高斯—拉普拉斯算子场源边界识别方法

高斯—拉普拉斯算子是各向同性的二阶微分算子,具有旋转不变性,对重磁场梯度突变敏感,与异常边界走向无关;利用高斯—拉普拉斯算子消除空间尺度小于高斯空间系数的数据强度变化,压制噪声干扰,计算出梯度的零值点位置圈定重磁场的边界。理论模型和实际资料表明高斯—拉普拉斯算子方法具有边界识别效果好、分辨能力高、边界定位准确等特点,对于不同埋深、不同规模、不同产状的多场源叠加的复杂地质构造,可以清晰地勾勒出梯度相对平缓的微弱异常以及相邻叠加相互干扰的局部异常边界位置,为进一步提高重磁位场局部异常精细解释提供丰富的细节信息,对识别地质体边界、划分大地构造单元、确定断裂带和地质构造走向等具有一定意义。     

航磁梯度数据在磁性地质体边界判断方面的研究

完全国产化的航磁全轴梯度勘查系统已开展了测量工作, 并获得了比较理想的梯度数据, 但是如何利用梯度数据进行磁性地质体边界圈定还处于研究阶段。笔者先给出了航磁全轴梯度测量原理;然后着重从利用梯度数据尤其是垂向梯度数据进行岩体边界圈定等方面进行了讨论研究, 认为航磁梯度数据相比于总场数据在地质体边界判断方面可提供更加丰富的地球物理信息;接着提出了梯度数据需要在判断磁性地质体边界上进行化极处理, 并根据垂向梯度数据零值线确定地质体边界的原则, 圈定磁性地质体的边界位置。与实际地质情况的对比表明, 利用梯度数据圈定磁性地质体边界的应用效果比利用总场数据的效果明显。     

基于反双曲正切的位场边界识别技术

通过分析倾斜角概念,提出利用反双曲正切函数特性对归一化的垂向导数进行变换处理,来识别重磁异常中地质体边界和提取地质体分布、断裂构造平面展布特征等信息。理论模型和实际资料对比分析表明,利用该方法识别重磁异常边界具有较好的效果和较高的分辨能力,能够获取丰富的地质信息,对识别地质体边界、划分大地构造单元、确定断裂带和地质构造走向等具有一定的意义。     

重磁边界识别方法在西准噶尔地区三维地质填图中的应用

以3种前人所提出的重磁边界识别方法与笔者提出的归一化偏差法作为技术手段(其中归一化偏差法对于数据噪声有着较好的抵抗力)能够较为准确全面地识别边界位置.在分析对比方法原理及应用特性的基础上,通过理论模型试验证明了方法的可靠性和实用性;并针对断裂和地质体边界深部倾向问题,开展了多方法联合及多尺度识别手段试验,获取了更多地质构造及边界的信息.通过将该技术应用于克拉玛依后山地区实际资料的处理解释之中,获得了研究区域内剖面与平面上的断裂和岩体的位置分布及它们的深部倾向信息,并对主要断裂与岩体三维空间特征进行了描述,为该地区三维地质填图和三维地质模型构建提供了重要依据.      

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。     

磁力张量数据的目标体边界识别方法探讨

这里系统地介绍了磁张量数据边界识别数值计算的几种方法,包括利用磁张量不变量、水平梯度模法(the total horizontal derivatives,THDR)、解析信号法(The analytic signal amplitude,ASM)、Tilt梯度法、Tilt梯度的水平导数法、Theta图法、BZZ的水平梯度模法等,给出了各种方法的张量组合方式、各自的适用范围及优缺点,利用结果图中的极值点、零点或其他特征点来识别边界。通过对矩形棱柱体的模型验算,证明深度、磁倾角对边界识别影响较大,磁偏角几乎无影响。利用磁梯度不变量、解析信号法、Tilt梯度法得到目标体边界精确、完整,与实际目标体边界吻合度高,表明利用这些方法能够很好地完成磁张量数据的边界识别。     

