基于重磁数据梯度比值的深度学习技术实现场源位置反演方法

场源中心位置的计算是重磁数据反演的主要任务之一,现主要通过异常与场源位置之间的数学物理方程来估算地质体的位置.为了快速、准确获得地质体的位置信息,提出基于重磁梯度比值的深度学习技术实现场源位置的获取;其利用深度学习技术所建立的重磁梯度比值水平分布与地质体埋深、构造指数的关系,快速实现异常场源位置计算,且提出利用多个值的相互关系来更加准确、稳定地计算出地质体的信息.该方法可以计算复杂地质体的中心位置,且避免了以往线性方程反演方法需对结果进行筛选的复杂过程,对于存在剩磁的磁异常则采用解析信号的深度学习方法来进行位置反演.理论模型试验证明利用梯度比值的深度学习方法可以准确获得地质体的深度,且通过对比更多点的深度学习计算结果发现,采用多个不同比例极值点可以减弱噪声带来的干扰,从而得到更加准确的位置.最后将该方法应用于实测磁异常的反演工作,获得了地下磁性物体的中心位置,且计算结果与欧拉反褶积法相接近,因此该方法具有良好的实用性.      

地面磁梯度测量在勘查地下污水管道中的应用

利用在辽宁某地区实测的垂直磁梯度数据,采用欧拉反褶积方法对地下异常情况进行处理和解释。正演研究表明,理论计算获得的磁梯度比实测磁总场的灵敏度高,结合磁梯度数据和欧拉反演方法可以进行较为复杂地形的解释。通过将计算获得的磁梯度异常与实测磁梯度异常对比,后者对地质体的分辨率更高。对地面垂直磁梯度数据进行反演,结果表明:该方法能够准确地确定地下污水管道的边界和埋深。     

基于线性回归的重力数据三维RMS成像

这里提出了一种基于线性回归的RMS成像方法,通过该方法可以分析判断重力异常源所处位置及赋存范围的方法。经过线性回归,得相关系数、斜率和截距三个参数,利用这三个参数计算RMS并对场源进行成像分析,以得到场源的位置及赋存状况。为了验证算法的可行性,通过简单模型和实测重力异常数据进行试验分析,验证了该方法可以有效地显示出异常地质体的位置及空间赋存状态。     

基于有限单元法的重力梯度张量正演计算与分析

由于重力梯度张量测量相对于重力异常测量有许多优点,因此对重力梯度的研究十分必要。在重力梯度各张量的正演计算中,复杂地质体的计算式难以直接推导,而利用有限元技术在复杂形体体积积分的优势,可以较为快速和简便地进行复杂模型的重力梯度全张量正演计算。通过模型的建立和正演计算,分析了球体模型梯度张量异常的平面和剖面特征,以及重力梯度张量与球体模型位置的规律;最后进一步利用复杂模型的重力梯度正演模拟,说明了重力梯度识别地下地质体位置的优势和不足。     

隧道瞬变电磁克希霍夫偏移成像与地质灾害探测

隧道绿色施工不仅需要预报工作面前方突水突泥等低阻异常,更需要查明灾害体的地质构造,为灾害预警与防治提供保障。传统的瞬变电磁解释方法仅能够提供单一电阻率信息不能满足隧道地质灾害治理要求。因此,将虚拟波场成像技术引入到瞬变电磁隧道探测技术中,期望实现灾害体电性与结构综合解释。首先,根据波场变换原理将瞬变电磁数据转换到虚拟波场;然后,利用电阻率成像算法计算工作面前方电阻率建立虚拟波场速度模型,利用波动方程克希霍夫积分解进行波场延拓实现瞬变电磁虚拟波场偏移成像;最后,综合电阻率与偏移成像结果对工作面前方地质体进行解释,判断地质灾害体的电性与构造特征。分别采用充水溶洞、充水断层两类常见灾害模型对算法进行验证。充水断层模型电阻率成像结果可以识别工作面前方低阻异常,但是异常分布范围略有增加,且不易判断倾斜角度;而偏移成像结果有效地识别异常的边界位置且对应准确,更易容判断异常倾斜方向。充水溶洞模型电阻率成像结果可识别溶洞的低阻异常与位置,但是异常形态与实际模型略有偏差;偏移成像结果圈定了模型的前后边界且与模型吻合较好。实测数据偏移成像结果有效圈定了低阻异常位置与裂隙形态,预测结果与已知出水孔情况相符。理论模型与实测数据结果表明,虚拟波场克希霍夫偏移成像结果既包含地质灾害体的电阻率分布,又能识别灾害体电性分界面,为地质灾害预警与防治提供了丰富的地质信息。      

