大地电磁测深方法在长白山地区地热勘查中的应用研究

【摘要】：作为一种新型的能源,地热资源具有清洁、可再生、易开采等许多优点,其应用前景非常广阔。长白山地区拥有我国著名的现代活火山,是新生代以来最强烈的火山活动地区之一,区内分布着大量的温泉群,并蕴藏着丰富的地热资源,其地热开发潜力巨大。大地电磁测深方法(简称MT)是通过对天然电磁场在地下的传播及分布特征进行研究,从而了解地下岩层电阻率分布规律的一种地球物理勘探方法。该方法具有简捷、有效、探测深度大等特点,故而能对地下地质构造进行有效勘查,因此在地热勘探中被广泛的应用。首先对大地电磁测深法基本原理做简要阐述,并总结了地热田的电性特征,利用数值模拟方法来对地热模型进行模拟,了解其电磁响应特征。去噪研究向来是大地电磁测深领域的热门问题。本文基于大地电磁测深数据非线性、非平稳和非最小相位的特点,提出了一种基于互补总体经验模式分解(CEEMD)和自适应中值滤波方法(RAMF)相结合来对大地电磁测深数据进行信噪分离,利用互补总体经验模式分解(CEEMD)把大地电磁时间序列数据分解为剩余固有模态函数分量(IMFs)以及趋势项(Residual),并选择性利用自适应中值滤波(RAMF)去除剩余固有模态函数分量(IMFs)以及趋势项(Residual)中的噪声干扰,之后对去噪的信号进行重构。通过对比去噪前后视电阻率曲线,证明了该方法去噪的有效性。与此同时,还利用数值模拟比较OCCAM,SBI,RRI等典型反演算法的反演效果差异,并对其优缺点进行评价。本文研究大地电磁测深法在长白山地区地热勘查中的应用,完成对长白山地区三条大地电磁剖面数据的处理与解释。通过对相关的地质和地热资料进行搜集,总结了长白山地区区域地质概况及地热地质背景。简单介绍大地电磁测深法工作布置、资料采集与处理流程,并且采用阻抗张量分解的方法,确定测线所在区域的最佳电性主轴以及剖面维数特征,使用主轴旋转之后的数据进行反演,从而得到与实际地质状况相符的电阻率反演剖面。然后再结合其他相关的地质资料,对三条大地电磁反演剖面的结果进行解释,为了解长白山地区区域地质构造提供重要的参考,该区总体呈NE向构造走向,基底变化较大,中生代沉积岩广泛分布且相对较厚,沉积层最大深度超过2km,区内断裂构造发育,多呈北东向展布。断裂为地热向上运移提供有利的运移通道,在测区的中生代盆地两侧多分布断裂构造,推测中生代盆地两侧的断裂带是该区地热勘查开发的远景区。 【关键词】：地热 长白山地区 大地电磁测深法 数值模拟 去噪 反演 地质构造
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.325;P314
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 引言11-16
• 1.1 论文选题依据及意义11-12
• 1.2 国内外的研究现状12-14
• 1.3 研究内容及方法14-16
• 1.3.1 研究的内容14
• 1.3.2 创新点14-15
• 1.3.3 技术路线15-16
• 第二章 大地电磁测深法原理及地热勘查中应用16-30
• 2.1 大地电磁测深法的理论16-17
• 2.2 地热及地热田的电性特征17-19
• 2.3 大地电磁测深法在地热勘查中应用19-20
• 2.4 大地电磁测深正演问题的基本理论20-25
• 2.5 典型地热模型大地电磁测深响应模拟25-28
• 2.6 本章小结28-30
• 第三章 大地电磁测深数据去噪方法研究30-42
• 3.1 大地电磁信号特征及噪声成因30-32
• 3.2 基于CEEMD和自适应中值滤波的去噪方法32-41
• 3.2.1 V5-2000数据格式的读取及还原32-35
• 3.2.2 CEEMD原理35-36
• 3.2.3 自适应中值滤波原理36-37
• 3.2.4 基于CEEMD和自适应中值滤波信噪分离方法37-38
• 3.2.5 CEEMD和自适应中值滤波的滤波效果38-41
• 3.3 本章小结41-42
• 第四章 大地电磁测深数据反演方法与效果42-49
• 4.1 大地电磁测深数据反演方法42-45
• 4.1.1 OCCAM反演42-43
• 4.1.2 SBI反演43-44
• 4.1.3 RRI反演44-45
• 4.2 不同反演方法对比及评估45-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第五章 大地电磁测深方法在长白山地区地热勘查中应用49-84
• 5.1 工区的地质概况49-56
• 5.1.1 构造单元49-50
• 5.1.2 地层50-53
• 5.1.3 断裂构造53-55
• 5.1.4 区域水文概况55
• 5.1.5 区域地热背景55-56
• 5.2 大地电磁测深数据的采集56-60
• 5.2.1 大地电磁测深数据采集56-57
• 5.2.2 测区野外工作设计57-58
• 5.2.3 仪器的一致性检验58-59
• 5.2.4 实测数据视电阻率的初步分析59-60
• 5.3 大地电磁测深数据的处理与解释60-83
• 5.3.1 大地电磁测深数据常规处理60
• 5.3.2 大地电磁测深数据阻抗张量分解60-66
• 5.3.3 各剖面视电阻率及相位拟断面图66-73
• 5.3.4 测线反演及解译原则73
• 5.3.5 地层电性特征73-77
• 5.3.6 电阻率反演剖面解释77-83
• 5.4 区域地热资源初步评价83
• 5.5 本章小结83-84
• 第六章 结论和建议84-86
• 参考文献86-92
• 作者简介及在校期间取得的科研成果92-93
• 作者简介92
• 发表学术论文92-93
• 致谢93

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