基于CUDA架构并行算法的带地形AMT二维反演实现与应用

韩思旭， 陈小斌， 陈卫营， 罗 强， 宋婉婷

(1.广东省地球物理探矿大队， 广州 510800; 2.广东省地质物探工程勘察院， 广州 510800; 3.中国地震局地壳应力研究所， 北京100085; 4.中国科学院地质与地球物理研究所， 中国科学院矿产资源研究重点实验室， 北京 100029)

音频大地电磁法(audio-frequency magnetotelluric method，AMT)通过观测和处理天然电磁场信号获取地下一定范围内的电性结构分布，具有频带宽(0.1 Hz～100 kHz)、探测深度大、对二维构造反应明显、施工轻便等优势，已成为矿产勘探、油气调查、工程勘查等领域的重要地球物理探测工具[1]。反演是AMT资料处理过程中的关键步骤。目前，二维反演是AMT数据处理实际应用中最为有效和普遍的手段，如何提高二维反演精度与速度是保障探测结果解释可靠性和提升数据处理效率的关键问题[2]。

AMT数据的二维反演和一维反演在反演原理和反演方法上并无本质区别, 只是二维反演处理的不再只是单个测点上的数据, 而是包含整条测线(垂直于构造走向) 上所有测点的数据，并且还需同时考虑介质电性在纵向和横向两个方向上的变化，因此二维反演需要拟合的数据量大大增加[3]。此外，相较于一维反演，二维反演处理的观测参数更多, 如TE(transverse-electric)和TM(transverse-magnetic)两个极化方向的电阻率和相位，或者由垂直磁场计算而来的倾子Tipper等[4]，这就使得模型数据相对参数的偏导数矩阵(雅可比矩阵)的阶数较大, 造成计算量大幅上升。因此在处理大网格、多频率模型时，二维反演需要较长的计算时间。二维反演的主要计算量来自于二维正演计算及偏导数矩阵的计算。……