磁总场梯度数据三维反演方法及应用

磁总场三方位梯度数据相对于总场数据包含更丰富的异常信息,将梯度数据应用于三维磁化率反演中,可以更准确地描述异常体。本文采用最小模型结构反演方法进行三维磁化率反演成像,并采用对数障碍法对磁化率的反演取值范围进行约束。通过模型试验,对磁总场异常数据及其三轴梯度数据进行单独反演、联合反演,结果表明三轴梯度联合反演结果可以更好地刻画异常体形态,更有效地分辨邻近异常体,反演物性更合乎实际。将此反演技术应用于大冶铁矿高精度航磁数据反演解释,取得了较好的应用效果。     

地面磁测在巴西低纬度区铁矿勘查中的应用效果

通过对巴西某铁矿磁异常的处理分析,总结了层控型磁铁石英岩铁矿的磁异常特征,并利用化极与三维反演相结合的数据处理与分析手段,对磁异常携带的磁性体信息进行了更深的剖析和提取,通过化极结果圈定了磁性分布范围,利用三维反演结果确定了磁性体在地下的展布形态,钻孔验证结果充分说明物探推断的准确性.工作区位于低磁纬度区,这里提出的数据处理方法为低磁纬度区磁异常的认识提供了成功实例.     

大地电磁测深反演技术有效性对比试验

设计了一个简单的三维模型:三维低阻异常体和高阻异常体位于一维层状介质模型中,以"十"字型和"米"字型观测剖面方式作为模拟方式,开展模型一维、二维、三维反演技术有效性对比试验,其中一维反演计算采用自适应正则化(ARIA)反演,二维反演计算采用非线性共轭梯度(NLCG)反演,三维反演计算采用REBOCC三维反演,将剖面下方不同的反演结果与原始模型进行对比分析,发现:在该模型条件下,一维和二维反演都能得到反映模型真实信息的结果,REBOCC三维反演更偏向重建原始模型的宏观电性特征;在一维反演结果中,对于深部的电性结构特征,通常TE极化模式的反演结果好于TM极化模式,TE/TM几何平均值反演结果介于前两者之间;在二维反演结果中,通常TM极化模式的反演结果好于TE极化模式,TE/TM联合模式反演结果与TM极化模型相当,甚至更好;模型REBOCC三维反演相比一维、二维反演更易受反演结果多解性影响,REBOCC三维反演结果偏向重建原始模型的宏观电性特征。     

磁法三维建模在陕西省龙王沟磁铁矿勘探中的应用

以陕西省龙王沟磁铁矿高精度磁测数据为基础,采用小波多尺度分解方法,对化极后的磁法数据进行多尺度分解,通过功率谱法计算小波多尺度分解后的各阶细节异常的场源深度。结合地形、地质及钻孔资料,采用2.5D人机交互反演对磁测剖面上的磁铁矿体进行拟合,利用Golden Software公司开发的Voxler软件,在虚拟三维环境下实现二维小波多尺度分解数据的可视化,建立三维地质体模型,直观预测磁铁矿体的空间范围和分布形态,实现地质、物探和地上、地下信息一体化集成展示,进行专业分析评价和辅助决策,可以有效提高地质找矿效果。     

磁法三维建模在龙王沟磁铁矿勘探中的应用

以龙王沟磁铁矿高精度磁测数据为基础,采用小波多尺度分解方法,对化极后的磁法数据进行多尺度分解,通过功率谱法计算小波多尺度分解后的各阶细节异常的场源深度。结合地形、地质及钻孔资料,采用2.5D人机交互反演对磁测剖面上的磁铁矿体进行拟合,利用Golden Software公司开发的Voxler软件,在虚拟三维环境下实现二维小波多尺度分解数据的可视化,建立三维地质体模型,直观的预测磁铁矿体的空间范围和分布形态,实现地质、物探和地上、地下信息一体化集成展示,进行专业分析评价和辅助决策,可以有效的提高地质找矿效果。     

大地电磁三维模型二维反演计算数值模拟分析

设计了多个1D/3D、2D/3D模型进行数值模拟分析,从模型三维响应和二维响应的差异大小和反演结果对比两个方面,分析了利用二维反演解释方法来逼近解释三维地质模型的适用性问题。分析结果表明:在异常体沿走向长度逐渐缩短的过程中,模型的三维特性逐渐增强,采用TM极化模式的二维反演结果基本保持不变,TE极化模式的二维反演结果逐渐产生畸变,表明TM极化模式对模型二维性的要求远远低于TE极化模式,TE/TM联合模式二维反演效果通常介于前两者之间,有时优于TM极化模式的二维反演结果。综合得出:一般条件下采用TM极化模式进行二维反演通常可以较好地重建原始模型,TE/TM联合二维反演结果在与TM极化模式反演结果整体电性特征相似的情况下,其对模型电阻率值的反演优于TM极化模式。     

