井中激发极化法(简称井中激电)可利用钻孔近距离探测井旁、井底盲矿,与地面激电相比可勘探更深的深部矿体,弥补了地面激电方法在勘探深度上的不足。但反演方法受数据量不足的局限,难以满足精确探测和实现计算机自动反演与成像。为此,本文提出一种适宜于自动反演成像的井中激发极化观测与正反演系统——井地密集阵列激发极化联合观测方法,该方法既可提高井中激发极化法的适用性,又提高了井旁矿体的探测精度。　　在井地三维正演方面。介绍了井-地三维激发极化法正演数值模拟算法理论。可以对三维模拟区域进行径向非均匀剖分方式离散,以井口为中心,在直径方向上等距离剖分,在环钻孔方向以45°夹角均匀剖分为八等分,使剖分方法更符合井中电场的分布规律,与这种剖分相对应,设计了以井口为中心布置四条放射状测线的井地观测装置,有效地解决了井旁地质体位置未知的情况下难以确定观测方向的问题。采用径向剖分的有限元法进行数值模拟,并编写相应的正演模拟程序,为检验算法和程序的可靠性,构建几个典型的地质模型进行有限元模拟计算,并对不同情况下的异常响应进行了分析。　　在井地三维反演成像方面。首先,介绍反演的基本原理与方法;其次,采用有限单元异常电位的正演模拟方法进行计算,并在此基础上推导出偏导数矩阵;再次,为了有效地改善反演计算的精度,降低反演的多解性问题,将光滑约束作为先验信息引入到最小二乘法三维电阻率反演方法中;最后,用给定模型有限元模拟得到的地表“理论合成数据”来反演井旁地质体,迭代5次便可得到满意的结果,分析反演计算得到的电阻率和极化率二维断面等值线图和三维切片。证明该反演方法对异常体的数值模拟是可行的,能够得到理想的效果。　　密集阵列井地激发极化法观测系统下的正演模拟和反演成像界面软件的设计。针对井地电法勘探数据处理解释的特点,采用VB6.0面向对象的计算语言开发了适合于井中激电数据处理解释的正演模拟和反演解释界面软件,软件界面友好,直观,解释效果良好;通过该系统,用户可以很方便构建三维地电模型、输入工作参数,并调用可执行文件进行正演模拟和反演拟合计算;正反演结束后,通过该系统的画图模块导入结果数据并画图显示,方便物探解释人员对资料进行解释。　　分布式电位梯度并行观测电极的研制。井地密集阵列激发极化三维观测系统采集数据量庞大,野外施工效率很低。针对这一问题本文提出与密集阵列井地激电观测方法相适应的综合性系统仪器设备(即分布式观测电极)设计思路。分布式电极主要由差分放大电路、双T陷波电路、程控滤波电路、程控放大电路、AD转换电路、自然电位补偿电路、过零检测电路、人机接口电路、数据存储和实时时钟电路等模块组成。由于每个独立的分布式电极均可在接收系统的控制下自动进行同步观测,从而可提高观测效率。　　本论文主要完成的工作有:　　第一、三维井地密集阵列的正反演研究;　　第二、完成密集阵列井-地激电观测系统下的正演模拟和反演成像界面软件开发;　　第三、完成分布式电位梯度观测电极系统原理图、PCB设计、焊接和调试工作。