二維大地電磁反演方法對比研究

摘要：通過對幾種理論模型的反演結果對比，分析二維大地電磁中常用的OCCAM和RRI反演方法的優缺點。在進行實際資料處理的過程中，根據不同的目標任務選取合適的反演方法進行資料處理，提高資料的解釋精度和研究區的地球物理、地質認識。

關鍵詞：二維反演 大地電磁 電法勘探

0 引言

隨著國民經濟和社會的逐步發展，礦產資源作為重要的物質基礎，其重要性愈加明顯。尤其在地表資源勘探對勘探技術要求越來越高的客觀條件下，礦床探測面臨更為嚴峻的考驗。增加勘探深度，向內開發資源，使資源充分滿足經濟發展的需求。目前，國內外的勘探學者常用大地電磁法（MT）來探測地殼深部構造，該法不僅垂向和水平方向分辨能力高、探測深度大，而且造價低，便于野外施工。對于獲取后的MT資料的反演處理與解釋工作，由于不同的方法的側重不同，取得的結果可能存在一些差異，因此對不同反演方法的對比研究是有必要的。

1 不同MT反演方法特點

1.1 RRI反演特點

RRI反演，是用不同電阻率值的節點來描述地質體的方法。該方法采用計算代價，與其它二維反演方法相比，通過該方法擬合觀測數據效果更佳。只需幾分鐘的快速計算，就能進行交流式反演，快速計算是RRI反演的一大特點。目前國內很多MT工作者比較傾向于運用國外二維反演方法進行計算。

1.2 OCCAM反演特點

OCCAM反演，是通過有限元的正演程序，它以觀測數據為依據自動確定二維模型的電阻率值，在允許誤差的范圍內搜尋擬合數據的最光滑模型。尋找過程中，也可以規定電阻率結構、基于相同電阻率的不相連結構體的反演，或將斷層加入光滑模型等約束條件。擬合數據的程度依個人需求而定，模型結構也根據反演而定。OCCAM反演能直接指出模型的粗糙度，這是它的特殊之處。

2 反演結果對比

實例一：高阻理論模型，地下400～900m為5000高阻體，背景值為100。

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圖2.1 高阻理論模型■1000■100 ■

圖2.2 RRI快速松弛反演結果

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圖2.3 OCCAM方法反演結果

實例二：低阻理論模型，地下150～400m為10低阻體，背景值為300。

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圖2.4 低阻理論模型■20■300

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圖2.5 RRI快速松弛反演結果

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圖2.6 OCCAM方法反演結果

實例三：混合地質體理論模型，地下420～2000m，三塊地質體在橫向上呈相間分布，它們的電阻率各不相同，具體值如圖例，背景值是100。

實例一中，對高阻理論模型的反演，RRI反演結果疑似中間出現兩相鄰高阻（如圖2.2），而圖2.3中OCCAM結果則對于整體地質體邊界的控制效果比較好。

實例二中，RRI反演結果（如圖2.5），在水平方向100～400m、地下800～1500m處存在一不明高阻，而圖2.6中OCCAM的反演結果就不存在此項問題。這表明OCCAM反演結果比RRI反演結果更加可靠。繪圖時，RRI結果取自水平坐標上0～3000m，OCCAM結果取-1500

～1500m，長為3000m。

實例三中對混合地質體模型的反演結果（如圖2.8），RRI反演方法無法將兩高阻之間的低阻區域完整的體現出來，也可以說該反演方法沒有完全體現出向下延伸的低阻趨勢；圖2.9中OCCAM反演結果就全面體現出理論模型的不均勻地質體的分布，模型精細度和區別分層都能達到預期的效果。

3 結論

通過以上理論模型對比普遍采用的RRI反演結果，OCCAM反演作為一種科學的反演模式，不僅穩定可靠，而且不依賴于初始模型，三個理論模型的計算都是以均勻半空間作為初始模型的。但反演需要花費很長一段時間做大量的運算工作；RRI的速度非常快，若要取得預期的效果，就應該嚴格控制技術參數，否則最終效果不佳或不明顯。

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