重磁数据三维物性反演方法进展

综述了重磁数据三维物性反演方法中的几个关键问题.主要包括正演快速算法、反演框架、约束因子讨论、反演算法实现等方面.正演快速算法主要讨论了等效存储几何格架技术、基于GPU加速的并行计算技术以及小波压缩技术.三维物性反演则是在最小二乘意义下使目标函数达到极小的线性或非线性反演.指出,对于特定地质问题需要谨慎选择不同且合适的约束方法乃至反演算法,才能达到好的效果.最后讨论了重磁数据三维物性反演较好的应用前景及发展方向.     

重磁处理解释系统软件设计与关键实现技术

重磁探测是金属矿勘探的主要手段之一,其处理和解释方法技术已得到很大的发展,研发与其相适应的重磁软件是重要的研究课题.在国家863课题的支持下,我们设计并研发了重磁处理解释集成化软件系统.在分析国内外现有软件不足的基础上,我们对重磁软件系统所应具有的操作行为进行了针对性的设计,提出了具有特色的功能设计思路,并进行了针对性的研发实现.为满足深部矿产资源勘探需求和精细化解释需要,提出了更加具有针对性的软件设计解决方案,研发了特色的处理解释模块,核心突出软件的实时可视化和协同交互操作,使软件系统能高效地服务于使用者的目标任务.在优化改进处理、正反演算法的基础上,提出多核并行化方案并实现,提高了软件整体运行速度.最终形成了将数据管理、数据可视化、数据处理及解释有机结合的特色软件系统,为金属矿探测提供了一个高效、有力的工具.     

九江-瑞昌矿集区的3D结构及对区域找矿的启示

本文分析了九瑞地区重、磁场的分布特征.运用最新的方法技术对已有的重磁资料重新进行处理:采用重磁多尺度边缘检测方法,对九瑞矿集区区域重力和航磁数据进行了边缘检测,并根据检测结果重新厘定了断裂系统的展布位置.在整理、分析九瑞地区地质、地层物性资料的基础上,对实测的1∶5万重磁数据进行较细致的准三维反演.同时将重磁三维物性反演应用到岩浆岩空间结构研究中,获得了矿集区地层结构及岩浆岩三维空间形态特征.根据反演所得磁化率强弱,分析了岩体的基性程度,为寻找与火山岩、侵入岩体有关的金属矿产提供了指示信息.最终建立的模型给出了地下地层的分布特征、控矿构造的展布规律、与成矿相关岩体的三维形态以及已知矿点的空间分布特征,为在九瑞矿集区的深部寻找隐伏矿体提供了新的信息.     

21世纪重力与磁法勘探的展望

对21世纪重力与磁法勘探的仪器，数据处理技术，解释理论与方法，应用领域等方面的发展方向进行了分析与展望，发展航空标量，矢量，梯度重力测量和航空全梯度磁力测量，三分量磁力测量，提高综合信息采集能力；开展卫星重磁测量，综合卫星，航空，地面重磁测量资料研究地球结构与构造；发展高精度数据处理技术；重磁异常弱信号的提取，不同深度重磁异常的划分，低纬底变倾角化磁极以及位场面延拓；发展复杂条件下三维重磁场多参数综合反演可视化技术以及快速自动反演技术；探索磁性多参数的应用新领域，充分发挥磁法在环境污染调查中的作用并开拓应用新领域。     

EH-4系统数据处理及软件开发

EH-4系统电磁测深自带数据处理软件IMAGEM基于DOS界面,使用不方便,数据再处理困难,效率低.作者致力于开发一套新EH-4系统电磁测深数据处理软件,该软件能够实现EH-4系统电磁测深数据的便捷、高效处理,并且方便在数据处理过程中引进最新的去噪,反演等技术,还方便在新发展起来的多种操作系统上运行.本文主要研究EH-4系统电磁测深数据处理的全过程:包括原始时间序列频谱分析、功率谱计算、视电阻率及阻抗张量计算、拟二维反演等.在此基础上,基于Microsoft.NET Framework开发出了一套全新,完全脱离IMAGEM、能够在Windows XP、VISTA及Windows 7等多系统下运行的EH-4系统电磁测深数据处理软件EH4DataProcessingSystem.该软件界面友好,使用灵活方便,便于进一步引进先进的去噪、反演等数据处理技术.实例应用表明,其数据处理效果较好.     

