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     

磁性层顶底埋深的功率谱计算方法及影响因素

功率谱法是计算磁性层顶、底界面埋深的常用方法之一,但是它在实际应用过程中受到一些因素的影响,可能会使解释结果产生偏差.利用磁异常功率谱对二度磁性体的顶、底界面埋深进行计算,通过对其高阶导数的功率谱计算埋深的近似公式的分析,探讨了影响功率谱计算埋深的因素,提高了该方法的可靠性.     

直接计算磁性下界面深度的功率谱法

以计算居里等温面深度为目的,本文给出了利用磁异常的垂向导数的功率谱来直接计算磁性下界面深度的方法。同时,借助于异常场的谱与其垂向导数谱之间的关系,还可由用磁异常垂向导数功率谱计算的公式转换出用异常场的功率谱来计算磁性体下底深度的公式。理论模型实验表明,两种计算方法均能得到较好的结果。最后给出了用该方法对泛华北地区航磁异常的试算结果。     

匹配滤波方法在场源分离上的应用

介绍了匹配滤波方法的原理、应用条件、实现过程。用该方法对内蒙古白云鄂博矿区的主矿段和西矿段航磁异常进行了垂向位场的分离,利用径向功率谱法对深、浅源场异常进行磁性体埋深反演,反演结果表明,该区在1 000m~1 300m之间可能还存在铁矿体。验证了匹配滤波方法在一定条件下,可以较为快速地进行位场分离,实现磁性体深度准确反演。     

井中三分量磁测的模量反演

井中三分量磁测解释通常要考虑磁性体的磁化方向,但是在剩磁或退磁影响过大的情况下,磁化方向难以确定。由于磁异常模量具有不依赖或弱依赖磁性体磁化方向的特点,而且利用井中三分量数据可以直接计算模量值,因此,笔者尝试利用井中三分量磁测的模量进行磁性体反演。首先利用井中三分量磁测数据计算模量值,然后利用模量反演二度板状体和直立长方体模型的磁性参数和几何参数,并将该方法应用于新疆某铁矿区井中磁测资料的反演解释中。结果表明,该方法不受或弱受磁法方向影响,在无法准确确定磁化方向的情况下能较准确地判断异常体的位置;优于传统的单分量Za反演方法;现场应用效果良好。     

计算磁性体上顶与下底深度的功率谱法

我们曾从导数的概念出发,导出了利用磁异常的垂向导数或磁异常本身的功率谱直接计算三度磁性体下界深度的方法。本文则以同样途径,除了给出直接计算二度磁性体下界深度的方法外,还导出计算二度和三度磁性体上界埋深的方法。理论模型试验结果表明,计算深度具有相当高的精度,特别是下界埋深。     

航磁异常深部弱信号提取技术研究

磁异常通常是地下不同深度磁性地质体产生磁场的叠加,在规范高度的航磁测量结果中,深部磁性体所产生的异常通常表现为弱而平缓,其水平与垂向分辨率均较低,在航磁资料处理解释中难以有效捕获。因此,应用适当方法提取由深部地质体引起的弱磁信息是十分必要的。本文采用精度高且稳定的位场延拓技术将航磁异常向下延拓,可以稳定增强磁异常幅度,随着延拓面与场源之间距离的减小,浅成磁信号与深成磁信号的视深度差异将增大,在对数功率谱上可以将其区分,而后可利用匹配滤波方法将浅部信号剥离,从而得到深部弱信号,同时可计算深部弱信号的视深度。     

交互式航磁异常切线法系统研制

人机交互航磁异常切线法系统模拟手工切线法计算磁性体顶面埋深的流程,充分发挥解释人员的经验和智慧,同时利用计算机善于计算、查表以及图形处理的强大能力,实现了单测线和多测线显示、缩放以及平移,局部异常特征线和特征点自动绘制、交互修改、磁性体形态参数、深度、宽度以及磁化强度的自动查表计算,特征线和特征点、计算结果显示、保存等实用功能,极大地提高了航磁异常深度计算的可视化程度,减轻了解释人员的劳动强度,提高了工作效率,同时为个别异常的精细解释提供了不同方法.该系统采用面向对象设计方法,以VC++作为开发工具,可运行于各类Win32平台之上.     

