航磁梯度数据与地质异常反映之间的关系

在异常选编工作中,往往需要剔除掉区域背景场的干扰,从而寻找浅部异常的一些信息,因为区域背景场往往是由一些火山岩、侵入岩所引起,当然也不排除大型矿床所引起的可能性,航磁总场是区域场和局部场的叠加,因此异常往往会因为某种方式被忽略掉.梯度数据具有压制深部异常体、突出浅部异常体信息的特点,这就为梯度数据能够方便地提取异常提供了理论支持.在中国的北部某地区进行了航磁全轴梯度测量飞行,获得了横向梯度、纵向梯度和垂向梯度数据,利用实测数据总结出梯度数据与地质体异常之间的关系,确定了异常选编原则,为今后梯度数据确定异常奠定了基础,同时分析了实测的垂向梯度数据相比于转换的垂向梯度数据在异常反映上信息更丰富.     

航磁垂直梯度调整ΔT水平方法研究

使用中国自主研发、具有完全自主知识产权的航磁全轴梯度勘查系统首次试飞获得的资料,利用航磁垂直梯度数据进行ΔT水平调整研究,讨论了航磁及航磁梯度资料水平调整的原则,提出梯度资料长波水平的调平方法.对经长波水平调整后的垂直梯度数据进行位场转换,获得不受地磁场随时间变化影响的磁异常,并通过恢复磁异常的长波信息,实现了ΔT的水平调整和增强.实际资料处理表明调平过程具有物理意义、效果明显.     

考虑航磁水平梯度变化的ΔT网格化方法研究

实测航磁横向水平梯度反映垂直于测线的磁场梯度,比传统航磁ΔT数据包含测线之间更多的磁场信息.针对航磁数据网格化问题,采用Hardwick提出的方法,利用航磁水平梯度与ΔT数据构建拟测线,并结合Akima插值法,开展了双方向测线型ΔT网格化方法研究,最终实现了考虑航磁水平梯度变化的ΔT网格化;针对网格化结果中的虚假异常采取了有效滤波方法.通过理论模型数据和实际数据网格化处理,表明该方法可以突出航磁测线之间的异常细节、更清晰地反映线性构造或磁性体走向,提高了网格化的精度和分辨率.     

全张量磁梯度数据的斜导数特征值边界识别方法研究

本文提出了一种全张量磁梯度数据的斜导数边界识别方法,该方法利用全张量磁梯度数据定义了北向斜导数、东向斜导数和垂向斜导数.模型试验表明,北向和东向斜导数无法有效识别磁性异常体边界,异常形态复杂虚假异常较多,而垂向斜导数在高纬度斜磁化或者垂直磁化条件下可以清晰而准确得识别地质体的边界,具有一定的深度识别能力.与现有磁张量梯度的边界识别方法相比,识别效果好,可以有效均衡不同深度地质体的响应.将上述方法应用于大兴安岭地区实测航磁三分量数据转换得到的全张量数据,获得了研究区浅部磁性体的分布,并与三分量数据进行联合解释,取得良好的地质效果.     

南海重磁异常特征及火成岩分布(英文)

南海火成岩油气藏具有广阔的勘探前景,综合利用地球物理方法圈划与识别火成岩体、研究火成岩分布是火成岩油气藏研究的基础。针对南海重磁场特征,采用低纬度、变倾角化极技术进行了磁异常化极处理,利用优选延拓方法实现重磁异常分离并提取南海海域浅部火成岩重磁异常信息,利用磁异常三维相关成像给出南海火成岩的三维空间等效分布,在重磁梯度突出局部异常边界信息的基础上,通过梯度加权的重磁相关分析勾画不同类型火成岩的平面展布,火成岩的分布特征显示出受地壳深部结构及断裂构造的控制与影响。     

等效源法三维随机点位场数据处理和转换

为了实现曲面随机点位场数据的曲面延拓和转换,以磁异常位场数据为例,采用一组磁偶极子作为等效源,置于观测面下方的一个曲面上,把观测磁异常作为这组磁偶极子所产生磁异常的边界条件,通过求解线性方程组的方法反演磁偶极子磁矩的大小,再根据反演结果正演所要计算的磁异常数据,实现了曲面随机点磁异常位场数据的向上延拓、向下延拓、求导以及化极处理.在数据量较大时,为了提高反演计算的速度,把磁异常数据和磁偶极子分成若干小块,再利用各块磁异常数据分别反演该块数据下方磁偶极子的磁矩,并通过迭代计算来逐步取得更准确的反演结果.模型试验表明,磁异常位场数据向上延拓的均方根误差小于±2nT,向下延拓和化极也可以取得较高的精度,所提出的分块处理方法提高了延拓和转换的速度,实际资料处理给出了曲面随机点航磁异常数据向下延拓和化极的一个例子.     

两个磁性体磁异常物理模拟及数据处理与转换研究

为了探讨磁异常中正负异常形成的规律,开展强磁铁平面模拟实验及等值线制作工作,为了准确数据判断磁性体空间位置及个数,开展分量转换、化极、求导等数据处理数及转换工作.最后得出:①磁化方向的不同是形成正负异常的根源;②将△Z分量转换数据用于垂直二阶导数计算,能更加准确确定磁性体的空间位置及个数.     

