度地質單元的電磁感應研究，深部地殼地幔電性結構研究及殼幔中高導層的檢測，油氣資源普查，地熱資源勘查，天然地震活動前兆監測以及地下水資源勘查和環境保護等，在這些問題上大地電磁測深都可以發揮其獨特的優勢，成為重要的勘查手段。
　　大地電磁測深理論方麵的研究已趨於成熟，建立瞭以水平非均勻介質模型為基礎的一維、二維、三維模型大地電磁場理論，利用張量阻抗或者由它所確定的視電阻率和阻抗相位可以完整地、穩定地描述地質構造。同時，大地電磁測深儀器的研發也取得瞭重大突破，新型的大地電磁測深儀不僅可記錄水平電磁場分量而且可以記錄更加微弱的垂直磁場分量；加上計算機技術的快速發展，大地電磁測深法在資料處理和正反演研究中都取得瞭巨大進步。二維、三維模型的資料處理和正反演方法，與整個大地電磁測深的發展水平相適應，目前已有不少學者對其進行研究，其成果散見於許多文獻，尚無專著發錶。
　　目前我國從事大地電測測深研究、開發、應用和服務的單位眾多。作者在與這些科研和工程技術人員接觸時，發現一些共性問題，就是缺乏比較係統的大地電磁測深理論，缺乏大地電磁測深勘探技術和資料處理方法的指導，對科研和應用中齣現的問題不能進行正確的分析，對大地電磁測深數據不能作齣準確的解釋。本書的目的就是通過作者的理解和經驗總結，填補國內係統研究大地電磁測深法勘探的空白，減少讀者在浩瀚的可供參考的文獻中研究前人成果的時間，使讀者將精力放在新問題的研究和解決中。
　　本書的形成直接或間接地集成瞭眾多學者的智慧：中國地質大學的張勝業教授對本書的構思與寫作給予瞭長期的關注、提醒與催促；有色金屬華東地質勘查局的許建榮高工對本書的寫作綱要提齣瞭具體的補充與調整建議並予以鼓勵；中南大學的劉海飛老師、佟鐵鋼老師等給予瞭大力支持並提齣瞭完善結構、體係方麵的建議。在這裏，對他們錶示由衷的感謝，感謝他們的支持、鼓勵與參與。此外，實驗室的各位博士和碩士研究生為本書的完成也都積極貢獻瞭他們的纔智，尤其感謝張連偉、劉穎、鄧小康、劉鵬茂、曹創華、湯文武、籍偉、孫麗影、羅曦、蔡盛等幾位。

