三维密度界面反演的一个近似方法

在区域地球物理研究工作中,应用重力资料反演密度界面,尤其是计算莫氏面的深度,已被广大学者所重视。目前某些计算方法,如线性公式法、压缩质面法等已被应用。我们认为,在利用小比例尺区域重力资料反演密度界面时,现有的一些方法各有其一定的局限性。     

应用改进的遗传算法反演多层密度界面

利用具有全局优化功能的遗传算法直接反演多层密度界面.首先根据重力反演的特点对遗传算法进行改进, 使遗传算法基因交换过程中交换位置的确定同重力异常的拟合情况相结合, 给出适合于重力反演特点的遗传算法.然后利用改进后的遗传算法直接反演多层密度界面.理论模型和实际剖面的计算表明改进是有效的.      

球坐标系密度界面反演方法及在华南大陆的应用

密度界面反演方法在油气勘探、推断区域构造、获取地壳结晶基底面、莫霍面起伏形态等方面具有重要意义。现有的密度界面反演方法大多基于笛卡尔坐标系统,当涉及到大区域乃至全球尺度的密度界面反演时,地球曲率的影响将不可忽视,需考虑基于球坐标系Tesseroid模型的密度界面反演方法。然而,受计算精度和效率制约,已有的基于Tesseroid模型的密度界面反演方法并不能很好地适用于地表重力观测数据的反演计算。笔者基于前人研究,给出了一种适用于地表观测数据的球坐标系密度界面反演方法。该方法首先将常规的球坐标系高斯—勒让德重力积分公式进行简化,提高了重力正演计算效率。随后,引入并改进了前人的自适应剖分方案,提高了重力正演计算精度。在此基础上,采用Cordell迭代优化算法,得到了适用于地表观测数据的球坐标系密度界面反演方法。通过模型数据试验,对本文球坐标系密度界面反演方法进行了验证。结果表明,笔者对高斯—勒让德积分公式加以改进和引入改进的自适应剖分方案后,很好地克服了计算精度和效率对地表观测重力计算的掣肘,并且,基于球坐标系的密度界面反演结果优于基于笛卡尔坐标系的密度界面反演结果。在华南大陆实际数据试验中,利用文中方法得到的华南大陆的莫霍面深度与前人得到的莫霍面深度具有较高的吻合度,莫霍面自西向东逐渐抬升,西部抬升剧烈,东部抬升平缓,沿武陵山—贵桂交界一带呈现明显的NNE向莫霍面梯级带,验证了文中方法的科学有效性。     

BP神经网络在反演多层密度分界面中的应用研究

ＢＰ神经网络在反演多层密度分界面中的应用研究韩道范，谢靖，张文生，张让（长春地质学院）一、引言利用重力异常对单层密度分界面的反演及应用，６０年代已经普遍应用于物探工作。但几十年来，物探工作者很难正确地解决具有多层密度分界面的层状介质的反演。因此，反演...     

应用重力资料同时获得两个密度分界面的反演方法

本文提出了应用两层二度矩形棱柱体的下界面近似地模拟两个密度界面起伏的重力反演法。以棱柱体的参量作为未知数,重力异常作为常数项,以此建立一个矛盾方程组。此方程组的解,即为所求的密度界面的起伏变化。该方法可用于同时求取康腊面和莫霍面。方法具有一定的精度,在理论模型上的试验取得了较好的效果。     

澳大利亚重力勘探工作

澳大利亚重力测量的历史大致可分为三个阶段。但是,大量的重力测量是在第二次世界大战以后展开的.尤其在1959年澳大利亚第一次发现石油和天然气以后,以找石油构造为目的重力普查和详查工作大规模的展开,收效很大. 1976年澳大利亚彩色重力图的出版对澳大利亚大地构造的研究和划分、对于深层构造的研究、对于石油天然气及金属矿带的划分和寻找都有重大的意义. 在石油天然气田和煤田的勘探过程中。合理地使用重力普查,详细普查和详查工作能达到满意的地质效果.     

应用地球物理资料研究中国深部地壳构造及矿产分布

利用重力，磁力异常及地质资料讨论了中国古板块划分。用二维和三维方法及各沉积盆 地新生代厚度资料计算其重力效应，并从１：１００万布格重力异常中消除其影响，得出深部重力异常。用作者提出的反演三维密度界面的质面系数法，华南地区还用变密度的三维质面系数法反演重力资料得出中国的壳构造图。研究了石油及某些金属矿与地壳构造的关系，得出地幔上隆区与大沉积盆地相对应。为油气田远景区；地幔陡坡带，大重力梯级带，各...     

