起伏地形下可控源音频大地电磁三维数值模拟

钟苏美，林昌洪，谢裕春

(1.上海勘测设计研究院有限公司，上海 200434； 2.中国地质大学(北京) 地球物理与信息技术学院，北京 100083；3.北京城建勘测设计研究院有限责任公司，北京 100101)

0 引 言

加拿大学者Goldstein和Strangway[1]在20世纪70年代提出可控源音频大地电磁法(CSAMT)。近40多年来，CSAMT得到了快速的发展，目前已广泛地应用于矿产、油气和地热等资源探测以及水文环境和地质工程等领域[2-17]。然而，大多数的CSAMT工作是在存在地形起伏的区域开展的，很少在水平地表条件下采集CSAMT数据。前人研究已表明：地形对CSAMT数据存在强烈的影响，因此在CSAMT数据反演处理解释时需要考虑地形。

近年来，随着计算机技术的进步，CSAMT二维正反演算法的研究逐渐趋于成熟，并且很多二维正反演算法也开始考虑地形的影响。例如，Mitsuhata[3]采用有限单元法实现了考虑地形的CSAMT二维正演。李予国等[2]采用有限单元法实现了考虑海底地形起伏的海洋可控源电磁法(CSEM)的二维数值模拟。雷达等[13]采用有限元法实现了起伏地形下CSAMT二维正反演研究。然而，使用二维正反演方法的前提是假设地下电阻率结构是二维分布的，并且测线与二维电阻率结构走向垂直。但是，实际地下地质情况和地表的地形情况通常比较复杂，地质结构和地形大部分情况下都是三维的。前人对水平地表的大地电磁数据的研究表明，采用二维反演技术处理三维异常体产生的数据，很可能得到不可靠的地电模型，有时甚至得到畸变的结果。采用二维地形处理技术去逼近三维地形，也会导致类似的错误解释结果。……