线性反演求磁源分布

利用磁异常与地下磁性物质的磁参数呈线性关系来求解地下磁性体的分布称线性反演,借助电子计算机作较大量的计算可取得较好的效果。这方面的工作在国内外已有一些成果。1977年河南省地质局物探队陶榕生同志提出了基本设想并列出了简略方程。在国外,1967年M.H.P.Bott曾用此方法解释海磁异常,1976年Sven-Erik Hjelt讨论了用高斯—赛德尔迭代法于重磁异常的线性参数解释,分析了不同形状的磁性体的迭代收敛条件。本文进一步分析方法实质,构制较实用的收敛判别曲线,并计算两个实例,以了解方法的特点和应用条件。     

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。     

线性规划法解磁异常反问题

本文在前人工作的基础上,对线性规划法用于磁异常的反演作进一步探讨。提出了运用线性规划法解磁异常反问题的求解步骤:先确定引起异常的地下磁性体质心界限和边界分布范围,然后在此范围内,求磁性物质磁化强度的分布。这样可以使寻求实际磁性体的空间范围缩小,较细致地了解物质在一定范围内的磁性分布。文中对二度及三度异常都做了反演计算,并应用于矿区实例。讨论了方法求解的稳定性,发现利用特定意义下目标函数的极值做为反演信息解释是较稳定的,它并不因原始数据的微小误差而产生较大的变化。     

功率谱用于计算不同尺度磁性体场源深度的分析

通过对北京地区航磁异常进行小波多尺度分解得到的细节异常和向上延拓得到的区域异常进行功率谱计算,对发现的问题进行分析。从理论模型试验及实际资料处理的分析中说明:功率谱用于计算水平尺度小于"窗口"的磁性体场源深度效果较好,而用于计算水平尺度大于"窗口"的区域构造的场源深度误差较大,并针对导致2种不同效果的原因进行了探讨。     

利用井中磁测异常确定磁性体走向的方法

利用井中磁异常矢量分布特征能确定引起该异常磁源的走向.其作用不仅可以判断磁性体相对于钻孔的位置,而且可以进行定量和半定量计算,以及经旋转一角度采用地面方法作反演解释,计算矿体头部或尾部距已知钻孔的距离、深度,设计下一钻孔的深度、顶角、方位角.这种方法简便易行,应用在大冶铁矿的矿山深部找矿效果很好.     

利用井中磁测异常确定磁性体走向的方法

利用井中磁异常矢量分布特征能确定引起该异常磁源的走向。其作用不仅可以判断磁性体相对于钻孔的位置，而且可以进行定量和半定量计算，以及经旋转一角度采用地面方法作反演解释，计算矿体头部或尾部距已知钻孔的距离、深度，设计下一钻孔的深度、顶角、方位角。这种方法简便易行，应用在大冶铁矿的矿山深部找矿效果很好。     

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.      

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。     

矿山深部、边部磁法找矿工作方法和步骤

分析了磁法在老矿山深部、边部找矿中的有利、不利条件,并以磁法在三个老矿山深部、边部找矿中的成功应用为基础,总结出:在老矿区深部、边部进行与磁性矿物有关的金属矿勘查时,高精度磁测、航磁、磁测井、三维定量反演是常规、经济和有效的工作方法;要充分利用已有磁测资料进行重新处理、推断解释;在推断解释引起磁异常的磁性体时,先对已知矿体进行正演,求取剩余磁异常,再精细反演引起剩余磁异常深部、边部矿体的产状和埋深;利用钻孔资料,不断修正反演结果,以扩大深部、边部矿体的范围和规模.上述工作方法和步骤对在老矿山深部、边部寻找与磁性矿物有关的金属矿具有一定的指导意义.     

用质子磁力仪测定岩(矿)石标本磁参数时应注意的问题

岩(矿)石标本磁参数测定结果的精确性直接影响磁异常反演精度,对正确推断地质结论具有特别重要的意义。在进行高精度磁测磁参数测定过程中,发现利用质子磁力仪测定岩(矿)石标本磁参数时,按过去介绍的方法测定、计算的磁化率、剩余磁化强度普遍比实际值偏大一到十几倍,在分析和确定引起误差的原因后,提出了改进的方法,即要用岩(矿)石标本所产生的磁感应强度代替其梯度进行磁参数的计算而不能用其梯度值来求磁参数。并应注意如避开探头中级化场对标本磁化的影响,用第一位置测定以减少位置不准所产生的计算误差等问题。将改进方法用于后续研究的岩(矿)石标本磁参数测定,用其结果进行磁异常反演,求得磁性体埋藏深度、产状等与实际情况相符合。     

位场自动反演技术的研究现状及意义

本文首先叙述了重、磁异常自动反演技术的特点。与传统的定性分析重、磁场分布特征的方法不同,重、磁异常自动反演方法通过反演得到地下场源分布,即地下密度或磁性的分布特征。由于密度体或磁性体与地质体的关系更为直接,因此这种新一代重、磁解释成果及图件将成为人们从新的角度来认识地质构造的基础材料。文中不但阐述了该方法的研究现状,同时也说明了存在的问题。