Chebyshev低通滤波器在位场数据波数域导数换算中的应用

导数换算作为常用的位场数据处理手段具有重要的物理意义。由于实际测量误差和噪声的影响,波数域导数换算存在计算过程不稳定、求导结果精度差的问题。为了降低噪声干扰,提高导数计算精度,提出了在波数域常规导数算子基础上附加Chebyshev低通滤波器的任意阶导数换算方法。通过分析该滤波器的滤波特性,并结合位场异常径向平均功率谱曲线特征,确定了Chebyshev低通滤波法的滤波参数,减少了人为因素对求导结果的干扰。二度体和三度体模型试验表明,与其他3种方法(常规FFT(fast Fourier transformation)法、向上延拓法和ISVD(integrated second vertical derivative)法)相比,该方法计算的导数与理论值的均方根误差最小,求导结果精度较高。在虎林盆地布格重力异常数据处理中,利用该方法计算的垂向二阶导数受噪声干扰小,结果可靠性较高,依此划分出的8条大断裂和11条小断裂在以往研究中均得到证实。     

用离散余弦变换（DCT）研究大庆探区外围DB1线重力场特征

基于DCT的重力异常数据处理正、反演方法具有较高的精度,计算方法稳定性优良。将基于DCT的重力异常水平一阶导数、垂向一阶导数、常密度单界面异常反演和Euler反褶积等正、反演方法用于大庆探区外围虎林盆地DB1线重力异常数据处理中,综合分析了该线重力场特征。利用基于DCT的Euler反褶积法反演出断层14条,分析了其中7条较深大断裂的性质。根据反演的结晶基底起伏情况和断裂构造剖面轨迹的基本特征,将DB1线划分为两隆两坳的构造格局,其中七虎林河断陷是由古新纪（E）断陷与早白垩纪（K₁）残余盆地组成的2个旋回（E+ K₁）的叠合盆地,而凯北坳陷为早白垩纪（K₁）的残余盆地。把敦密南北支2条断裂确定为虎林盆地控盆断裂,阐述了控盆断裂的动力学特征。     

利用DCT法计算重力归一化总梯度

利用重力归一化总梯度方法可以寻找场源位置,通过“两高夹一低”的典型场特征可以检测油气构造,传统的方法主要采用的是别列兹金法（即傅立叶级数法）和傅立叶变换法。利用DCT法计算重力归一化总梯度是最新研究方法。从理论上给出了基于DCT的重力异常转换公式,进而研究了无限长水平圆柱体、三度体非含油气球冠以及储油球冠模型G_H场特征。模型实验证实：随着地质体埋深的增大,谐波数会逐渐减小,G_H场奇点极大值向下移动,且呈现线性衰减的特征;储油球冠G_H场等值线表现出明显的“两高夹一低”的储油气藏典型标志;用DCT法计算的G_H场具有优良的稳定性,而且能够增加向下延拓的计算深度。     

规则体重力异常余弦变换谱特征及反演

提出利用余弦变换,研究规则体重力异常谱特征及反演方法。推导出球体、无限长水平圆柱体、无限和有限延伸垂直台阶的重力异常余弦变换谱及反演表达式。球体与无限长水平圆柱体的余弦变换谱相似,无限延伸垂直台阶的变化很尖锐,有限台阶的表现为上、下有规律的跳跃。在模型反演算例中,选择了适当的采样间隔和“趋势镶边”法,反演的圆柱体线密度和轴心深度误差分别为0.25%和3.8%。     

关于利用△T′异常圈定磁性体边界及断层的一些问题

在电子计算机技术应用于物探资料处理以前,垂向二次导数的计算主要用于消除重力资料中的区域场以突出局部场和分解多体场源的迭加异常。随着频谱分析方法和电子计算机技术在物探资料解释中的逐步推广使用,垂向二次导数异常的计算成了磁异常数据处理和解释主要内容之一。垂向二次导数异常为磁异常的推断解释提供某些与地质体形态更为直接相关的信息,而大量的磁异常资料又为垂向二次导数方法的应用提供广阔的前景。从而,垂向二次导数方法又重新引起人们的兴趣和重视,近年来,国内就发表了不少关于垂向二次导数物     

在波数域计算一维重磁异常导数的Matlab语言算法

利用Matlab内建的快速傅氏变换函数可以方便地在波数域计算重磁异常导数。介绍了基于Matlab语言的波数域求导的算法,给出了程序源代码,讨论了一些有助于提高计算精度的编程技巧。通过模型试验和数据分析,发现在计算垂向导数时波数域求导算法的精度比傅氏级数的精度有明显改善;而水平导数的计算,2种方法的精度相当。在某区钾盐勘探中,用该方法处理高精度重力剖面数据,取得了较好效果。     

电算在河南确山县黄庄磁异常上的应用效果

本文叙述了在河南省黄庄磁异常解释中所使用的电算处理方法(解析延拓、垂向一阶、二阶导数、磁场三分量、磁源重力异常、以及最优化选择法等)。并介绍了这些方法在确定地质体埋深、圈定其边界,以及分辨磁异常等方面的应用效果。     

用希尔伯特变换解释三度体重力异常

本文导出了某些三维规则形体重力异常的希尔伯特变换式。以球体和无限长直立圆柱体为例,利用异常中心剖面中心部位异常数据的转换值,进行反演定量解释,所得结果精度是令人满意的。     