重磁3D物性反演技术在金属矿勘探中的应用

解反演问题是地球物理资料处理解释的主要环节.反演就是依据已获得异常特征,结合地质和其他资料,求解地下源体的空间位置、形状及物性特征参数.随着对地质体全方位精细结构研究要求的提高,重磁等反演技术已发展到3D反演阶段.重磁反演主要有两种方法,即形态反演(建立场源模型形态单元)和物性反演(构建物性模型单元).在物性模型构建中...     

等效源反演成像在激发极化法中的研究及应用

在物探数据处理与解释过程中,反演的多解性大大增加了解释的难度,严重影响到计算结果的可靠性与准确性。可靠性并非指只满足于模型体计算出的理论异常与观测异常的"拟合"好坏,还要考虑得到的模型体与实际地质体的"符合程度"。如何满足上述要求,降低多解性达到高精度的处理与解释,成为选择反演方法的一大主要因素。目前等效源反演成像理论在重、磁领域的应用已经取得了一定的进展,为了证明该方法在时间域激发极化法中同样适用,这里设计了三个高阻球体模型,根据其计算出的理论异常值进行反演成像,并结合实际资料进行计算与处理,基本能够确定出场源体的空间位置、大小、形状,从理论与实际应用效果两方面证明了该方法的可信性和准确性。     

位场反演计算的场比值法及在宽城地区磁异常解释中的应用

在磁异常的反演计算中, 为了避免由于选错了磁性体的形状而产生很大的误差, 前人已研究了多种所谓自动反演的计算方法。与传统的方法不同, 用这些方法, 可以同时确定磁性体的几何形状和埋藏深度等参数。但是前人研究的方法需要计算磁异常的三阶导数, 因此所受高频噪声干扰十分严重, 以至于影响到计算结果的可靠性。因此很难用到实际资料处理中。 本文提出的场比值法可以同时确定磁性体的形状和埋藏深度。场比值法通过场比值field-ratio来确定磁性体的形状, field-ratio的物理含义与Euler反褶积公式中的形状因子类似。场比值法的优点是在反演计算中只需要计算磁异常的一、二阶导数, 因此比前人的方法受高频随机干扰小, 可以用于实际资料的处理中。模型实验证明了场比值法的正确性, 在河北省宽城地区用场比值法对磁异常反演计算, 展示了方法的实用性。 关键词: 磁异常; 自动反演; 磁性体形状的判别     

利用水平导数与垂向导数标准偏差的相关系数法识别磁源边界

基于导数换算的边界检测技术在位场数据处理与解释中具有重要应用,但是高阶导数算法极易受到干扰噪声的影响,稳定性较差。鉴于此,本文提出利用水平导数与垂向导数标准偏差的相关系数进行边界检测,该方法是基于水平导数与垂向导数的标准偏差在地质体边界位置处呈现负相关性实现的。理论模型试验表明:该方法不仅可以识别出不同深度的异常体的边界位置,而且受噪声影响较小,计算稳定性更强。将本文方法应用于海拉尔盆地实测航磁数据,检测结果与实际资料有着较好的对应关系。     

基于窗口数据的重力相关成像

位场相关成像可以快速估计场源的空间位置。为了减小叠加异常对相关成像的影响,现有的成像方法通常是采用剩余异常或异常垂向导数成像。笔者通过加入一个数据截取窗口,计算窗口内数据的相关系数,以减少相邻场源间的影响,从而达到提高成像分辨率的目的;并通过相关系数极值的大小选取窗口,从理论上使成像结果更加可靠。通过重力模型试验,验证本方法能够提高成像分辨率。将该法应用于葫芦岛市黑鱼沟的某矿洞的深度计算中,取得较好效果。     

遗传算法在起伏地形下磁异常反演的应用

实际的地面磁法勘探往往是在山区进行,所测得的磁测结果也是沿地形起伏分布,这样往往会对磁异常曲线形态产生畸变,因此在起伏地形条件下,对磁测结果进行必要的反演,将会更明确地下目标地质体的位置与形态。本文首先模拟在水平条件下板状体的磁异常剖面曲线,检验算法的正确性,然后模拟在起伏地形下板状体的磁异常剖面曲线,并应用遗传算法对所得异常曲线进行反演并讨论其可行性,加入噪声并对其反演,讨论算法的抗干扰性,最后将其应用至实际找矿项目中。反演的结果表明,该方法在实际应用中具有一定参考作用。     

