大地电磁测深法勘探：资料处理反演与解释 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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柳建新，童孝忠，郭荣文，李爱勇，杨生 著

图书标签:

• 大地电磁测深法
• 电磁勘探
• 地球物理勘探
• 资料处理
• 反演
• 解释
• 勘探技术
• 地球物理方法
• 资源勘探
• 地质勘查

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030343307

版次：1

商品编码：11987324

包装：精装

开本：16开

出版时间：2012-06-01

用纸：胶版纸

页数：249

字数：370000

正文语种：中文

内容简介

　　《大地电磁测深法勘探：资料处理反演与解释》详细论述了大地电磁测深法的基本理论、正反演方法和资料处理技术。《大地电磁测深法勘探：资料处理反演与解释》共分为9章，主要内容包括一维、二维、三维正反演的理论基础及方法技术，阻抗张量的畸变分解，地形影响校正，静态效应影响校正和典型应用技术，并给出了国内外在该领域的新研究成果及新的研究热点和研究方向。《大地电磁测深法勘探：资料处理反演与解释》的取材大多出自科研与生产实践，在内容安排上注重理论的系统性和自包容性，同时也兼顾实际应用中的各类技术问题。
　　《大地电磁测深法勘探：资料处理反演与解释》可作为地球物理专业本科生的教学用书，也可作为研究生、科研和工程技术人员的参考用书。

内页插图

目录

前言

第1章 绪论
1．1 引言
1．2 大地电磁场
1-2．1 大地电磁场特征
1．2．2 大地电磁场源
1．3 大地电磁测深法的工作原理
1．3．1 初始假设和约定
1．3．2 大地电磁测深法的工作原理
1．3．3 大地电磁测深法的工作程序
1．4 大地电磁测深法的突破性进展
1．4．1 智能化的仪器设备
1．4．2 资料处理的先进技术
1．4．3 二维、三维正反演技术
1．5 大地电磁测深法的特点与能力
1．6 本书的内容安排

第2章 大地电磁测深基本理论
2．1 电磁场的基本方程
2．1．1 Maxwell方程组
2．1．2 谐变场的Maxwell方程组
2．1．3 电磁场的波动方程和边界条件
2．2 一维模型的大地电磁场
2．2．1 均匀半空间中的大地电磁场
2．2．2 二层介质的大地电磁场
2．2．3 N层介质的大地电磁场
2．2．4 层状介质的等值性问题
2．3 二维模型的大地电磁场
2．4 三维模型的大地电磁场

第3章 大地电磁测深正演模拟
3．1 -维模型正演数值模拟
3．1．1 有限差分法分析
3．1．2 有限单元法分析
3．2 二维模型正演数值模拟
3．2．1 二维正演算法
3．2．2 二维正演模拟
3．3 三维模型正演数值模拟
3．3．1 三维正演算法
3．3．2 三维正演模拟
3．4 倾子响应正演模拟
3．4．1 倾子响应计算公式
3．4．2 模型试算分析
3．5 大型稀疏复线性方程组解法
3．5．1 BICGSTAB算法
3．5．2 不完全LU分解预处理
3．5．3 算例分析

第4章 大地电磁测深反演成像
4．1 反演理论
4．1．1 反演问题的数学描述
4．1．2 反演问题的数学适定性
4．1．3 反演问题的解的评价
4．2 正则化方法
4．2．1 正则化反演方法
4．2．2 基于某种先验约束的正则化方法
4．3 MT正则化反演方法介绍
4．3．1 一维反演方法分述
4．3．2 二维反演方法分述
4．3．3 三维反演方法分述
4．4 基于光滑约束的最小二乘反演
4．4．1 最小二乘光滑约束反演
4．4．2 灵敏度矩阵计算
4．4．3 反演方案
4．5 一维模型反演计算
4．5．1 反演电阻率和厚度
4．5．2 固定层厚度
4．6 二维模型反演计算
4．6．1 简单二维模型
4．6．2 Sasaki二维模型
4．7 三维模型反演计算
4．7．1 二维模型三维反演
4．7．2 三维模型三维反演
……
第5章 阻抗张量分解与旋转不变量
第6章 静态效应影响及其校正
第7章 地形影响及其校正
第8章 大地电磁测深资料处理
第9章 大地电磁测深法勘探应用实例
参考文献
附录
彩图

