地震地质 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (4): 972-992.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2024.04.012
• 研究论文 • 上一篇
收稿日期:
2023-06-20
修回日期:
2023-10-13
出版日期:
2024-08-20
发布日期:
2024-09-23
通讯作者:
唐新功
作者简介:
余胜红, 男, 1997年生, 现为长江大学固体地球物理学专业在读硕士研究生, 研究方向为电磁法勘探, E-mail: 2505231897@qq.com。
基金资助:
YU Sheng-hong(), TANG Xin-gong*(), XIONG Zhi-tao
Received:
2023-06-20
Revised:
2023-10-13
Online:
2024-08-20
Published:
2024-09-23
Contact:
TANG Xin-gong
摘要:
传统的CSAMT在进行正、 反演数值模拟时通常假设地下介质为电各向同性且无IP效应的介质, 而实际的地下介质往往同时存在电各向异性和IP效应, 因此开展各向异性和IP效应共同作用下的CSAMT电磁场响应特征的研究势在必行。文中基于含源的Maxwell方程组, 推导了2.5维各向异性介质的电磁场偏微分方程, 采用伽辽金有限元法实现了各向异性的2.5维CSAMT数值模拟, 进而讨论了欧拉角和各向异性系数对2.5维CSAMT响应的影响。通过引入Cole-Cole模型分别研究了不同极化参数对CSAMT响应的影响, 最后讨论了各向异性和IP效应同时存在时的电磁场响应特征。研究结果表明, 各向异性和IP效应均会对CSAMT的响应结果产生较为严重的影响。当各向异性和IP效应同时存在时, 根据欧拉角和主轴电阻率的取值, 二者的效果将相互叠加或抵消。文中的研究结果对于提高CSAMT资料处理与解释精度具有重要的理论意义。
余胜红, 唐新功, 熊治涛. 基于各向异性和极化介质的2.5维CSAMT正演数值模拟[J]. 地震地质, 2024, 46(4): 972-992.
YU Sheng-hong, TANG Xin-gong, XIONG Zhi-tao. 2.5-D CSAMT FORWARD NUMERICAL SIMULATION BASED ON ANISOTROPIC AND POLARIZED MEDIA[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2024, 46(4): 972-992.
图 3 3层各向异性型模型本文计算结果与Yin等(2001)结果的对比 a 电场E的幅值; b 电场相对误差; c 磁场H幅值; d 磁场相对误差
Fig. 3 Comparison of our results with Yin et al.'s results of three-layer anisotropic model(Yin et al., 2001).
图 4 不同欧拉角视电阻率曲线图 a ρx'=ρz'=20Ω·m, ρy'=5Ω·m; b ρx'=ρz'=20Ω·m, ρy'=10Ω·m; c ρx'=ρz'=20Ω·m, ρy'=50Ω·m; d ρx'=ρz'=5Ω·m, ρy'=20Ω·m
Fig. 4 Apparent resistivity curves with different Euler angles.
图 9 不同欧拉角下各向异性和IP效应共同作用时的视电阻率曲线图 a α=15°; b α=30°; c α=45°; d α=60°
Fig. 9 The apparent resistivity curves when anisotropy and IP effect exist simultaneously at different Euler angles.
图 10 不同主轴电阻率下各向异性和IP效应共同作用时的视电阻率曲线图 a ρx'=ρz'=20Ω·m, ρy'=5Ω·m; b ρx'=ρz'=20 Ω·m, ρy'=10Ω·m; c ρx'=ρz'=20Ω·m, ρy'=50Ω·m; d ρx'=ρz'=5Ω·m, ρy'=20Ω·m
Fig. 10 Apparent resistivity curves under the combined action of anisotropy and IP effect with different principal axis resistivity.
图 11 不同极化率下各向异性和IP效应共同作用时的视电阻率曲线图 a m=0.1; b m=0.3; c m=0.5; d m=0.7
Fig. 11 The apparent resistivity curves under the combined action of anisotropy and IP effect at different polarizability.
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