地面磁共振测深分布式探测方法与关键技术

• 作者: 史文龙 林君 林婷婷 段清明 蒋川东 齐鑫
• 来源期刊: 地球物理学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 磁共振测深 剖面角度 分布式测量 Occam反演
• 年，卷（期）: 2013,（11）
• 所属期刊栏目: 地球物理仪器专栏
• 页码范围: 3651-3662
• 页数: 12页
• 分类号: P631
• 字数: 6769字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6038/cjg20131106

摘要

地面核磁共振方法(MRS)因具有对地下水探测定性、定量的特点而备受地球物理工作者关注.传统研究中,人们局限于—维探测方法,假设层状含水构造,导致复杂地质环境下难以确定井位、不均匀含水层小水体难以分辨的反演解释瓶颈.针对现有测量中的不足,本文提出了MRS二维分布式探测模式,依据激发场不均匀特性,定义了实际测量中的测线方位角α,推导了分布式接收线圈MRS响应核函数表达式,实现了二维正演计算,探索了α角与探测灵敏度之间的关系.在此基础上,首次将Occam方法用于MRS二维反演解释中,实现了磁共振断层成像MRT(magnetic resonance tomography).模型试算中,根据含水层位置以及环境噪声变化的磁共振响应,客观评价了分布式MRS探测适用范围.理论先行可推动仪器完善,本文通过分布式接收单元设计、接收线圈数量和匝数增加与调整、放大器参数自适应设置与矫正,成功研制了地面分布式磁共振探测系统,并进行了野外验证.本文的研究成果将为基岩裂隙水定位、堤坝渗漏灾害水源评价,喀斯特溶洞含水构造精确探测提供有力的科学支撑.