前言/序言

　　大地电磁测深是苏联学者Tikhonov（1950）和法国学者Cagniard（1953）于20世纪50年代提出来的、利用天然交变电磁场研究地球电性结构的一种地球物理勘探方法。由于它不用人工建立场源，成本低，工作方便，不受高阻层屏蔽，对低阻层分辨率高，且勘探深度仅与电磁场的频率有关，浅可达几十米，深可达数百公里，因此在许多领域得到了广泛的应用。大地电磁场的频带范围很宽，根据趋肤效应的原理，对应的探测深度范围就很大，用它可以解决的地质问题就较多，如大尺度地质单元的电磁感应研究，深部地壳地幔电性结构研究及壳幔中高导层的检测，油气资源普查，地热资源勘查，天然地震活动前兆监测以及地下水资源勘查和环境保护等，在这些问题上大地电磁测深都可以发挥其独特的优势，成为重要的勘查手段。
　　大地电磁测深理论方面的研究已趋于成熟，建立了以水平非均匀介质模型为基础的一维、二维、三维模型大地电磁场理论，利用张量阻抗或者由它所确定的视电阻率和阻抗相位可以完整地、稳定地描述地质构造。同时，大地电磁测深仪器的研发也取得了重大突破，新型的大地电磁测深仪不仅可记录水平电磁场分量而且可以记录更加微弱的垂直磁场分量；加上计算机技术的快速发展，大地电磁测深法在资料处理和正反演研究中都取得了巨大进步。二维、三维模型的资料处理和正反演方法，与整个大地电磁测深的发展水平相适应，目前已有不少学者对其进行研究，其成果散见于许多文献，尚无专著发表。
　　目前我国从事大地电测测深研究、开发、应用和服务的单位众多。作者在与这些科研和工程技术人员接触时，发现一些共性问题，就是缺乏比较系统的大地电磁测深理论，缺乏大地电磁测深勘探技术和资料处理方法的指导，对科研和应用中出现的问题不能进行正确的分析，对大地电磁测深数据不能作出准确的解释。本书的目的就是通过作者的理解和经验总结，填补国内系统研究大地电磁测深法勘探的空白，减少读者在浩瀚的可供参考的文献中研究前人成果的时间，使读者将精力放在新问题的研究和解决中。
　　本书的形成直接或间接地集成了众多学者的智慧：中国地质大学的张胜业教授对本书的构思与写作给予了长期的关注、提醒与催促；有色金属华东地质勘查局的许建荣高工对本书的写作纲要提出了具体的补充与调整建议并予以鼓励；中南大学的刘海飞老师、佟铁钢老师等给予了大力支持并提出了完善结构、体系方面的建议。在这里，对他们表示由衷的感谢，感谢他们的支持、鼓励与参与。此外，实验室的各位博士和硕士研究生为本书的完成也都积极贡献了他们的才智，尤其感谢张连伟、刘颖、邓小康、刘鹏茂、曹创华、汤文武、籍伟、孙丽影、罗曦、蔡盛等几位。