利用磁异常模量进行磁性体边界检测

地下磁性体具有较强的剩磁或退磁会给磁异常的解释带来困难。由于磁异常模量对磁化方向不敏感,将磁异常转换为磁异常模量并用来分析和处理,可很大程度上提高磁异常解释的准确性和可靠性。本文介绍了五种磁异常模量,并且利用改进的Tilt梯度方法对各磁异常模量数据做边界检测,确定地下磁性体的水平位置。理论模型试验表明,在存在强剩磁的情况下,不同模量数据对磁性体的反应程度也不一样,运用改进的Tilt梯度方法对磁异常模量进行处理可不同程度地加强对异常体的识别,其中模量E最为准确,可较清晰地识别磁性体边界。笔者还将该方法运用到坦桑尼亚基戈马地区的航磁异常处理,并推测了该地区的构造带及磁性体边界,为深入了解基戈马成矿区带的地质和成矿背景及可能矿床分布提供了重要信息。     

磁测方法在隐伏区地质填图中的应用

磁异常区对应不同磁化率的地质体,磁异常梯度带对应岩性界线和断裂构造。根据地表出露岩性,以点带面借助磁测资料的数据处理结果,划分覆盖区下不同的地质岩性,指出重要的构造边界,达到辅助地质填图的目的,为圈定找矿靶区和断裂构造研究提供重要依据。     

重磁数据在东海陆架盆地构造格架划分中的应用

针对现有重磁构造识别深部地质体分辨率低的情况,提出改进局部相位边界识别技术,采用不同阶水平导数的比值函数有效地均衡不同深度构造的响应,提高了对深部地质体的分辨能力。理论模型试验表明改进局部相位边界识别技术能更加清晰和准确地识别地质体边界,且受噪声干扰较小。利用改进局部相位边界识别技术对东海陆架盆地重磁数据进行构造识别,并比照欧拉反褶积结果进行断裂划分,结合东海基底反演结果和地质资料给定东海陆架盆地的边界和主干构造格架。     

位场数据小子域滤波法处理效果对比与优选

重磁位场数据处理解释的主要任务之一是研究推断地质体的边界位置,而通过对重磁位场数据进行一定方法滤波处理后的相关图件可直观显示地质体的边界。小子域滤波法是众多滤波方法中的一种,前人利用小子域滤波法识别地质体边界位置有较多的研究,目前已有10种类型的小子域滤波法,但是鲜有对10种方法滤波效果的系统研究,给使用者带来诸多不便。因此,设计2组理论模型对比了10种方法的处理效果,并根据试验分析优选了最佳的滤波参数。理论模型与实际资料处理结果表明,滑动形子域滤波法对地质体边界增强的效果最好,且滤波窗口选择5×5数据点、迭代1次即可;对称形子域滤波法在滤除随机噪声的同时能够较好的保持原始异常场的梯度变化特征,滤波窗口选择5×5数据点、迭代2次较好。     

重磁异常的小波模极大值分解及其在北衙矿区中的应用

位场数据异常存在的线性特征往往对应着地下断裂构造、不同岩性地质体的边界接触带或者其他具有一定密度或磁性差异的构造特征。对这些线性特征进行增强、提取并进行半定量地解释是重磁资料处理的主要内容。然而,位场数据中若混入噪声干扰,再利用总水平导数、总水平梯度倾斜角等方法进行高次求导运算会把噪声放大,导致提取的线性构造位置发生偏离甚至出现错误。为了获取较为准确的线性构造及边界位置,选取对噪声干扰不敏感的小波模极大值方法,将该方法用于模型试验和实际矿区数据处理中,都能较好地定位出异常体模型边界和矿体的投影边界,表明小波模极大值是一种有效的重磁异常线性特征增强与提取方法。     

重力资料圈定地质构造边界方法的初步探讨

依据理论模型实验的方法,讨论了利用重力资料圈定地质构造边界方法的应用效果,分析了重力场垂向二阶导数、水平总梯度模极值、重力等值线梯度带、重力垂向一阶导数等方法在圈定地质构造边界方面的优缺点,为区域重力资料地质解释提供较为有效的依据.     

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.      