珠江三角洲地区重磁资料解释的深部断裂系统

采用中国地质大学(武汉)完成的海洋863项目"海洋深部地壳探测技术"专题"重磁地震综合反演的方法技术及软件系统"中的软件(包括10多种方法技术),对珠江三角洲地区重磁资料进行数据处理,有效成图重力71幅,航磁88幅,共129幅.     

卫星重磁数据球坐标系下正反演方法研究进展

卫星重磁观测数据覆盖范围广、更新周期快是现代地球物理中重要的数据类型之一.随着卫星重磁观测技术的不断发展,卫星重磁观测数据的精度和分辨率得到了大幅提高,被广泛的应用于探索地球、月球、火星等天体内部物质分布、结构、构造等地学问题的研究.在研究过程中,对卫星重磁数据选择合适的处理和反演方法是后续能否进行精确分析解释的重要前提.基于球坐标系下的卫星重磁数据解算、正、反演方法为大尺度地学问题的球面研究为更贴近于实际地质情况提供了方法技术支持.本文针对卫星重磁数据的曲面数据和大尺度应用研究的特点,对近年来提出的球坐标系下Tesseroid单元体的正、反演方法进行了较为全面的阐述.可为国内同行深入了解卫星重磁数据在球坐标系下的研究现状和开展进一步的研究提供参考,促进卫星重磁数据在我国地球系统科学领域中发挥更大作用.     

重磁方法在国内外金属矿中的研究进展

重磁勘探技术是国内外发展最早的查找多金属矿体的地球物理方法,其以多金属矿体与围岩之间的密度或磁性差异为物理基础,对密度和磁性差异较大的地质体分辨能力强.随着仪器设备的发展,航空重磁测量技术使地形陡峭地区的测量成为了可能,其勘探深度大、效率高、工作限制条件较少等优点也越来越受到物探工作者的关注.通过重磁勘探可以直接对致矿目标体进行勘探,也可用于圈定断裂和岩体的空间分布,查明成矿相关地质构造和划分构造单元等,为勘探金属矿起到关键的指示作用.在过去的几十年里,重磁勘探技术在国内外大量的金矿、铜矿、铁矿等有色多金属矿产的勘探发现中起到了至关重要的作用.本文主要对重磁勘探在金属矿勘察方面的原理、仪器、数据处理方法、反演解释及其应用的进展进行了比较全面的论述,总结了未来高精度重磁测量和数据处理技术方面的发展前景.     

禁核试核查地震信息系统设计与相关技术

地震核查技术是《全面禁止核试验条约》规定的主要针对地下核爆炸监测的国际监测技术手段. 为了提高对低震级事件的检测、定位与识别能力，开发了禁核试核查地震信息系统. 该系统以ArcGIS为基础，充分发挥GIS的强大的空间数据分析、拓扑分析和数据可视化处理能力，为地震数据的分析处理建立灵活方便的图形化研究环境. 利用ArcSDE Geodatabase数据模型与大型关系数据库管理系统ORACLE相结合，并通过基于COM的ArcObjects组件开发技术扩展ORACLE的管理功能，真正实现了空间、非空间等多源数据的一体化无缝集成，并保留了ORACLE的海量数据管理、事务处理、记录锁定、并发控制、 数据仓库等功能. 本文主要论述禁核试核查地震信息系统的总体设计与相关技术.      

磁总场梯度方法探测废弃炸弹

为了探测二战时遗留的地下废弃炸弹,我们开展了磁总场梯度探测模拟实验.在此基础上探讨一些确定磁性体位置和范围的数据处理技术,如自适应化极、垂直二阶导数、三维解析信号及欧拉反褶积反演计算等.将这套数据采集的方法、数据处理的方法运用到实际的废弃炸弹探测中去,取得了一定的效果.研究表明:梯度磁测对于探测地表浅而小的磁性体效果较好、速度快,其数据采取自适应化极方法、垂直二阶导数的方法基本能够确定废弃炸弹的位置及个数,同时采用三维解析信号的数据处理方法能够确定废弃炸弹的方向,采用欧拉反褶积的方法能够确定废弃炸弹的埋藏深度.     

