局部重力场球冠谐分析中的导数计算及应用

在建立局部地区的地球重力场模型中,球冠谐分析是一种有效的方法。在球冠坐标系下建立重力场模型时,仅涉及到重力位的垂向分量,不必进行关于极角的微分运算,所以仅用单个正交基来建模,但若要在球冠坐标系下对重力场作进一步分析,如类似于平面处理的导数运算,来突出地质体的边界,要计算极角的微分,利用单个正交基表示则不易收敛,且误差较大。本文中作者采用两个正交基函数在球冠坐标系下对重力场建模,推导计算了径向导数和曲面导数模,并利用棱柱体正演模型进行检验,结果表明双基函数建模更适合曲面上的位场表示。最后计算了冲绳海槽地区卫星测高重力异常数据的曲面导数,径向导数清晰划分了东海陆架上大构造单元,曲面导数梯度带显示了东海陆架外缘隆起带,也指示了陆架盆地内的一些局部构造。这表明双基函数的球冠谐分析是一种有效的曲面位场建模方法。     

磁异常小波多尺度分解及危机矿山的深部找矿:以大冶铁矿为例

大冶铁矿是多年开采老矿山, 浅部的铁矿已开采殆尽, 为了进一步挖潜, 利用小波多尺度分析方法, 将磁异常分解到不同尺度空间, 结合谱分析方法解释深部盲矿体.理论模型和19-1勘探线的实际资料的小波分解结果表明, 该方法比常规的空间延拓、高次导数、匹配滤波等方法要好.通过处理与解释指出了西段(尖林山、龙洞、铁门坎) 五阶小波细节已无剩余异常存在, 推测在1000m以下已没有大型的铁矿体存在.但在东段(尖山、犁头山) 五阶小波细节还有剩余异常, 推测1000m深部可能还有铁矿体.根据小波多尺度分析方法结合人机交互反演推断15~12线有铁矿体, 2005年9月布钻验证, 在15~1线打到30多米厚磁铁矿体.      

滨海断裂带珠江口段的重磁资料解释

通过重磁资料系统处理、研究、解释,确认滨海断裂带珠江口段的存在,且是一条规模巨大特征明显的断裂带,深度在30 km以上,呈NEE向展布,是由滨岸断裂带和滨海断裂带界限的高重力地质块体带,重力、航磁梯度带或灰度带图像反映清楚。在浅部,它与NW和NE向断裂互有切割,不过,NW向断裂切割滨海断裂带和NE向断裂带的频度更高,图像更清晰。在10 km以深,NE、NW向断裂基本上消失,阻截在滨海断裂带内,某些资料认为,NE向莲花山断裂带往西南入海(本区)转为NEE走向,从重磁资料分析,这些NEE走向断裂其实是滨海断裂带的一部分。莲花山断裂带进入本区后,仍以NE45°左右方向,经深圳、香港,至万山群岛被滨海断裂带截断,图像清楚,不存在NE向转NEE向现象。滨海断裂带是一条活动性较强的断裂带,在珠江口段,强势不改,它与NW、NE向断裂交汇并相互切割,具备5级以上地震构造条件,尤其是与形成时代新、活动性较强的NW向断裂交切部位(如镇海湾、广海湾、崖门、澳门、担杆列岛地区)。但是,NW向断裂在本区较浅,不如粤闽、粤桂交界地区深(≥30 km),所以本研究区(段)地震强度应低于后者。     

西藏朗县秀沟铬铁矿高精度重磁勘探效果

2010年笔者完成了西藏朗县秀沟工区1∶5 000高精度重磁勘探,重力测量总精度达0.069 4 mGal。根据岩矿石物性特征建立了铬铁矿地球物理模型与找矿标志。局部重力高异常0.1～0.6 mGal、宽度几十米至一二百米,并且磁异常中等强度、反向磁化的重磁异常组合特征是识别铬铁矿的标志;局部重力高异常带与环状镶边的正磁异常带的组合特征是识别超基性岩带的标志。运用小波分析提取铬铁矿与超基性岩体局部重磁异常,倾斜角(tilt-angle)法识别岩体边界,Paker法密度填图及2.5D交互反演推断了蛇纹石化橄榄岩的范围及14个铬铁矿与矿化体的重磁远景异常,其中6个远景异常已经得到证实。指出在西藏进行铬铁矿勘探,不仅要求野外施工精度高,而且要求室内处理解释工作精细,应充分运用各种数据处理的新方法技术,才能够获得良好的地质效果。     

基于FlexPDE考虑退磁作用的有限元法磁场正演

FlexPDE是PDE Solutions Inc.开发的用有限元法求解偏微分方程的应用软件,是—个脚本有限要素模型建立工具和数字处理器.基于FlexPDE平台,这里用有限元法求解静磁场拉普拉斯方程,并模拟二度圆柱体、板状体模型的磁场.模拟结果表明:强磁性体的退磁作用使异常幅值变小、形态畸变,磁性体内部磁化强度大小、表面磁荷密度分布不均匀,磁化强度方向往磁性体长轴方向偏转.     

基于分形径向谱的位场向下延拓截止波数自动确定方法

向下延拓是重磁位场数据处理与解释的一项重要技术,并因其固有的不稳定性而成为研究的热点.为获得稳定向下延拓结果,波数域向下延拓一般通过附加低通滤波器或改造向下延拓因子来完成.由此,滤波器或改造因子的截止波数则是精确向下延拓的关键.本文基于分形修正径向平均功率谱的物理特性,提出一种位场向下延拓截止波数的自动确定方法.基于理论重力模型和航磁实测数据的向下延拓对比实验结果表明：(1)本文所提出的自动确定方法物理意义明确,能快速有效地确定截止波数并进而获得向下延拓正则参数;(2)基于本文方法的正则化向下延拓结果优于改进导数迭代法的向下延拓结果.     

基于小波分析的磁测数据处理流程及解释方法

对某地区高精度磁测数据,为了有效分析地下场源的异常特征,作者采用小波分析方法对磁异常进行多尺度分析,获取不同深度层次的场源信息,结合平面、剖面资料的反演处理解释,利用2.5维模型反演建立了地下场源的地球物理模型.通过分析,认为小波多尺度分析可以更好的揭示深部场源的赋存信息,计算精度可靠,较传统的延拓、滤波等方法有更高的分辨率.     

根据重力资料定性与定量解释银川平原断裂体系

银川平原是活动断层发育的地区,活动断层与地震灾害联系密切,研究银川平原的断裂体系对城市发展具有重要意义。笔者对银川平原1∶20万布格重力资料进行二次处理,分析了该地区的布格重力异常特征,并利用重力异常边界识别方法划分了断裂体系;运用断裂参量图法、欧拉反褶积法、最优化反演以及2.5D人机交互反演等方法对研究区83503线剖面做定量反演,并利用地震资料进行约束。笔者利用现有的重力资料,探讨了根据重力资料解释平面断裂体系以及剖面断裂定量反演的方法,得出了银川断裂有北延趋势、黄河断裂部分段相对前人断裂划分结果向西偏移等新认识,为活动断层的研究提供了新的参考资料。     

利用欧拉反褶积法估计二度磁性体深度与位置

为了利用欧拉反褶积进行快速计算,提出了多个大小不同的滑动窗口进行多次覆盖的算法,对高精度磁测剖面逐点反复计算,并根据统计学原理从大量计算结果中剔除坏解,保留合理的解;还根据2-D模型讨论了结构指数与欧拉反褶积的结果的关系。将该方法应用于我国西北某地区的高精度航磁资料处理,获得较好的地质效果。