遠古的迴響：地球深部結構與電磁場探秘 一、 導言：無形的鑰匙，探尋地殼的脈搏 地球，這顆蔚藍色的星球，其錶象之下隱藏著一個宏大而復雜的結構。從地殼的岩石圈到炙熱的地幔，再到液態的鐵鎳外核，乃至固態的內核，每一個層次都以其獨特的物理和化學性質，共同塑造瞭我們所依賴的生存環境。然而，這些深處的奧秘如何纔能被我們所知曉？目光所及之處，唯有地錶。如何穿透數韆米的岩石、熔融物質，窺見地球深處的秘密？答案，就隱藏在一種古老而強大的物理現象之中——電磁場。 本書並非專注於大地電磁測深技術本身，而是將視角拓展至更宏大、更基礎的地球物理學領域，探討如何利用各種地球物理學方法，尤其是電磁場相關的技術，來解析地球的內在構造、物質組成、流體活動，以及其動態演變過程。我們將聚焦於那些與“大地電磁測深法”原理相通，但在應用範圍、數據采集、或模型構建上具有顯著差異的前沿或經典課題。 二、 地球物理學的廣闊視野：從宏觀構造到微觀物理 地球物理學是一門綜閤性極強的學科，它運用物理學的原理和方法，研究地球的物理性質和物理過程。本書將避開大地電磁測深（MT/TEM）的具體反演算法細節，轉而探討如下幾個相互關聯、但側重點不同的研究方嚮： 1. 區域構造的電性刻畫： 在大陸闆塊的匯聚帶或裂榖係統中，地殼和上地幔的構造形態（如斷層、俯衝帶、地幔柱的根部）對區域應力場和岩漿活動具有決定性影響。本書將深入探討如何利用寬頻帶大地電磁（WBMT）或深穿透電磁（Deep-EM）技術，在更寬廣的頻率範圍內（例如，從極低頻到高頻），獲取地殼深部和地幔的電導率分布。重點將放在如何利用這些電性異常體（如高導層、低阻帶）來識彆古老的構造單元、地幔熱柱的上升路徑，以及大洋俯衝闆片的尖端位置。這需要對各嚮異性的電導率結構有深入理解，分析導電礦物（如石墨、硫化物）或流體（如水、熔融鹽）在特定構造應力下形成的定嚮排列。 2. 儲層與流體動態的電磁響應： 石油天然氣勘探、地熱資源開發以及地下水資源的評估，都高度依賴於對地下孔隙尺度流體（水、油、氣）的電學性質的理解。本書將側重於頻率域或時間域電磁勘探（FEM/TEM）在油氣藏預測中的應用，特彆是岩石物理學的視角。我們將討論如何建立復雜的岩石電導率模型（如Archie定律的擴展形式、或考慮錶麵導電效應的Bruggeman模型），來模擬不同孔隙度、滲透率、含水飽和度和油氣飽和度對測深數據的貢獻。重點將放在如何從電性差異中，區分具有高導性的鹹水層與低導性的油氣層，並結閤地震資料進行多參數聯閤解釋。 3. 火山與岩漿活動的電磁監測： 火山爆發往往伴隨著岩漿房的物質遷移和熱異常。高溫岩漿及其伴生的熱流體，會顯著降低周圍岩石的電阻率。本書將探討如何利用地麵和航空電磁技術（如CSEM或TDEM的淺層高精度模式），對活動火山區域進行高密度的電性成像。研究的核心在於構建三維電磁正演模型，模擬不同形狀、深度和導電率的岩漿囊（Magma Chamber）對地錶接收到的電磁場信號的影響。通過時間序列的電性變化監測，可以預測岩漿的上升速率和聚集趨勢，為火山預警提供物理依據。 4. 地核與地磁場的起源： 將視角推嚮地球最深處，本書將觸及地球發電機理論。雖然這主要依賴於地球物理流體力學和電動力學，但電磁場方法為我們提供瞭間接觀測的窗口。我們將討論如何利用地磁場的觀測數據，結閤地磁深部電磁感應（Induction）原理，反演外地核的電導率分布、流體流動速度和磁場演化的動力學過程。這涉及到對導電流體中電磁場傳播的麥剋斯韋方程組的深入分析，以及如何通過球諧函數分解來分離內部場源和外部場源的貢獻。 三、 資料處理與非綫性反演的普適性挑戰 盡管不直接討論大地電磁測深的反演算法，但對資料處理和反演方法的普適性挑戰的探討是不可或缺的。地球內部介質的非綫性、非唯一性是所有地球電磁反演方法共同麵對的難題。本書將概述約束反演（Constrained Inversion）和統計反演（Statistical Inversion）的基本思想，例如，如何引入外部地質信息（如地震剖麵或鑽井數據）作為先驗知識，以限製解空間的範圍，避免得到在物理上不可信的結果。此外，對數據去噪、誤差分析以及模型不確定性評估的方法論討論，將是貫穿始終的關鍵。 四、 結語：電磁場對地球科學的貢獻 通過上述多維度的探討，本書旨在展現電磁場方法在地球科學探索中的強大潛力。它不是單一技術的指南手冊，而是一部關於如何運用電磁波這一無形探針，來解碼地球內部復雜物理圖像的深度思考集錦。從地錶下的水文地質到數韆公裏深的地核動力學，電磁場的語言，是理解我們腳下這顆行星演化曆史與未來命運的關鍵鑰匙之一。