最小结构磁化率成像反演方法在水下目标探测中的应用

磁测技术对发现和确定水下目标十分有效,已被广泛用于探测水下沉船、水下掩埋管线、电缆和其他(电)磁性物体.然而,水下目标往往具有较强的剩磁与退磁特点,影响了定性解释结果和定量计算精度.为了更精准地确定和刻画水下目标的位置与形状,以磁异常模量数据为基础,采用最小结构模型进行磁化率成像反演;在模型试验中采用了L₁范数和L₂范数分别进行反演,并且对两者结果进行了对比分析,结果显示L₁范数反演结果具有更为规则与清晰的边界,而L₂范数反演结果则相对更为平滑.因此,对于常见水下目标磁测,L₁范数反演更适合.以港珠澳大桥沉管隧道磁测数据为例,基于磁异常模量的最小结构模型反演了水下沉管的埋设状态,其平面位置、宽度和埋深具有较好的精准度.因此,本方法能够基于磁测数据更加精细地计算水下掩埋目标的位置和规模,具有较强的实际应用价值.      

航磁梯度数据解释新方法在迁安铁矿勘探中的应用

为更加清晰和准确地利用磁梯度数据获得地质体的分布特征,笔者采用解析信号总水平导数法和梯度欧拉反褶积技术组合实现磁梯度数据的解释,解析信号总水平导数的极值可有效地圈定出矿体的分布范围,梯度欧拉反褶积法可有效地避免背景异常的干扰,从而准确地给出磁性体的位置和深度信息。理论模型证明解析信号水平导数法和梯度欧拉反褶积法的组合可准确地获得磁性体的水平范围和深度。应用于河北迁安地区磁梯度数据的解释,圈定出5个呈条带状分布的较大型铁矿藏,埋深在200~450 m。     

瞬变电磁法在探测小窑采空区、陷落柱中的应用

通过矿区勘探的三个典型实例,介绍了使用CUGTEM-2002型瞬变电磁系统在探测小窑采空区积水和陷落柱方面的应用。根据瞬变电磁法对低阻地质体的灵敏性,采用在已知地质异常位置布设测线获取地质异常资料特征,然后推断整个测区资料成果的勘探方法,可取得较好的地质效果。实践证明,瞬变电磁法是探测金属矿体、小窑采空区等地质异常体的一种有效手段。     

1:5万矿产调查磁测资料对隐伏岩体的推断及意义

目前开展的1：5万矿产调查工作中,广泛使用了地面高精度磁测方法.应充分利用磁测资料提供找矿信息.岩浆活动及构造作用是矿产形成、定位的重要因素,而隐伏岩体和隐伏构造是磁测资料研究的主要对象,对其细致研究对找矿工作有重要指导作用.通过分析对比磁场及异常特征,密切结合地质资料识别异常起因,初步定性解译圈定与合理选择磁性参数建模反演计算相结合,并利用其他方法进行相互验证,能够有效地推断出隐伏岩体的存在及其深部空间形态,在各项条件选择合理情况下,磁性推测也能获得较好效果.隐伏岩体的推测对侵入岩特征研究、总结构造控矿作用、寻找与岩浆热液有关的隐伏矿体具有重要意义.     

1∶5万矿产调查磁测资料对隐伏岩体的推断及意义

目前开展的1∶5万矿产调查工作中,广泛使用了地面高精度磁测方法.应充分利用磁测资料提供找矿信息.岩浆活动及构造作用是矿产形成、定位的重要因素,而隐伏岩体和隐伏构造是磁测资料研究的主要对象,对其细致研究对找矿工作有重要指导作用.通过分析对比磁场及异常特征,密切结合地质资料识别异常起因,初步定性解译圈定与合理选择磁性参数建模反演计算相结合,并利用其他方法进行相互验证,能够有效地推断出隐伏岩体的存在及其深部空间形态,在各项条件选择合理情况下,磁性推测也能获得较好效果.隐伏岩体的推测对侵入岩特征研究、总结构造控矿作用、寻找与岩浆热液有关的隐伏矿体具有重要意义.