频率域中电磁波与声波多参数反演

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1、分类号：P631.4单位代码：10183研究生学号：2014621001密级：公开频率域中电吉林大学磁波与声博士学位论文波多参数反演恩恩和得力海和得力海吉林大学2018年6月频率域中电磁波与声波多参数反演MultiparameterInversionofElectromagneticandAcousticWaveinFrequencyDomain作者姓名：恩和得力海专业：固体地球物理学研究方向：勘探地震学指导教师：冯晅教授学位类别：理学博士培养单位：吉林大学地球探测科学与技术学院论文答辩日期：2018年6月3日授予学位日期：年月日答辩委员会组成：姓名职称工作单位杨宝俊教授吉林大学刘

2、财教授吉林大学孙建国教授吉林大学于赟舟研究员吉林省煤田地质物探公司董福湘教授长春工程学院未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标

3、明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：2018年06月03日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士■博士学科专业：固体地球物理学论文题目：作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林身长春市西民主

4、大街938号吉林大学朝阳校区（130000）作者联系电话：18686403929频率域中电磁波与声波多参数反演摘要随着国内外勘探开发程度的不断深入，对于反演的精确性提出了更高的需求。但单一的地球物理方法往往具有局限性，其反演结果往往只能反演一种物性参数。这如同盲人模象一般，在解决问题时只能从片面了解地球物理问题。为了解决这个问题，本研究从两个方面进行了讨论：两种地球物理数据的联合反演和单一地球物理数据的双参数反演。联合反演是指在地球物理反演中综合应用多种地球物理观测资料从而实现对地质体的统一解释，最后使得各个方法反演的结果更加真实可靠的一种反演方法。联合反演同时使用了多种地球物理数

5、据，因此相比于单独的地球物理反演方法可以有效的减小反演过程中的多解性问题。为了实现地震与大地电磁数据的联合反演，文中分别对单一的地震反演和大地电磁反演进行了讨论。全波形反演是一种利用叠前地震波场中的运动学和动力学信息估计地球内部介质的弹性参数，是一种高精度速度建模的方法，而频率域全波形只需要计算少数几个频点的数据即可获得最终的结果，可以大大的提高运算时间。为了实现频率域全波形反演，首先对频率域的声波方程进行了详细的推导，使用九点差分格式进行了正演，并用模型进行了验证。其次对不同的优化算法进行了讨论，并使用Overthrust模型对算法进行了验证。由于地震方法具有高分辨率、高精度、探

6、测结果准确可靠等特点，可以弥补重、磁、电法勘探在寻找深部隐伏矿方面的不足。因此本文使用基于L-BFGS法的地震频率域全波形反演对金属矿模型进行了试算，得到了较好的结果。大地电磁法具有较大的勘探深度并且不受高阻层屏蔽影响，对低阻层也有较高的分辨能力。本文使用了矩形网格剖分的有限元法进行了大地电磁的正演计算，并将计算结果与解析解进行对比验证了算法的正确性。而反演使用了传统的高斯-牛顿反演方法，并使用ACB法自动求取正则化因子值，并用简单模型验证了算法的可行性。I联合反演中最核心的问题是如何对不同的物性参数进行耦合，而结构耦合是一种适应性较强的参数耦合方法。文中基于结构耦合方法中的交叉梯

7、度函数提出了一种大地电磁，地震联合反演方法，并对反演过程进行了详细的推导。在反演过程中，可将整个联合反演过程分为两个子反演过程：大地电磁数据更新时采用了ACB自动约束正则化因子的高斯牛顿反演思想，而更新速度模型时为了使拟合速度更快，使用了拟牛顿L-BFGS算法。为了验证算法的优越性，文中首先对简单的同构模型进行了单独反演和联合反演，对反演结果进行了对比：大地电磁反演结果得到了明显的提升，纵向分辨率得到了提高，结构上更加接近于真实模型，与真实模型之间的拟合差明显得到了减