电各向异性海底多金属硫化矿地层时域电磁响应模拟与特征分析

摘要

海底多金属硫化矿是一种重要的潜在资源来源，可以满足全球对铜、银和金等贵重金属日益增长的需求。由于海底构造崎岖起伏，沉积和成矿环境复杂，对海底多金属硫化矿的探测及资源量的估算仍存在较大困难，尤其是矿物颗粒排列与矿脉定向分布引起的电各向异性，给电磁探测数据的处理解释带来挑战。为此，本文基于拟态有限体积法以及向后Euler差分格式对时域Maxwell方程进行离散，利用直接求解器PARDISO对线性方程组进行求解，实现三维海底多金属硫化矿电各向异性地层的瞬变电磁响应模拟；通过模拟响应研究山丘状沉积环境对瞬变电磁响应的影响，分析沉积层围岩电导率各向异性以及多金属硫化物异常体电导率各向异性的电磁响应影响，对比不同电各向异性地层模型电磁响应的影响差异，得到含金属硫化矿地层的电磁响应模式。响应模拟结果表明：无论是围岩电各向异性还是多金属硫化物电各向异性，均对瞬变电磁响应产生较大影响；围岩电各向异性相较于多金属硫化物电各向异性对电场的影响较小；两种不同电各向异性模型均表现出水平各向异性相较于垂直各向异性对电场影响更大的特点。

关键词

瞬变电磁法 / 三维正演 / 有限体积法 / 海底多金属硫化物 / 各向异性