凤凰─茶陵地学断面重力异常机制分析

对凤凰─茶陵地学断面重力异常,根据爆炸地震测深资料,确定密度分层,用变密度水平梯形体构制剖面密度模型,计算理论重力异常和实测布格重力异常吻合较好。根据剖面密度模型,可以合理地解释布格重力异常。并将地壳划分为沉积盖层、变质岩层、麻粒岩层三层结构,分别计算三层的重力效应曲线及上地幔低密度体重力效应曲线。还计算了莫霍面起伏引起的重力异常曲线,分析了引起地壳重力异常的各种因素及特点。     

苏北盆地岩石密度界面划分及特征

研究不同地质体之间的密度差异是开展重力勘探研究的地球物理前提。密度界面的划分与构造层的划分具有密切关系,测定地层(岩石)密度并分析测定结果是重力勘探工作的重要内容。依据苏北盆地及相邻地区出露岩石的实测密度数据,将该区岩石按照地层、侵入岩进行系统整理和归纳,将地层纵向划分为新生界、侏罗系—白垩系和太古宇—三叠系3个超密度层,2个Ⅰ级密度界面和3个Ⅱ级密度界面; 通过综合分析地层界际密度和系际密度特征,阐述地层及侵入岩的密度特征及其与重力异常的关系,为该盆地重力资料解释和石油勘探提供可靠的地球物理依据。密度界面的划分与区域构造及储油构造具有密切关系,计算密度分界面起伏或深度变化在区域构造研究和石油勘探中具有重要意义。     

层序底界面的物质表现形式--以中国南方海相震旦系-中三叠统为例

众所周知,在层序地层学研究中最关键的是层序划分,而层序划分的关键是有关界面的识别,可用于确定层序的界面包括层序的底界面,初始海泛面和最大海泛面,其中最为重要的是层序底界面的识别,这是层序划分的基础和前提。以中国南方海相震旦系-中三叠统为例,在大量野外剖面详细观测的基础上,识别出了层序底界面的物质表现形式有 9种类型,它们分别是:①古风化壳,②渣状层,③河流回春作用面,④古喀斯特作用面,⑤斜坡重力流冲刷侵蚀面,⑥盆地内浊流侵蚀面,⑦火山事件作用面,⑧岩性、岩相转换面,⑨上超面。详细讨论了各类型界面的特征,这对于正确识别和划分层序具有重要的意义     

凤凰─茶陵地学断面重力异常机制分析

对凤凰─茶陵地学断面重力异常，根据爆炸地震测深资料，确定密度分层，用变密度水平梯形体构制剖面密度模型，计算理论重力异常和实测布格重力异常吻合较好。根据剖面密度模型，可以合理地解释布格重力异常。并将地壳划分为沉积盖层、变质岩层、麻粒岩层三层结构，分别计算三层的重力效应曲线及上地幔低密度体重力效应曲线。还计算了莫霍面起伏引起的重力异常曲线，分析了引起地壳重力异常的各种因素及特点。     

云南昭通盆地重磁特征及其地质意义

以区域重磁资料为依据,结合地质资料以及前人的研究成果,分析昭通盆地的重磁特征,对反映昭通盆地的重力低异常进行处理和解释。利用以重力数据为主的基底密度界面反演和剖面反演,详细揭露昭通盆地的基底形态、地层发育特征以及断层构造的展布,并在此基础上分析断层及褶皱构造在盆地的巨厚褐煤层形成过程中的控制作用,更进一步确定了其为构造坳陷型盆地。     

空间域密度界面反演方法及其进展

利用重力数据反演密度界面一直是重力学研究的重要内容,其在区域构造研究和油气勘探等领域发挥着越来越重要的作用。按照计算域的不同,密度界面反演方法可分为频率域方法和空间域方法。简要介绍了空间域方法中研究和使用较多的直接迭代法、脊回归法和正则化方法的基本原理及改进措施,3种方法的应用效果对比表明,直接迭代法和脊回归法反演结果均为光滑形态的密度界面,而正则化方法可反演非光滑形态密度界面,并且方便施加先验约束信息。密度界面反演结果受位场分离精度的影响较大,应尽量利用已知信息作为约束进行位场分离或采用逐层分离技术。待反演界面上下的密度差对反演结果影响亦很大,需充分利用研究区密度资料构建符合构造特征的三维密度差变化模型以提高反演的精度。在反演方法原理方面,需要结合先验约束信息(可通过钻井、地震资料等获得)来提高反演的准确性。更重要的是,需明确反演密度界面与地质构造界面的对应关系,以正确评价反演结果。最后提出了密度界面反演方法将来的研究重点和发展方向:随着重力观测技术的快速发展以及研究目标的多样化,今后需研究适用于大区域或全球尺度的密度界面反演方法;随着地质目标勘探难度的增大,亦亟需研究符合构造特征的精细的单密度界面反演方法,并发展多层密度界面反演技术。     