評分☆☆☆☆☆

這部關於大地電磁測深的書籍，從封麵到裝幀都透著一股嚴謹的學術氣息，讓人一看便知其內容定然是乾貨滿滿。我一直對地球物理勘探領域充滿好奇，尤其是那些能夠“透視”地下的技術，而大地電磁測深法無疑是其中一位低調而強大的選手。這本書的書名本身就涵蓋瞭技術的核心環節——資料處理、反演與解釋，這三個詞語組閤在一起，勾勒齣瞭一個完整而富有挑戰性的勘探流程。我不禁想象，書中會對各種復雜的地質構造，比如斷層、夾層、含礦帶等，如何通過這些步驟一一“揭開麵紗”，展現其真實的地下形態。特彆是“反演”這個環節，我一直覺得它像是破解密碼，將采集到的原始電磁信號轉化為有意義的地質模型，其中的奧秘定然是這本書的精華所在。而“解釋”更是將冰冷的數據賦予生命，與地質背景相結閤，最終服務於實際的找礦、工程勘察等目的。這本書的齣現，對於我這樣渴望深入瞭解大地電磁測深原理和應用的學習者來說，無疑是一場及時雨。我尤其期待書中能夠提供一些經典案例分析，通過真實的勘探數據，一步步地展示勘探過程，這樣會讓我對理論知識的理解更加透徹，也更能感受到這項技術的魅力和實用價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名《大地電磁測深法勘探：資料處理反演與解釋》就足夠吸引人。它精確地指齣瞭這個領域的核心挑戰和解決路徑。我一直覺得，那些能夠“窺探”地下的技術，總是帶著一種神秘而強大的力量。大地電磁測深法，以其獨特的電磁探測原理，在眾多地球物理方法中占據著重要的地位。書中提到的“資料處理”，讓我聯想到那些紛繁復雜的數據，如何在處理環節被提煉、淨化，變得清晰可辨。而“反演”，更是整個勘探流程中最具技術含量的部分，它像是一位嚴謹的數學傢，將觀測到的電磁響應轉化為地下介質的電阻率分布。我迫切想知道，書中會如何剖析各種反演模型的構建原理，以及如何應對實際勘探中遇到的各種難題。最後，“解釋”環節，是數據與地質知識的完美融閤，它考驗著勘探者的智慧和經驗，能否從電阻率剖麵上讀懂地下地質體的真實信息，識彆礦體、斷層、含水層等。這本書的齣版，無疑是對大地電磁測深領域的一次係統梳理，對於任何想要深入掌握這項技術的讀者，都具有極高的參考價值。我尤其期待書中能夠提供一些前沿的反演算法介紹，或者對一些復雜地質條件下勘探的深度剖析。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，一股撲麵而來的專業氣息讓我瞬間進入瞭大地電磁測深的世界。書名中的“資料處理”、“反演”和“解釋”幾個關鍵詞，直接點齣瞭這本書的核心價值。我腦海中浮現齣無數個關於地下結構的猜想，而這本書似乎就是解開這些猜想的鑰匙。我一直對電磁波在地下的傳播規律以及如何利用這些規律來探測地下信息感到著迷。尤其是“資料處理”部分，我猜測其中會涉及到各種濾波、去噪、校正的技術，以確保原始數據能夠準確地反映地下的真實情況。而“反演”更是讓我充滿期待，這絕對是整個勘探流程中最具挑戰性也最有魅力的環節，如何從看似雜亂的觀測數據中，構建齣可靠的三維或者二維地下電阻率模型，這需要高超的數學功底和豐富的勘探經驗。最後，“解釋”部分，將冰冷的地質模型與實際的地質背景聯係起來，這需要深厚的地質知識和敏銳的洞察力。我非常期待書中能夠提供一些詳實的圖錶和案例，將這些抽象的概念具象化，讓我能夠更直觀地理解大地電磁測深技術的強大之處。這本書的齣版，對於任何想要深入研究大地電磁測深技術的專業人士和學生來說，都是一份寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

《大地電磁測深法勘探：資料處理反演與解釋》這個書名，聽起來就充滿瞭科學的嚴謹和實踐的深度。我一直對地球內部的構造充滿好奇，而大地電磁測深法作為一種無損的地下探測技術，更是讓我著迷。書名中的“資料處理”讓我想到，在浩瀚的勘探數據中，如何纔能準確地提取齣真正有用的信息，濾除乾擾，確保數據的可靠性。而“反演”這個詞，更是讓我充滿瞭期待，它意味著將觀測到的電磁場信號，通過復雜的數學模型，轉化為地下真實的電性結構。我猜想書中會詳細介紹各種反演算法的理論基礎、實現方法以及它們在不同地質條件下的應用效果。最後，“解釋”環節，是將科學計算的結果與地質背景知識相結閤，從而得齣有意義的勘探結論。我渴望知道，書中如何通過生動的案例，展示如何從電阻率的異常變化中，解讀齣地下礦體的存在、含水層的分布，甚至是地熱資源的潛力。這本書的齣現，對於任何從事地球物理勘探、地質找礦、環境監測等領域的研究者和工程師來說，都將是一份寶貴的參考資料，能夠幫助他們更深入地理解和應用大地電磁測深技術。

評分☆☆☆☆☆

對於我這個地質學愛好者來說，“大地電磁測深法勘探：資料處理反演與解釋”這個書名本身就充滿瞭吸引力。它精準地概括瞭這項地球物理勘探技術的關鍵步驟，從最初的數據獲取後的“資料處理”，到利用數學模型推斷地下結構（“反演”），再到最後結閤地質背景進行科學判斷（“解釋”）。我一直對大地電磁測深法如何“看見”地下結構感到好奇，想象著那些埋藏在地下的礦産、水資源，甚至地熱儲層，是如何被這項技術一一捕捉的。特彆是“反演”這個部分，我猜想書中會深入探討各種反演算法的原理、優缺點以及適用條件，這絕對是掌握這項技術精髓的關鍵。而“解釋”部分，更是將科學數據轉化為實際應用價值的橋梁，如何從電阻率異常中解讀齣潛在的地質構造，如何評估礦産資源的賦存可能性，這些都是我渴望學習的。這本書的齣現，仿佛為我打開瞭一扇通往地下世界的大門，讓我對地球的內部構造有瞭更深層次的認識。我尤其期待書中能包含一些不同地質環境下的大地電磁測深案例，通過真實的勘探數據，讓我親身體驗數據處理、反演到解釋的完整過程，這將是一次無比寶貴的學習體驗。