重磁异常数据三维人机联作模拟

在研究三角形多面体模型重、磁异常三维正演和反演技术的基础上,吸取人机交互正演模拟的优点,实现了三角形多面体模型重、磁异常数据三维人机联作反演。通过研究三角形多面体模型节点偏导数的计算方法,对目标函数进行线性化处理,形成了计算机自动迭代修改模型体的技术。利用计算机图形技术,在三维空间显示重、磁场和模型体,开发了模型的交互修改技术,使数据解释过程中,可以结合已知信息及人的推断和经验,完成重、磁异常数据的三维模拟,减少了数据解释结果的不确定性。     

重磁数据的重加权正则化共轭梯度法约束反演

重磁异常的物性线性反演多是欠定问题求解,求解不仅具有明显的不稳定性,还会导致其垂向分辨率大大降低,反演的"趋肤效应"明显。针对重力数据反演中的这一问题,引入重加权正则化共轭梯度法的约束反演,即在目标函数中加入正则化方程加以约束,以深度加权函数对核矩阵进行补偿,在反演过程中实现了正则化因子的自适应选择。引入了PRP公式,改善了反演的计算效率和计算精度。引用一个相对复杂的Y型岩脉的重磁加噪数据,对比分析了FR公式和PRP公式下的重力反演和磁异常反演的结果,并对马角坝3号地质剖面磁异常数据进行了磁反演,论证了算法的有效性和可靠性。     

高精度磁测与激电测深在航磁异常查证中的应用

宝音图地区的地层与岩体具有明显的磁性和电性差异,为了解该区航磁异常的地质与地球物理特征,通过1∶1万地面高精度磁法测量,圈定地面磁异常及复核航磁异常的位置,对磁测数据进行化极、延拓等处理,获得磁异常的形态、规模、埋深等特征;选取矿化好的磁异常区段进行激电测深工作,反演矿(化)体在深部的规模及延伸状况;而后通过钻探工程揭露,验证激电反演结果。最后结合地质、激电测深、钻探验证等资料,用Oasis Montaj软件对磁测剖面数据进行2.75D人机联合约束反演,拟合出矿体的形态特征,得出异常体的相对深度、宽度和厚度,为地质找矿提供有利的地球物理依据。     

三维高密度电阻率法偶极装置分辨率研究

为分析二极和偶极装置的分辨率,首先建立数值模型,并定义了均匀度、数据密度、层间分辨率、盲区的计算方式,从数据结构的角度定量讨论三维高密度电阻率法中偶极、二极装置的分辨能力。通过不同埋深、不同规模的高、低阻异常体的正演计算,对获取的数据反演后分析结果与初始模型的契合程度,定量分析两种装置对异常体的分辨能力,结果显示,在浅部异常勘探中偶极装置比二极装置整体分辨率高、细节信息丰富,尤其是异常体为低阻特征时更为明显。为了验证偶极法的有效性,选取吉林大学朝阳校区内某处地下管道为探测场地,利用E60DN高密度电法工作站进行三维高密度电法数据采集,经反演计算,精细的探测出地下管道的空间展布规律,效果较好。     

中条山铜矿某工区激发极化法三极测深及其三维反演效果

文章简单描述了时域激电法原理、技术和测区地质概况及岩(矿)石电性特征.单极-偶极装置测深电阻率和充电率二维反演模型能够有效地圈定电性体在纵向和横向的分布特点,依据二维测深数据进行三维反演可获得电阻率和充电率异常曲线图,推测了不同深度范围内断裂和主要岩性分界,极化体空间分布位置和走向,钻探验证见铜矿化于划分的激电异常带,激电二维测深及其数据三维反演取得了较好的地质效果.     

磁异常和梯度的频率域三维成像方法

三维反演在磁数据定量解释中具有重要作用。常用的空间域三维反演方法通常需要大量的正演和反演计算,因此对大规模数据的反演效率较低。三维成像是另一种定性和定量解释磁数据的重要方法。文中给出了一种磁异常与梯度三维成像的频率域迭代方法,该方法可以提高成像效率,适用于大规模数据的快速成像。笔者推导了磁总场异常和异常梯度频率域正演公式和成像公式,并将一种深度尺度因子引入成像公式中,提高了深度精度;笔者采用了迭代优化算法,减小了拟合误差,进一步提高了成像精度。通过理论模型数据试验和中国新疆某金属矿床实测数据,验证了本文方法的有效性、可行性。     

基于非结构化网格的大规模磁测数据正则化反演研究

磁测数据解析正演的内存需求与模型规模、观测点数成正比,以其为依托开展大规模磁测数据反演时,计算成本较大。文章利用非结构化网格有限单元法进行磁测正演,分析了地表观测网格、边界节点数和局部网格密度等因素对正演计算精度的影响;在此基础上,基于灵敏度矩阵隐式存储的高斯-牛顿法求解正则化反演目标函数,实现了大规模磁测数据三维反演。理论模型试算和铀矿区域实测数据案例表明,文章所述方法可保证正演计算的精确度,提高了计算效率、减少了反演的内存消耗,可用于复杂条件下大规模磁测数据的三维反演。     

