2.5維起伏地表條件下頻率域地空電磁正演模擬

作者：張銘,Colin G.Farquharson,劉長勝

摘要：頻率域地空電磁探測方法是指在地面布設人工場源,在空中測量電磁場的一種高效的地球物理勘探技術.該方法具有大范圍、高通過性、快速測量的優勢,尤其適合崎嶇山地、沙漠、沼澤、海陸交互帶等復雜地貌區域的資源勘查.但是這些地區的地形起伏通常較大,因此分析地形對地空電磁響應的影響具有重要意義.本文利用有限元法對頻率域地空電磁響應進行了正演計算,分析了起伏地表條件下的頻率域地空電磁響應特征.首先利用傅里葉變換將2.5維問題轉化成二維問題,利用伽遼金加權余量法推導了相應的離散有限元方程組.采用任意四邊形單元對區域進行不均勻網格剖分,源和異常體附近網格加密處理,保證計算精度,遠離目標區域網格逐漸稀疏,模擬無窮遠邊界,降低對計算資源的要求.在單元內進行插值,將有限元方程組變換為線性方程組,采用總場算法,利用具有一定面積的偽δ函數表達源電流分布,源項近似為分布在以電偶極源為中心的25個節點上.通過求解線性方程組得到波數域電磁響應,再對波數域電磁場響應進行反傅里葉變換從而獲得空間域2.5維頻率域電磁場值.通過對比2.5維正演結果與均勻半空間解析解,驗證了本文算法的精度,同時本文還對地空電磁場與地面電磁場的響應特性進行了對比.

發文機構：吉林大學儀器科學與電氣工程學院 吉林大學地球信息探測儀器教育部重點實驗室 Department of Earth Sciences

關鍵詞：地空電磁法2.5維正演起伏地表總場算法Ground-airborne electromagnetic method2.5DForward modelingTopographic surfaceTotal field algorithm

分類號： P631[天文地球—地質礦產勘探]