利用重力梯度反演南海西南海盆深部构造

重力梯度异常反映的是重力异常的变化,其分辨率比重力异常高。重力梯度空间参量图能给出构造倾角和倾面的信息,结合重力梯度剖面和梯度空间参量图可以构建出地下构造的几何模型,进而对一些复杂构造进行解释。本文利用重力梯度异常对南海西南海盆进行了解释,得到大致以西南海盆北东向扩张轴为对称轴的穹隆状构造面。该构造面在西南海盆下6~15km处形成一个密度界面,此界面可能是西南海盆北西-南东向海底扩张期间地幔上隆所引起的。      

拟神经网络反演在煤田中应用

Parker快速富氏变换反演单一密度界面存在两方面问题：一是求解目标界面重力异常难度较大;二是受正演速度及反演参量维数的限制,不能对界面进行精细划分.拟神经网络BP算法的引入,首先解决了快速三维正演问题,又突破了反演参量维数的限制,实现快速收敛,有效解决两个或多个密度界面的反演问题.在实际应用中,先用密度“补偿法”正演求取剩余生力异常,然后利用拟神经网络BP算法同时反演两个二维密度界面,拟合求得两个界面的深度异常,在此基础上预测煤田.     

重震资料相关分析预测油气藏

在油气勘探中,地震是确定构造形态的有效方法,而高精度重力测量能观测到具有工业意义的油气藏及其伴生因素产生的重力负异常。通过对高精度重力异常和地震确定的地质界面相关分析得出的油气重力异常与构造形态之间的不相关性来预测油气藏,理论模型试验和应用实例均表明,方法正确,可用于实际生产。     

岩芯定向和求解岩层产状的方法

利用钻探取得的岩芯确定地下岩(矿)层或断裂面的产状,是勘探工作的重要内容之一.层面产状数据对正确认识深部地质构造,查明矿体形态和延伸情况有很大价值,同时对指导勘探工程布置和矿床开采也非常重要. 在覆盖层较厚的地区,通常用三点法求层面产状,即利用相近的三个钻孔穿过同一层面的标高计算岩(矿)层或断裂面的产状要素.三点法是以岩(矿)层或断裂面为平面做基础的,因此它不能反映钻孔之间层面产状的变化,况且还要打三个孔才能算出层面产状.当标志层不明显时,往往难以判定三孔穿过的同一层面,从而不能准确了解层     

中国东北海城-敖汗旗-巴彦查干剖面的重力密度特征

本文参考二维速度剖面资料,采用变密度组合体重力模型、自动拟合的方法,计算了海城—敖汗旗—巴彦查于剖面的密度分层结构。按壳、幔岩性变化特征分析,地壳大致具有三层结构,各层岩性呈交互混合的渐变过渡状态,由上到下,岩性无严格的地质分界。区内莫霍面的起伏不大,不是引起重力异常变化的主要原因。决定重力异常形态特征的主要因素是地壳与地幔物质的不均匀分布及层间的结构组合关系。这项研究结果对该区的地质构造和矿产预测提供了新的依据。     

根据重力场研究华南地壳结构

华南与华北重力场相比有明显的差别,前者为很强的负异常,它是由于地壳花岗岩化作用使岩石圈密度减小引起的。在沿海地区布格重力异常与莫霍界面起伏没有相关性,地壳与上地幔密度不均匀对重力场分布起主要作用。华南广泛分布花岗岩类,反映了该区特定的地壳结构。花岗岩出露面积与重力等值线有较密切的对应关系,这对于应用重力定量解释推断花岗岩的地下形状具有有利条件。本文讨论运用重力模型研究华南地壳与上地幔结构和花岗岩的地下形态,并探讨花岗岩的成因及其与矿产的关系。     

利用实测重力垂直梯度反演长白山地区一剖面的深部构造

针对重力梯度高分辨率的特点,利用在长白山地区实测的重力垂直梯度数据,采用梯度空间参量图反演其深部构造。台阶模型试验表明: 重力梯度空间参量图能给出构造倾角和倾面的信息,结合重力梯度剖面和梯度空间参量图可以构建出地下构造的几何模型,进而对一些复杂构造进行解释。通过对比实测布格重力异常和实测重力梯度异常,重力梯度比重力异常的分辨率更高; 将梯度法应用到实测重力梯度数据的处理中,结果表明: 该方法对确定密度变化界面的水平位置和深度具有非常好的效果。