一維可視化視極化率正演報告_061122_20121003602董智開

1、2015電法作業(yè)報告- 一維可視化視極化率正演程序 姓 名：董智開 學(xué) 號：20121003602 專 業(yè)：地球物理學(xué) 班 學(xué) 號：061122-27 院（系）：地空學(xué)院 指導(dǎo)教師：師學(xué)明 目錄一、一維可視化視極化率正演的基本原理.1二、GUI可視化正演程序設(shè)計.2 2.1 界面介紹及展示.2 2.1 模塊化編程及流程圖.2 2.3 程序代碼及調(diào)試.3三、模型試驗.6 3.1兩層三層模型試驗.6 3.1.1兩層.7 3.1.2三層.9 3.2 四層五層及推廣.11四、心得體會與建議.1212中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）一維可視化視極化率正演董智開1、 一維可視化視極化率正演的基本原理激發(fā)極化法(ind

2、uced polarization method)是根據(jù)巖石、礦石的激發(fā)極化效應(yīng)來尋找金屬和解決水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等問題的一組電法勘探方法。它又分為直流激發(fā)極化法(時間域法)和交流激發(fā)極化法(頻率域法)。常用的電極排列有中間梯度排列、聯(lián)合剖面排列、固定點電源排列、對稱四極測深排列等。也可以用使礦體直接或間接允電的辦法來圈定礦體的延展范圍和增大勘探深度。 在計算激發(fā)極化場時我們使用的是等效電阻率法。在電法勘探中，我們將發(fā)生體極化效應(yīng)時，極化體對極化總場的 電阻率稱為“等效電阻率”。一般說來，等效電阻率隨頻率或充電時間而變。在T0或 f的極限情況下，總場電位U(T)|T0或U(f)|趨于無激電效應(yīng)

3、的一次場電位U，等效電阻率(T)|T0或（)就等于介質(zhì)真電阻率。對于電阻率為的均勻介質(zhì)，當(dāng)不存在激電效應(yīng)時，在地面上采用任何裝置進行觀測，按照下列公式計算電阻率：=K×U1/I若介質(zhì)存在激電效應(yīng)，此時按上式計算的電阻率為：1=K×U/I公式中U為總場電位差。由于U1>U，故1>?？梢娊橘|(zhì)的激發(fā)極化效應(yīng)等效于介質(zhì)電阻率的增大，故稱1為等效電阻率。在長時間供電情況下，極化二次場達到飽和時，有：=U2/U=（U-U1）/U所以有等效電阻率和真電阻率關(guān)系：1=/（1-） 在地下不平，地下電性不均勻的情況下，仍按均勻水平大地的的測量方法和計算公式（1-2）計算的激發(fā)極化參

4、數(shù)稱為視極化率。在這種情況下s=U2/U= 在地形不平，電阻率不均勻時，不會形成視極化率的假異常，即視極化率等于大地的真極化率。此外，在測量標本的極化率參數(shù)時，只要標本視極化率是均勻的，不論標本和裝置的形狀如何時，都能測量到標本的真視極化率。但是在實際工作中，我們所進行測量工作測區(qū)有關(guān)地層的極化率不盡相同，這也使得我們野外測量的是視極化率。 基本編程步驟如下：（1） 導(dǎo)入數(shù)據(jù)，包括電極距和測量的視極化率數(shù)據(jù)。（2） 輸入層參數(shù)，包含層數(shù)，每層厚度，每層電阻率，每層的極化率。（3）計算等效電阻率，用公式 1=/（1-）。（4）計算無激發(fā)極化時的視電阻率s ,計算方法使用一維電測深的正演子程序。（

5、5）計算有激發(fā)極化時的視電阻率s，計算方法同上，注意此時輸入的電阻率應(yīng)為每層的等效電阻率。 （6）計算視極化率，利用公式s= （s- s）/s二、GUI可視化正演程序設(shè)計 2.1 界面介紹及展示 該程序由本人獨立完成，程序由界面由一個axis畫圖組件和若干個push button 和 edit text控件組成，包含從導(dǎo)入文件，繪制原始數(shù)據(jù)圖形，輸入模型參數(shù)，正演擬合數(shù)據(jù)和顯示精度的功能，每一個push button對應(yīng)一個回調(diào)函數(shù)，核心組件為正演計算按鈕。如果需要查看計算的中間數(shù)據(jù)，可以在matlab 的commond window看到。 2.1 模塊化編程及流程圖 由于GUI的編程模式，程

6、序模塊化的編程也成為現(xiàn)實，根據(jù)原理中給出的編程思想結(jié)合前幾次的編程經(jīng)驗，基本流程如下：導(dǎo)入數(shù)據(jù) 繪制原始電極距-視極化率曲線讀取用戶輸入的層參數(shù)計算等效電阻率計算無激發(fā)極化時的視電阻率計算有激發(fā)極化時的視電阻率計算視極化率繪制并顯示正演極距-視極化率曲線，顯示擬合精度 2.3 程序代碼及調(diào)試“導(dǎo)入文件”按鈕：FileName PathName=uigetfile('*.xls'),'請選擇文件');str=PathName FileName;set(handles.filename,'string',str);a=xlsread(str);rr=

7、a(:,1);etaobserve=a(:,2);handles.rr=rr;handles.etaobserve=etaobserve;guidata(hObject,handles);“繪制圖形”按鈕： axes(handles.axes1);rr=handles.rr;etaobserve=handles.etaobserve;semilogx(rr,etaobserve,'r-o','linewidth',2)legend('測量數(shù)據(jù)');grid on“正演計算”按鈕：nlayer=str2double(get(handles.nlay