航磁全轴梯度异常特征研究

因提供多参量、压制深部异常突出浅部异常等优点,近几年航磁梯度测量在国内航空物探领域成为新的研究热点。以AGS-863航磁全轴梯度勘查系统为依托,介绍了航磁梯度理论基础和应用研究现状,为了总结归纳航磁梯度异常与地下地质体的对应关系,设计了典型理论地磁模型,进行了大量正演模拟计算工作,并结合野外应用实例,得出以下几点结论:相比于总场异常,梯度异常在圈定磁性体方面更具优势;对于独立磁性体,垂向梯度的峰值精确对应异常体的中心位置,当模型走向延伸越长,主剖面异常的零值点越靠近异常体边界,主剖面的纵向梯度的最大值和最小值可精确对应异常体的左右边界,垂直于主剖面的横向梯度的最大值和最小值精确对应异常的上下边界;对于组合磁性体,利用主剖面的纵向梯度峰值和垂直于主剖面的横向梯度峰值锁定的磁性体范围有所扩大,并且垂向梯度峰值向附近磁性体方向偏移;对比实测梯度数据与理论梯度数据,发现实测梯度数据存在明显的优势,可以在人文干扰识别、高频地质信息挖掘等方面发挥突出作用。这些工作可以为实测航磁梯度的野外数据获取者认识异常、鉴别异常和区分真假异常等提供参考,并为异常解释工作者提供一定的帮助。     

内蒙古中部地区重磁场特征及地质解释

以内蒙古中部地区重磁资料为基础,对区域重磁场特征与地质构造关系进行了深入分析,综合推断解释出区内以北东向、东西向为主的多条断裂构造,并圈定多处岩体。结果显示,推断地质构造与区内矿产地空间位置密切相关。笔者希望本文能为区内深部地质构造研究及区域找矿提供基础资料。     

重磁(梯度)张量数据边界识别方法研究

边界识别是重力数据解释的常规任务之一,但地质体的边界不能很好地与重力原始异常数据对应,而与重磁异常水平导数极大值、垂直导数零值相对应,因此大多利用该性质完成重磁边界识别任务。研究发现,现有边界识别方法会出现虚假边界,针对现有边界识别方法进行总结,并针对多余边界问题进行改进,提出新的边界识别,通过模型试验和实际数据证明,该方法可有效地去除多余边界,且降低了噪声的干扰,为重磁数据边界识别方法提供新的思路。     

基于重磁联合反演的宁芜盆地钟姑矿田深部地质结构解析及成矿预测

宁芜盆地是长江中下游成矿带中重要的金属矿集区之一,以中生代火山岩和铁矿床广泛发育为特征。近年来,随着找矿深度的不断加深,深部找矿的难度不断加大,成本越来越高,急需利用地球物理方法推断深部地质构造,为深部找矿提供依据,以减少勘探风险。为了解宁芜盆地南段钟姑矿田的深部构造、岩体、地层的空间展布,本文基于区域重磁数据,并以地表地质、钻孔地质等信息为约束,开展深部地质结构的反演研究,厘定了地层及岩体的展布,并结合已知矿床的重磁组合方式和控矿地质要素,基于重磁反演结果在钟姑矿田内圈定了两处有利靶区,为下一步找矿工作提供参考。     

位场梯度的归一化标准差方法在地质体边界定位问题中的应用

在综合分析前人研究成果基础上,采用位场梯度的归一化标准差(NSTD)方法来识别地质体边界.通过理论模型实验讨论了窗口大小的选择对于计算结果的影响,并验证了NSTD方法不仅可以识别单一地质体边界,而且还可以识别不同埋深的、形态各异的相邻地质体边界.利用此方法对大巴山及其前缘地区的重力数据进行了处理,并与水平总梯度模(hgm)、总梯度模(AS)、局部波速(LW)以及Tilt水平总梯度模(Tilt-hgm)方法的应用效果进行了对比分析.研究结果提供了大巴山及其前缘地区的构造分区信息,对于油气远景预测具有重要的指导意义.     

基于磁法数据的边缘识别方法研究——以内蒙古某地区为例

为了准确划分内蒙古某地区的地质体边界和断裂位置,采用解析信号振幅和斜导数法对化极后的高精度磁法数据进行了处理,并将其综合解释结果与利用垂向一阶导数与总水平梯度法的综合解释结果进行了对比分析。通过解析信号振幅和斜导数法综合解释了7条断层和2条岩体分界线,解释结果与实际地质资料吻合较好,而通过垂向一阶导数与总水平梯度法综合解释了6条边界线,与实际资料具有一定误差。说明解析信号振幅和斜导数在识别一些地质体边界和确定某些断裂位置时,具有一定的优势。