Appendix F: IP data inversion ( Инверсия данных ВП )
Данные измерений ВП (вызванной поляризации) состоят из двух групп, обычного кажущегося сопротивления и кажущегося ВП. Таким образом, число точек измерений становится вдвое больше, чем для метода сопротивлений. Один возможный метод инверсии таких совмещенных данных состоит в их обработке как двух совершенно независимых групп. Инверсия данных метода сопротивлений завершается до начала инверсии данных ВП. В этом случае, полученная на последней итерации процесса инверсии модель сопротивлений (обычно имеющая наименьшую квадратичную ошибку) используется при инверсии данных ВП. Это возможно наиболее эффективный метод, если модель сопротивления хорошо отражает истинное сопротивление среды. Однако, было найдено, что даже при инверсии модельных данных, рассчитанных на компьютере, получаемая модель может содержать искажения особенно если для инверсии данных сопротивлений использовалось много (больше 5) итераций. Это происходит потому, что инверсия основана на конечном числе точек. Искажения становятся больше, когда данные содержат шум. Многие пользователи стремятся использовать большое число итераций одновременно с малыми коэффициентами регуляризации в попытке уменьшить квадратичную ошибку (RMS error) до минимально возможного значения. Если модель сопротивления с искажениями используется для инверсии данных ВП, то эти искажения будут влиять на модели ВП на всех итерациях инверсии ВП.
|
|
|
Программа предлагает два метода инверсии данных ВП. В первом методе инверсия данных сопротивления и ВП выполняется одновременно. Немедленно после итерации данных сопротивлений выполняется инверсия данных ВП. Во втором методе, инверсия данных ВП выполняется только после завершения инверсии сопротивления. В этом случае, сохраняется только модель сопротивлений, полученная на последней итерации данных сопротивлений.
Файлы IPMODEL.DAT, IPMAGUSI.DAT, IPSHAN.DAT и IPKENN.DAT это примеры файлов с данными сопротивления и ВП. Наша программа поддерживает 4 разных типа данных ВП; (i) измерения поляризуемости во времени, (ii) измерения процентного частотного эффекта в частотной области, (iii) измерения фазовых углов и (iv) значений металл - фактора. Файл IPMODEL.DAT содержит данные ВП в виде поляризуемости. Первая часть файлов с комментариями имеет вид:
IPMODEL . DAT комментарии к файлу
Fault and block model | заголовок
1.00 | единичный разнос электродов
3 | тип установки
432 | число измерений
1 | ключ - положение центра установки
1 | 1 указывает на наличие ВП
Chargeability | Тип данных ВП
msec | размерности ВП
0.1,1.0 | время задержки, время интегрирования
1.50 1.00 1 12.04 7.2038 | координата x , a , n , каж. сопр., каж. ВП
|
|
|
2.50 1.00 1 12.03 7.1983 | 2-я точка данных
В шестой строке вместо “0” вводится “1”, чтобы показать присутствие данных ВП. Этот символ сопровождается тремя строками данных описывающих природу данных ВП. Седьмая строка со словом Chargeability (поляризуемость), показывает, что данные ВП даны в единицах поляризуемости (chargeability). Многие приборы ВП измеряют поляризуемость путем интегрирования сигнала спада (площади под кривой ВП). В этом случае размерность данных это миллисекунда (мсек). Значение поляризуемости, полученное этим методом обычно калибруется к стандарту Newmont M(331) (Summer 1976), так что значение поляризуемости в мсек имеет такое же численное значение, как поляризуемость, измеренная в mV/V. Поляризуемость в mV/V определяется как отношение вторичного сигнала после выключения тока к первичному сигналу во время пропускания DC тока.
Съемки ВП традиционно использовались для поисков металлических руд, особенно сульфидных, где используются генераторы, дающие ток порядка 10 Ампер. Кажущиеся значения ВП при таких измерениях обычно меньше 100 мсек (или mV/V). Относительно недавно метод ВП стал применяться при инженерных и экологических работах, где обычно используют токи в 1 ампер или менее. Попутным явлением стало наблюдение значений ВП порядка 1000 мсек (или менее - 1000 мсек) в массивах данных. Такие значения почти всегда вызываются шумом из-за очень слабого сигнала ВП. Чтобы проверить, реальны ли такие высокие значения ВП, сначала проверьте псевдоразрез кажущихся сопротивлений. Если на разрезе есть необычно высокие или низкие значения, которые меняются случайным образом, то данные содержат шум. Если значения кажущегося сопротивления содержат шум, тогда значения кажущихся ВП почти полностью недостоверны. Следующая проверка – псевдоразрез кажущихся ВП. Если кажущиеся ВП выглядят случайными (часто такие аномалии вытянуты по диагонали с вершиной в сомнительном электроде), то и значения ВП слишком шумные, чтобы быть интерпретируемыми.
|
|
|
Значения ВП, которые получают в других единицах, преобразуются в значения поляризуемости внутри нашей программы в процессе инверсии. Формулы таких пересчетов можно найти в работах Van Voorhis et al. (1973) и Nelson and Van Voorhis (1973).