8、er,'string');res(1)=str2double(get(handles.res1,'string');res(2)=str2double(get(handles.res2,'string');res(3)=str2double(get(handles.res3,'string');res(4)=str2double(get(handles.res4,'string');res(5)=str2double(get(handles.res5,'string');thick(1)=str2d

9、ouble(get(handles.thick1,'string');thick(2)=str2double(get(handles.thick2,'string');thick(3)=str2double(get(handles.thick3,'string');thick(4)=str2double(get(handles.thick4,'string');thick(5)=str2double(get(handles.thick5,'string');eta(1)=str2double(get(handles

10、.eta1,'string');eta(2)=str2double(get(handles.eta2,'string');eta(3)=str2double(get(handles.eta3,'string');eta(4)=str2double(get(handles.eta4,'string');eta(5)=str2double(get(handles.eta5,'string');nab=length(handles.rr);rr=handles.rr;etaobserve=handles.etaobser

11、ve;for i=1:5 resdx(i)=res(i)/(1-eta(i); %計算等效電阻率endfor i=1:nab; rho=sdcs1dford(rr(i),nlayer,res,thick); rhosnojf(i,1)=rho; %計算無激發(fā)極化時的視電阻率endfor i=1:nab rho=sdcs1dford(rr(i),nlayer,resdx,thick); rhosjf(i,1)=rho; %計算有激發(fā)極化的視電阻率endfor i=1:nab etas(i)=(rhosjf(i,1)-rhosnojf(i,1)/(rhosjf(i,1);end %計算視極化率de

12、ltd=etaobserve-etas'ee=deltd'*deltd;set(handles.accuracy,'string',ee);axes(handles.axes1);semilogx(rr,etaobserve,'r-o','linewidth',2)grid on;hold on;semilogx(rr,etas,'b:+');hold offlegend('測量數(shù)據(jù)','擬合圖形')“清除所有”按鈕：axes(handles.axes1);cla;axes(hand

13、les.axes1);rr=handles.rr;etaobserve=handles.etaobserve;semilogx(rr,etaobserve,'r-o','linewidth',2)legend('測量數(shù)據(jù)');grid on 由于程序相對簡單，所以調(diào)試過程基本順利，只是在代碼的輸入方面可能存在一定的問題，但是有了前兩次的經(jīng)驗，錯誤基本能很快的排除掉。3、 模型試驗 模型試驗試驗了兩層，三層，四層等推廣，模擬數(shù)據(jù)來源方式為，先用我們的正正演程序正演出一組數(shù)據(jù)，儲存下來后作為原始數(shù)據(jù)來正演。 解釋參照課本中給出的一些極化率的數(shù)據(jù)表格：

14、 3.1兩層三層模型試驗 3.1.1兩層兩層所使用的原始數(shù)據(jù)如下(由對應(yīng)層參數(shù)正演出來的視極化率結(jié)果)：xs30.1998950154.50.19964200560.1991757990.197537628120.195119154150.19229493200.187528931300.179363558450.169751575690.157467625900.1485479521200.1378200842000.1167159983000.0994463744500.0835433696000.073999199000.06375239712000.058764839層參數(shù)（給出了極化

15、率）：層數(shù)2R13150000h12000s0.20.05000計算原始數(shù)據(jù)：輸入層參數(shù)并正演計算：首先厚度和電阻率控制下來：即r1=13,r2=150,h1=12;輸入不同的極化率。 計算的等效電阻率為：第一層極化率為0.2，第二層為0.05,所以針對我們的這個模型，第一層可能為石墨化頁巖,，第二層可能為白云巖。根據(jù)極化率的變化可以看到類似于一維電測深視電阻率的G、D型曲線。 3.1.2三層三層所使用的原始數(shù)據(jù)如下(由對應(yīng)層參數(shù)正演出來的視極化率結(jié)果)：xs30.0400062344.50.0400273860.04006920490.040239134120.040560066150.04

16、1067435200.042388927300.046839252450.056502795690.072355385900.0834415491200.0953825882000.1152305783000.1276000044500.1332916016000.1324606319000.12765984712000.124518646層參數(shù)（給出了極化率）：層數(shù)3R501508000h358500s0.040.170.1200繪制原始數(shù)據(jù)：輸入層參數(shù)并正演計算：首先厚度和電阻率控制下來：即r1=50,r2=150,r3=80，h1=35,h2=85;輸入不同的極化率。計算得到等效電阻率：

17、 可以看到，第一層極化率為0.04，第二層為0.17,第三層為0.12，所以針對我們的這個模型，第一層可能為不含浸染狀電子礦物黏土，第二層可能為浸染狀硫化礦物的白云巖，第三層可能為灰?guī)r。 3.2 四層五層及推廣這里介紹四層，四層所使用的原始數(shù)據(jù)如下(由對應(yīng)層參數(shù)正演出來的視極化率結(jié)果)：xs30.0400014284.50.04000636860.04001639590.040058645120.040140801150.040272554200.040617996300.041782994450.044329689690.048726737900.0522254731200.05683551

18、42000.0686457563000.0831278824500.1027824386000.1183955599000.13715225512000.144900481 層參數(shù)（給出了極化率）：層數(shù)4R50240155900h35857500s0.040.080.120.150繪制原始數(shù)據(jù)： 輸入層參數(shù)并正演計算：首先厚度和電阻率控制下來：即r1=50,r2=240,r3=155，r4=90,h1=35,h2=85,h3=75;輸入不同的極化率。計算得到等效電阻率:可以看到，第一層極化率為0.04，第二層為0.08,第三層為0.12，第四層為0.15，所以針對我們的這個模型，第一層可能為不含浸染狀電子礦物黏土，第,二層可能為不含浸染狀電子礦物的灰?guī)r巖，第三層可能為浸染狀硫化礦