磁法勘探在尼勒克县松湖铁矿中的应用

对尼勒克县松湖铁矿进行的地面磁法测量工作,获取了直接的磁异常数据。通过化极处理和不同高度的延拓分析,圈定了4个磁异常体,并通过用二度半重、磁异常人机联作实时二维剖面反演,拟合出矿体的形态特征,分析了其对应异常体的相对深度,为矿床勘探提供了较为明确的地球物理依据。     

三维地质体对AMT二维反演的影响研究

为探究三维地质体对二维反演结果地影响以及二维反演中极化模式的选择问题,设计了一系列二维、三维地电模型进行正演计算,并对正演结果进行二维反演计算。研究结果表明:相位受到三维畸变的影响较小,视电阻率较大;当三维异常体模型走向延伸较小时,TE模式的反演结果误差较大,TM模式的反演结果相对较好,但是反演得到了虚假的下覆构造,TE+TM联合反演结合了TE和TM模式反演的优点,可以较好地反映异常体的赋存位置及电阻率值;当三维异常体模型走向延伸长度增大时,三维数据的二维反演结果是可靠的,用TM和TE+TM模式反演都比较合理。     

重磁2.5D/3D互相约束反演技术在三维地质填图中的应用研究

三维地质填图为我国启动的新一轮地质调查项目,为提高重磁资料在三维地质填图中的应用效果,笔者提出重磁资料2.5D/3D相互约束重磁反演技术方案:利用重磁资料2.5D剖面反演结果、3D物性反演结果作为彼此反演约束条件,并通过了理论模型试验。试验结果表明,该技术方案使反演结果中物性参数、空间位置更接近理论模型体。通过对本溪—临江地区思山岭铁矿磁异常及酸性岩体重力异常进行反演实践——估算磁异常铁矿资源量、研究酸性侵入岩深部展布形态的效果良好,可为大面积三维填图提供有效途径。     

Tilt-depth方法适用性研究及其应用

Tilt-depth方法是一种可以快速反演磁源上顶深度的新兴方法。二维、三维模型试验表明,tiltdepth法反演误差与地质体的上顶埋深、厚度及水平尺度均有关,同时叠加异常也会对反演结果产生影响。实例中,将tilt-depth法应用于广东省下庄矿田航磁数据反演中,tilt梯度图上展示出了两条明显的近东西走向条带异常,推断为浅部基性辉绿岩脉在深部汇聚形成,并反演了两条高磁异常带上11个位置的磁源上顶埋深。反演结果揭示了下庄矿区内北侧高磁性体深度较浅,且具有南浅北深的构造特征,而南侧高磁性体规模较大,且埋深较厚,为该区深部矿产勘查提供了有利依据。     

危机矿山重磁资料精细处理与解释: 以湖北省大冶铁矿为例

针对湖北大冶矿区复杂的地质问题, 基于高精度重磁实测数据, 采用三维重磁数据概率分析和物性反演技术, 实现了大冶矿区重磁资料的精细化处理与解释, 为大冶危机矿山深部及外围找矿提供了重要的参考.在无约束条件下对高磁异常源进行了三维概率成像反演, 并结合地质先验信息完成了矿区航磁异常的带地形人机交互三维反演, 预测了矿区沉积岩类与闪长岩体接触带的空间延展形态, 定量反演了矿区的三维物性特征, 反演结果显示在矿区深部(1000m以下) 及接触带弯折部位为有利的找矿区域, 目前通过实钻已得到证实.      

广西西大明山隐伏岩体空间形态研究

根据广西西大明山地区1∶5万重力资料,并在地质资料的约束下,对广西西大明山地区隐伏岩体三维形态进行了细致的模拟推断。西大明山地区1∶5万布格重力异常图与地质图的研究表明,局部重力异常主要是由西大明山隐伏岩体引起的,2013年广西第四地质队在该地区布置的ZK31901、ZK40004两个钻孔分别发现了隐伏岩体,证实了重力推断。为了求出西大明山地区隐伏岩体的三维形态,采用重磁异常三维物性反演随机子域法方法,具体步骤为三维重磁异常自动反演→重构模型体和建立反演初始模型→三维重磁异常人机交互反演→输出结果(岩体形态、顶底埋深)。通过重磁反演,比较具体的描述岩体深部的空间展布,对于该地区成矿规律研究及深部成矿预测提供了重要的资料,从而为该地区今后开展第二空间深部地质找矿提供重要资料,具有一定的意义。     

2.5D人机交互反演在航磁异常解释中的应用

RGIS软件中2.5D重磁联合反演模块采用2.5D人机交互重磁异常反演方法,具有界面简洁、操作方便、反演曲线实时显示等优点。笔者以甘肃敦煌地区甘C-2011-0011航磁异常反演为例,介绍了该软件数据输入、参数设置及模型建立的具体方法。反演结果与实际钻孔验证结果基本吻合,表明反演结果可靠。