位场欧拉反褶积方法适用性分析及其应用

欧拉反褶积是重磁勘探常用的反演方法和资料解释工具。从单一场源出发,推导了叠加场源下的常规欧拉反褶积公式,理论分析出了异常叠加是影响常规欧拉反褶积应用效果的主要因素。为解决这一问题,可采用高阶导数来提高异常分辨率,削弱叠加影响,但高阶导数却易受高频干扰影响。为了深入研究欧拉反褶积方法的应用效果及其适用性,利用垂向导数形式的欧拉反褶积与常规欧拉反褶积进行对比分析。模型试验表明:在无噪声情况,基于垂向一阶导数的欧拉反褶积反演结果具有更高的聚合度和计算精度,可有效压制异常叠加影响;但当原异常含有噪声时,基于垂向导数的欧拉反褶积受噪声影响严重,反演效果不如常规方法,可以采用向上延拓方法来压制噪声干扰以提高高阶导数欧拉反褶积的反演精度。在江西相山实际重力资料处理中,垂向一阶导数的欧拉反褶积比常规欧拉反褶积反演出了更多的地质边界信息,而常规欧拉反褶积在主构造上反演点的连续性更强。因此,在实际资料处理中,建议常规欧拉反褶积和导数形式下的欧拉反褶积同时使用,以提高方法的解释能力。     

重力一次导数的计算与反演

由于重力区域场的普遍存在,局部异常的准确获取及其定量反演,一直是很困难的问题.求取重力一次垂向导数,可以在很大程度上消除区域场的影响.由于垂向一次导数异常等价于垂直磁化的垂直磁场强度异常,这样就提供了一个新的重力异常推断解释途径.实践     

位场各阶垂向导数的ISVD算法及其应用

位场垂向导数广泛应用于位场数据处理与解释当中,目前求取位场各阶垂向导数方法大致可以分为两类：①在频率域进行;②在空间域进行。针对这两类方法存在着稳定性较差的问题,这里介绍了计算位场各阶垂向导数的ISVD算法,并通过对单一地质体模型和地质体组合模型产生的布格重力异常进行处理分析,证明了ISVD算法在计算位场各阶垂向导数时,特别是在计算位场高阶垂向导数时,比在频率域及空间域计算结果具有较好的稳定性,ISVD算法能够有效地识别出浅层小尺度地质体边界。为了验证该方法对实际资料的处理效果,对某区块实际布格重力异常数据应用ISVD算法试算各阶垂向导数,结合地质背景等资料划分出断裂体系。结果证明,应用ISVD算法计算的位场各阶垂向导数,对于确定浅层小尺度地质体边界有较好的效果。     

基于泰勒级数迭代的重力归一化总梯度

针对重力归一化总梯度常规计算方法中向下延拓计算的不稳定性,提出了基于泰勒级数迭代法进行快速稳定向下延拓的重力归一化总梯度场( GH 场) 计算模式。水平圆柱体模型试验表明: 该方法的GH 场表现为单一高值特征,而且极大值位置与模型体质心位置相吻合。非均匀( 含油气) 球冠模型表明: 在油气含量较低时,Fourier 级数法和Fourier 变换法无法识别出“两高夹一低”的储油特征,而本文方法可以清晰地识别。这充分说明基于泰勒级数迭代的重力归一化总梯度计算方法不仅提高了计算结果的稳定性,而且还提高了异常的分辨率。     

复杂形体重力场、梯度及磁场计算方法

在改进均匀多面体重力场正演公式基础上, 利用二阶张量的坐标变换实现对多面体重力场梯度的求解, 推导了新的多面体重力梯度和磁场的正演公式, 给出了新的统一的均匀多面体重力场、梯度及磁场正演表达式形式, 并用理论模型进行了检验.同时, 应用新的多面体重力场梯度正演公式推导出新的长方体重力场垂直梯度理论表达式.本文给出的均匀多面体重力场、梯度及磁场正演表达式形式统一, 重磁场联合正演中可相互利用其计算过程中的结果, 避免重复计算以提高正演计算效率.      

Characteristic curves for interpreting gravity anomalies of vertical cylinders and horizontal circular discs

Characteristic curves for the complete interpretation of a wide range of parameters of a vertical cylinder and a horizontal circular disc are presented. It is established that the distance of the inflexion point on the gravity profile of a vertical cylinder from the point of maximum anomaly [i.e. the origin] is approximately equal to the radius of the vertical cylinder, thus enabling one to demarcate the boundary of the vertical cylinder directly from the contour map based on the cluster of contours. Two gravity profiles, one across an anomalous zone in central Alberta, Canada and the other over Borsad area, India are interpreted by the curves presented and the results are shown.     

重力高阶导数的正演研究

重力勘探作为一种位场勘探方法,由于体积效应或异常叠加效应,资料的解释往往精度差,也难以深度定位。因此,资料处理解释中的一个主要工作就是进行异常分离,以便突出异常的有用信息,区分不同异常源。高阶导数作为其中一种方法,能分离叠加异常,突出浅而小的地质体。     

Auxiliary functions of the Hilbert transform in the study of gravity anomalies

The auxiliary functions, namely amplitude, phase, envelope and instantaneous frequency of Hilbert transform over gravity anomalies of 2-D sphere, vertical fault block and horizontal circular cylinder are studied. The characteristics of these functions are established in locating and identifying the sources. The method is illustrated with a theoretical example in each case and supported by field data of gravity anomaly over Humble dome and spherical model of the Satak-Mansar area, Nagpur District, India.