远古的回响：地球深部结构与电磁场探秘 一、 导言：无形的钥匙，探寻地壳的脉搏 地球，这颗蔚蓝色的星球，其表象之下隐藏着一个宏大而复杂的结构。从地壳的岩石圈到炙热的地幔，再到液态的铁镍外核，乃至固态的内核，每一个层次都以其独特的物理和化学性质，共同塑造了我们所依赖的生存环境。然而，这些深处的奥秘如何才能被我们所知晓？目光所及之处，唯有地表。如何穿透数千米的岩石、熔融物质，窥见地球深处的秘密？答案，就隐藏在一种古老而强大的物理现象之中——电磁场。 本书并非专注于大地电磁测深技术本身，而是将视角拓展至更宏大、更基础的地球物理学领域，探讨如何利用各种地球物理学方法，尤其是电磁场相关的技术，来解析地球的内在构造、物质组成、流体活动，以及其动态演变过程。我们将聚焦于那些与“大地电磁测深法”原理相通，但在应用范围、数据采集、或模型构建上具有显著差异的前沿或经典课题。 二、 地球物理学的广阔视野：从宏观构造到微观物理 地球物理学是一门综合性极强的学科，它运用物理学的原理和方法，研究地球的物理性质和物理过程。本书将避开大地电磁测深（MT/TEM）的具体反演算法细节，转而探讨如下几个相互关联、但侧重点不同的研究方向： 1. 区域构造的电性刻画： 在大陆板块的汇聚带或裂谷系统中，地壳和上地幔的构造形态（如断层、俯冲带、地幔柱的根部）对区域应力场和岩浆活动具有决定性影响。本书将深入探讨如何利用宽频带大地电磁（WBMT）或深穿透电磁（Deep-EM）技术，在更宽广的频率范围内（例如，从极低频到高频），获取地壳深部和地幔的电导率分布。重点将放在如何利用这些电性异常体（如高导层、低阻带）来识别古老的构造单元、地幔热柱的上升路径，以及大洋俯冲板片的尖端位置。这需要对各向异性的电导率结构有深入理解，分析导电矿物（如石墨、硫化物）或流体（如水、熔融盐）在特定构造应力下形成的定向排列。 2. 储层与流体动态的电磁响应： 石油天然气勘探、地热资源开发以及地下水资源的评估，都高度依赖于对地下孔隙尺度流体（水、油、气）的电学性质的理解。本书将侧重于频率域或时间域电磁勘探（FEM/TEM）在油气藏预测中的应用，特别是岩石物理学的视角。我们将讨论如何建立复杂的岩石电导率模型（如Archie定律的扩展形式、或考虑表面导电效应的Bruggeman模型），来模拟不同孔隙度、渗透率、含水饱和度和油气饱和度对测深数据的贡献。重点将放在如何从电性差异中，区分具有高导性的咸水层与低导性的油气层，并结合地震资料进行多参数联合解释。 3. 火山与岩浆活动的电磁监测： 火山爆发往往伴随着岩浆房的物质迁移和热异常。高温岩浆及其伴生的热流体，会显著降低周围岩石的电阻率。本书将探讨如何利用地面和航空电磁技术（如CSEM或TDEM的浅层高精度模式），对活动火山区域进行高密度的电性成像。研究的核心在于构建三维电磁正演模型，模拟不同形状、深度和导电率的岩浆囊（Magma Chamber）对地表接收到的电磁场信号的影响。通过时间序列的电性变化监测，可以预测岩浆的上升速率和聚集趋势，为火山预警提供物理依据。 4. 地核与地磁场的起源： 将视角推向地球最深处，本书将触及地球发电机理论。虽然这主要依赖于地球物理流体力学和电动力学，但电磁场方法为我们提供了间接观测的窗口。我们将讨论如何利用地磁场的观测数据，结合地磁深部电磁感应（Induction）原理，反演外地核的电导率分布、流体流动速度和磁场演化的动力学过程。这涉及到对导电流体中电磁场传播的麦克斯韦方程组的深入分析，以及如何通过球谐函数分解来分离内部场源和外部场源的贡献。 三、 资料处理与非线性反演的普适性挑战 尽管不直接讨论大地电磁测深的反演算法，但对资料处理和反演方法的普适性挑战的探讨是不可或缺的。地球内部介质的非线性、非唯一性是所有地球电磁反演方法共同面对的难题。本书将概述约束反演（Constrained Inversion）和统计反演（Statistical Inversion）的基本思想，例如，如何引入外部地质信息（如地震剖面或钻井数据）作为先验知识，以限制解空间的范围，避免得到在物理上不可信的结果。此外，对数据去噪、误差分析以及模型不确定性评估的方法论讨论，将是贯穿始终的关键。 四、 结语：电磁场对地球科学的贡献 通过上述多维度的探讨，本书旨在展现电磁场方法在地球科学探索中的强大潜力。它不是单一技术的指南手册，而是一部关于如何运用电磁波这一无形探针，来解码地球内部复杂物理图像的深度思考集锦。从地表下的水文地质到数千公里深的地核动力学，电磁场的语言，是理解我们脚下这颗行星演化历史与未来命运的关键钥匙之一。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，一股扑面而来的专业气息让我瞬间进入了大地电磁测深的世界。书名中的“资料处理”、“反演”和“解释”几个关键词，直接点出了这本书的核心价值。我脑海中浮现出无数个关于地下结构的猜想，而这本书似乎就是解开这些猜想的钥匙。我一直对电磁波在地下的传播规律以及如何利用这些规律来探测地下信息感到着迷。尤其是“资料处理”部分，我猜测其中会涉及到各种滤波、去噪、校正的技术，以确保原始数据能够准确地反映地下的真实情况。而“反演”更是让我充满期待，这绝对是整个勘探流程中最具挑战性也最有魅力的环节，如何从看似杂乱的观测数据中，构建出可靠的三维或者二维地下电阻率模型，这需要高超的数学功底和丰富的勘探经验。最后，“解释”部分，将冰冷的地质模型与实际的地质背景联系起来，这需要深厚的地质知识和敏锐的洞察力。我非常期待书中能够提供一些详实的图表和案例，将这些抽象的概念具象化，让我能够更直观地理解大地电磁测深技术的强大之处。这本书的出版，对于任何想要深入研究大地电磁测深技术的专业人士和学生来说，都是一份宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