重磁对应分析技术在缅甸X区块的应用研究

缅甸X区块属于陆上低成熟勘探区块,地震采集覆盖面积较少.为了预测研究区构造特征及火山岩分布情况,研究分析该区重磁异常的同源性,利用位场数据处理中的重磁对应分析技术、最大梯度模等方法,对该区重磁资料进行了处理和认识.综合分析了研究区重力场、磁力场、重磁对应分析中相关系数的基本特征,结合研究区已有地质资料及地震解释,进行构造特征认识,并综合分析了断裂划分及圈定勘探远景区.     

基于重磁三维建模与机器学习的成矿预测方法——以朱溪外围为例

三维地质建模是实现深部矿产勘查突破的重要途径,通过对控矿地质体建模,可以直观刻画控矿要素之间关系,实现矿集区“透明化”,进行深部找矿及预测.本文利用赣东北矿集区及外围1：5万重力数据和1：5万航磁数据,开展位场分离获取用于重磁反演的异常数据,再分析物性和岩性之间的关系,完成人机交互重磁反演,最后通过剖面建立朱溪矿区及邻区的三维地质模型.在三维模型建立的基础上,利用BP神经网络,选用随机单元作为样本训练,对朱溪矿区进行成矿预测并获得以下主要认识：(1)获得了赣东北矿集区朱溪外围的三维地质-地球物理模型,获取了地下5 km深度的岩体、地层的三维空间形态;(2)利用BP神经网络对矿集区进行成矿预测,得到了矿集区不同位置的成矿有利度分布图,成矿有利单元与前人划分的成矿远景区大致相符,为赣东北矿区继续找矿提供了依据,也为类似矿集区寻找深部金属资源提供了思路和技术．     

三维地壳结构数据库设计及模型构建——以青藏高原东北缘地震层析成像数据为例

通过对青藏高原东北缘地震层析成像数据的分析与研究,结合现今地学三维建模技术和软件,详细阐述了基于ArcGIS的MultiPatch数据格式的地壳三维数据库及建立的青藏高原东北缘三维地壳结构实体(Solid)模型的主要技术思路和实现过程.重点讨论了地学三维建模理论、地震层析成像数据的存储方法和三维模型建立的技术路线,总结出由基础数据到青藏高原东北缘三维地壳结构模型的技术处理方法.     

基于GIS的区域重磁空间信息集成研究

根据区域重磁场的特点,利用其水平一导峰谷值线可确定异常体的线性构造,垂向二阶导数可确定异常体的环形构造的基本原理,在计算机上自动完成重磁数据处理及成图;并基于GIS"空间分析"功能对图形进行模式识别;实现区域重磁构造的自动提取与空间信息的自动集成.通过对我国东昆仑1:100万重力资料的实际应用,表明其结果具有实用性,其信息集成技术可用于改造以往计算机成图并借助透明纸叠置的人工重磁资料解释工作模式.     

琼东南盆地基底特征及其构造演化

本文通过处理琼东南盆地现有的重磁数据资料,得到琼东南盆地重磁特征,并采用三维Parker法进行重磁基底深度的反演,获得琼东南盆地的重力基底深度变化在1～11 km之间,磁力基底深度变化在5～11 km之间,结合地震剖面的重磁震联合反演结果和钻井资料推断琼东南盆地的基底岩性主要以酸性花岗岩和中性安山岩为主,少量陆相中生界地层.琼东南盆地的基底演化表现为早期主要与古特提斯洋的演化相关,晚期则与太平洋板块的俯冲密切相关.     

基于GIS的区域重磁空间信息集成研究

根据区域重磁场的特点，利用其水平一导峰谷值线可确定异常体的线性构造，垂向二阶导数可确定异常体的环形构造的基本原理，在计算机上自动完成重磁数据处理及成图；并基于GIS"空间分析"功能对图形进行模式识别；实现区域重磁构造的自动提取与空间信息的自动集成.通过对我国东昆仑1:100万重力资料的实际应用，表明其结果具有实用性，其信息集成技术可用于改造以往计算机成图并借助透明纸叠置的人工重磁资料解释工作模式.     