Для измерений в частотной области, значения ВП обычно выражают в виде процентного частотного эффекта (PFE). По формуле PFE = 100 (rDC - rAC) / rAC
где rDC и rAC значения кажущегося сопротивления, измеренные на низких и высоких частотах. В файле IPSHAN.DAT дан пример данных ВП в частотной области. В седьмой строке, тип данных ВП описан как “Percent Frequency Effect”. Девятая строка данных содержит величины низкой и высокой частот использованных при измерениях. Эти данные получены при полевых измерениях в Burma и измерения были сделаны с диполями длиной 20 и 40 метров (Edwards 1977). Как и многие массивы полевых данных, он имеет очень сложное распределение точек данных в псевдоразрезе. Эти данные содержат относительно высокий шум. Поэтому рекомендуется использовать опцию “Include smoothing of model resistivity values – Включить сглаживание модели сопротивлений” описанную в разделе 9 для инверсии этих данных, чтобы избегать чрезмерно больших и малых значений сопротивлений модели. Целью съемки была свинцовая руда из мета-осадков. Геологическое строение довольно сложное с массивными концентрациями свинца вместе с кварцевыми жилами, окремненным мрамором и глинистыми зонами. Диапазон сопротивлений очень широк.
|
|
|
Значения ВП также даются как фазовые углы. В этом случае обычно используют единицы измерения миллирадианы (mrad). Пример данных ВП с фазовыми углами приведен в файле IPKENN.DAT, значения взяты из работы Hallof (1990). В седьмой строке, тип данных ВП описан как фазовые углы “Phase Angle”. Второе число в девятой строке это значение частоты, на которой измерялись фазовые углы. Первый параметр в этой строке не используется, и обычно записывают 0. Многие современные приборы для ВП могут измерять фазовые углы на нескольких частотах. В таком случае, инверсия ВП для фазовых углов повторяется на каждой частоте. Это дает идею изменений фазовых углов в разрезе с частотой для изучения комплексных сопротивлений.
Данные ВП иногда выражают как металл-фактор (MF). Значения MF можно рассчитать как для временной, так и для частотной области. Во временной области, металл фактор считают по формуле
MF = 1000 M / rDC
где поляризуемость M выражается в миллисекундах (Witherly and Vyselaar, 1990). В частотной области MF определяется по формуле
MF = 100000 (rDC - rAC) / rAC 2
Файл IPMAGUSI.DAT содержит результаты съемок рудного тела Magusi River (Edwards 1977) где съемки были выполнены с диполями 30.5 м (100 футов), 61.0 м (200 футов) и 91.4 м (300 футов). И снова псевдоразрез имеет сложное распределение точек данных. Измеренные псевдоразрезы кажущегося сопротивления и ВП вместе с модельными разрезами показаны на рис. 19. Рудное тело проявляется как тело отчетливо низкого сопротивления и высоких значений ВП в середине профиля на модельных разрезах. При инверсии этих данных использовался метод робастной инверсии (смотри Appendix K) чтобы сделать более контрастной границу между рудным телом и вмещающими породами.
Программа инверсии пытается минимизировать разницу между наблюденным и рассчитанным значениями кажущейся поляризуемости. Значения ВП в процентном частотном эффекте и фазовых углах прямо пропорциональны значениям поляризуемости. Однако, значение металл фактора также включает и значение сопротивления. Модель, которая дает минимальную невязку (RMS error) для поляризуемости, иногда не дает минимума невязки для металл – фактора. Однако реальное влияние на инверсионную модель очень мало.
Рис. 19. Рудное тело Magusi River. (a) Псевдоразрез кажущегося сопротивления; (b) модельный разрез сопротивлений; (c) Псевдоразрез кажущихся значений металл фактора; (d) модельный разрез металл фактора.
Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 190; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!