《大地电磁测深法勘探：资料处理反演与解释》这个书名，听起来就充满了科学的严谨和实践的深度。我一直对地球内部的构造充满好奇，而大地电磁测深法作为一种无损的地下探测技术，更是让我着迷。书名中的“资料处理”让我想到，在浩瀚的勘探数据中，如何才能准确地提取出真正有用的信息，滤除干扰，确保数据的可靠性。而“反演”这个词，更是让我充满了期待，它意味着将观测到的电磁场信号，通过复杂的数学模型，转化为地下真实的电性结构。我猜想书中会详细介绍各种反演算法的理论基础、实现方法以及它们在不同地质条件下的应用效果。最后，“解释”环节，是将科学计算的结果与地质背景知识相结合，从而得出有意义的勘探结论。我渴望知道，书中如何通过生动的案例，展示如何从电阻率的异常变化中，解读出地下矿体的存在、含水层的分布，甚至是地热资源的潜力。这本书的出现，对于任何从事地球物理勘探、地质找矿、环境监测等领域的研究者和工程师来说，都将是一份宝贵的参考资料，能够帮助他们更深入地理解和应用大地电磁测深技术。

评分☆☆☆☆☆

对于我这个地质学爱好者来说，“大地电磁测深法勘探：资料处理反演与解释”这个书名本身就充满了吸引力。它精准地概括了这项地球物理勘探技术的关键步骤，从最初的数据获取后的“资料处理”，到利用数学模型推断地下结构（“反演”），再到最后结合地质背景进行科学判断（“解释”）。我一直对大地电磁测深法如何“看见”地下结构感到好奇，想象着那些埋藏在地下的矿产、水资源，甚至地热储层，是如何被这项技术一一捕捉的。特别是“反演”这个部分，我猜想书中会深入探讨各种反演算法的原理、优缺点以及适用条件，这绝对是掌握这项技术精髓的关键。而“解释”部分，更是将科学数据转化为实际应用价值的桥梁，如何从电阻率异常中解读出潜在的地质构造，如何评估矿产资源的赋存可能性，这些都是我渴望学习的。这本书的出现，仿佛为我打开了一扇通往地下世界的大门，让我对地球的内部构造有了更深层次的认识。我尤其期待书中能包含一些不同地质环境下的大地电磁测深案例，通过真实的勘探数据，让我亲身体验数据处理、反演到解释的完整过程，这将是一次无比宝贵的学习体验。

评分☆☆☆☆☆

这部关于大地电磁测深的书籍，从封面到装帧都透着一股严谨的学术气息，让人一看便知其内容定然是干货满满。我一直对地球物理勘探领域充满好奇，尤其是那些能够“透视”地下的技术，而大地电磁测深法无疑是其中一位低调而强大的选手。这本书的书名本身就涵盖了技术的核心环节——资料处理、反演与解释，这三个词语组合在一起，勾勒出了一个完整而富有挑战性的勘探流程。我不禁想象，书中会对各种复杂的地质构造，比如断层、夹层、含矿带等，如何通过这些步骤一一“揭开面纱”，展现其真实的地下形态。特别是“反演”这个环节，我一直觉得它像是破解密码，将采集到的原始电磁信号转化为有意义的地质模型，其中的奥秘定然是这本书的精华所在。而“解释”更是将冰冷的数据赋予生命，与地质背景相结合，最终服务于实际的找矿、工程勘察等目的。这本书的出现，对于我这样渴望深入了解大地电磁测深原理和应用的学习者来说，无疑是一场及时雨。我尤其期待书中能够提供一些经典案例分析，通过真实的勘探数据，一步步地展示勘探过程，这样会让我对理论知识的理解更加透彻，也更能感受到这项技术的魅力和实用价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《大地电磁测深法勘探：资料处理反演与解释》就足够吸引人。它精确地指出了这个领域的核心挑战和解决路径。我一直觉得，那些能够“窥探”地下的技术，总是带着一种神秘而强大的力量。大地电磁测深法，以其独特的电磁探测原理，在众多地球物理方法中占据着重要的地位。书中提到的“资料处理”，让我联想到那些纷繁复杂的数据，如何在处理环节被提炼、净化，变得清晰可辨。而“反演”，更是整个勘探流程中最具技术含量的部分，它像是一位严谨的数学家，将观测到的电磁响应转化为地下介质的电阻率分布。我迫切想知道，书中会如何剖析各种反演模型的构建原理，以及如何应对实际勘探中遇到的各种难题。最后，“解释”环节，是数据与地质知识的完美融合，它考验着勘探者的智慧和经验，能否从电阻率剖面上读懂地下地质体的真实信息，识别矿体、断层、含水层等。这本书的出版，无疑是对大地电磁测深领域的一次系统梳理，对于任何想要深入掌握这项技术的读者，都具有极高的参考价值。我尤其期待书中能够提供一些前沿的反演算法介绍，或者对一些复杂地质条件下勘探的深度剖析。