海底地震仪数据处理方法及其在海洋油气资源探测中的发展趋势

海底地震仪(Ocean Bottom Seismograph,OBS)技术是近年发展起来的主要用于海洋地震监测、海底结构调查和海洋油气资源勘探的地球物理技术,其发展前景与OBS仪器本身的发展及OBS数据处理技术的进展息息相关.目前,OBS数据处理主要采用广角地震测深数据处理方法,辅以天然地震层析成像技术,并最终反演深部速度结构.本文简要概括了OBS的发展历程;并以2010年和2011年渤海海陆联测中两条OBS测线的实际数据处理以及部分学者在OBS数据处理中所取得的进展为实例详细介绍了OBS数据处理流程中的频谱分析及其应用,环境噪音分析,增益、带通滤波和反褶积等常规处理,时间校正,震相拾取及反演处理;对OBS在海洋油气资源探测中的应用情况和发展趋势进行了讨论.通过频谱分析发现气枪信号优势频带范围为3～15Hz,OBS垂直分量近偏移距频谱能客观反映OBS与海底的耦合情况;通过噪音分析发现OBS记录的噪音强度与水深和偏移距成反比,并与海底沉积环境密切相关.OBS数据处理方法与平台建设任重道远,也是OBS技术更早进入油气资源探测领域的关键环节之一,应进行深入研究.     

位场方法在非常规油气勘探中的应用

在常规油气勘探领域,高精度的重磁资料能够非常好的完成油气资源的远景评价,为地震勘探和钻井提供指导.在非常规油气勘探领域,重磁勘探方法显得尤为重要.因为非常规油气资源的地质结构、圈闭条件、储层评价、成藏机理、渗流特征等方面更加复杂和未知,地震勘探和钻井难以直接开展,亟需非地震方法的优选规划.由于重磁位场方法并不能"特异性"的揭示地下页岩分布和页岩气的资源潜力,从某种程度上说,重磁位场方法在常规油气和非常规油气的勘探技术是没有多大区分的,核心都是"综合"二字.其中,对重磁资料的处理要经过常规的延拓、剩余重力异常提取和磁异常化极等,以及重力异常剥皮、park反演、梯度反演等关键处理,能够获取特定地层的厚度与埋深和断裂信息.本文以页岩气资源的重磁位场勘探技术为中心,通过调研国内外重磁方法在非常规油气勘探阶段的应用实例,总结规律,构建利用位场方法开展页岩气等资源勘探的技术体系与流程.     

基于剩余异常相关成像的重磁物性反演方法

将场源区剖分成长方体单元,通过采集的重磁数据反演出这些单元的密度或者磁化率变化,勾画出场源的分布图像,这种方式是重磁三维反演的重要方向.重磁相关成像通过计算测量的重磁异常与地下各点在测区上的重磁异常的归一化相关,显示出异常地质体的空间赋存状态和等效剩余重磁物性.该方法计算速度快,方法简单、稳定,但是反演的结果只是在-1到+1之间的等效物性,不能够直接反演剩余密度或者磁化率,并且无法引入已知的地质约束.本文通过对物性模型的正演和实测结果的残差进行相关成像,迭代更新物性模型实现对物性参数的反演过程.模型实验证明该方法相对相关成像不仅能提高分辨率,还能够得到真正的物性参数.     

基于GIS的当雄同震InSAR形变场分析

InSAR技术对同震形变的量测达到了厘米级的精度,但在数据后处理和结果分析方面仍然存在明显的不足。采用可对空间信息进行存储、管理及分析等功能的GIS,对InSAR数据获取的2008年10月6日16时30分西藏自治区当雄县MW6.3地震的同震形变场进行分析。结果表明:(1)GIS可对多源数据进行有效管理;(2)可以确定当雄地震的震中位置;(3)可获取沉降区的最大形变量;(4)可确定主要的形变区间;(5)可将形变结果进行三维展示。GIS可有效地弥补InSAR数据后处理、数据分析及成果展示方面的不足。