重力场向下延拓Milne法

重力场向下延拓能够突出局部和浅部的异常信息,分离叠加的异常特征.但是向下延拓通常具有过程不稳定、下延深度小、结果不准确等问题.针对向下延拓所存在的不足,本文利用重力场及其垂向一阶导数,基于辛普森(Simpson)求积公式,推导出重力场向下延拓米尔尼(Milne)公式.将本文向下延拓方法应用于模型数据,向下延拓模型结果及误差曲线表明,相对于向下延拓快速傅里叶变换(FFT)法和积分迭代法,向下延拓Milne法的深度更大,相对误差更小;相对模型值,向下延拓Milne法能够获得稳定且准确的结果.对加拿大乃查科(Nechako)盆地地区实测航空重力数据进行本文方法向下延拓验证,处理结果表明,相对于实测异常,本文方法向下延拓结果能够很好还原实测数据,并且在进一步向下延拓中反映原始异常的趋势,增强局部和细小异常信息.     

频率域航磁总场与梯度分量的转换研究

频率域的快速傅立叶变换法是由航磁总场转换梯度分量和梯度分量之间相互转换的常用方法.但是,利用实测数据资料对方法的应用效果进行分析的研究较少,尤其是梯度分量之间的转换,主要是由于同时观测水平及垂直梯度的三轴向梯度测量技术刚刚起步,可利用的相关数据资料较少.本文首先利用模型研究了转换方法的特点,在此基础上重点对实例的转换结果进行分析.我们进行了总场转换梯度和水平梯度与垂直梯度间的相互转换计算,并将两组转换结果与实测梯度进行了详细的对比和分析.该实例的转换结果表明,总体来看利用总场转换的梯度,和梯度分量之间相互转换的结果都与实测梯度数据具有较好的对应关系,但相比而言,梯度之间的转换结果与实测数据吻合的更好.转换结果与实测数据的良好一致性,证明了转换方法的有效性,同时也验证了各测量参量的可靠性.     

地面高精度磁测和电磁测深在矿产调查中的应用

武定地区的各地层与矿体具有明显的磁性和电性差异,为了查明矿区内的控矿构造及外围矿致异常,开展了11万高精度磁法测量和大地电磁测量工作.对获取ΔT磁测数据进行化极和延拓等处理;对化极成果和不同延拓高度的成果综合对比分析,圈定了5个磁异常体和3条断裂,确定3号磁异常为有利矿致异常.在3号磁异常处开展大地电磁测深工作,查明断裂构造的产状、延伸,并对地层进行详细的分层.结合地质资料、电磁测深的成果资料,建立地质一地球物理模型,用RGIS2010软件对磁测剖面数据进行2.5D的人机联合反演,拟合出矿体的形态特征,得出异常体的相对深度、宽度和厚度,为地质找矿提供了有利的地球物理依据.     

利用加强水平方向总水平导数对位场全张量数据进行边界识别

位场全张量梯度数据以其信息量大、含有更高频的信号成分,能更好地描述小的异常特征等优点在地球物理领域中得到广泛应用.边界检测是位场解释中不可缺少的任务,需要新的边界探测器来处理位场梯度张量数据.为了充分利用位场梯度张量数据的多信息成分,本文定义了方向总水平导数和加强方向总水平导数,并利用其定义新的边界检测器.为了能同时显示不同振幅大小异常的边界,本文对其进行了归一化处理.通过模型试验,证明了归一化方法能更加清晰准确地显示浅部和深部的地质体边界信息.最后将该边界检测方法用于加拿大圣乔治湾实际测得全张量重力梯度数据和中国朱日和地区的磁异常数据中,并得到了较好的边界检测结果.     

重磁异常解释断裂构造的处理方法及图示技术

利用重磁异常解释断裂是地质构造研究的主要手段之一.重磁异常解释断裂通常是在等值线图或剖面平面图上进行的,而重磁异常在进行等值线网格化成图时会造成微弱信息丢失,这些原因造成重磁异常解释断裂的多解性.本文对重磁异常数据在化极、曲面延拓处理的基础上,采用水平梯度法提取延拓曲面上的重磁异常梯度带,之后对断裂带进行窄化处理,通过图示技术将重磁异常数据转换成灰度值,图像的灰度值以变密度显示,形成彩色的变密度图像,这样就提高了数据图像识别断裂的视觉效果.该方法应用在鄂尔多斯盆地不同层次(时间序列)的断裂研究中,提取和识别重磁异常特征所反映的断裂信息,效果较好.     

基于等效源的总强度磁异常非线性处理方法

总强度磁异常(ΔT1)常规处理方法通常将其近似当作磁异常矢量在地磁正常场方向上的投影(ΔT2).然而对于高磁环境如磁铁矿处的磁异常场幅值可达104 nT甚至更大的情况,上述近似假设则不再成立,如采用常规处理方法可能会带来明显的误差.本文针对该问题,提出一种基于等效源的总强度磁异常非线性处理方法;该方法根据总强度磁异常获取流程,直接反演实测地磁场总强度幅值与正常场强度幅值之差来求取等效场源.本文首先通过模型试验,分析ΔT1与ΔT2的差异;然后将ΔT1当作ΔT2采用常规处理方法以及ΔT1采用新方法得到的结果作对比分析,结果表明新方法处理结果与理论值的差异为常规方法处理结果的1/5甚至更小,充分说明了新方法的有效性;最后将该方法应用于铁矿实测总强度磁异常处理实例中来转换计算磁异常总模量,其实际应用效果进一步体现了高幅值总强度磁异常数据处理过程中采用新方法的必要性.     

基于流动重力资料的平原地区深部构造解释

以河北省流动重力测点覆盖区域内邢台地区4条断裂为例,将卫星布格重力异常与实测布格重力异常进行对比,发现流动重力资料可更为详细地反映测点周围构造的空间分布特征,为精细刻画华北平原地区深部构造背景提供可靠资料。采用向上延拓方法,对实测布格重力异常进行处理,获得不同上延高度的布格重力异常图像,结合当地地震地质与构造资料进行分析,并对流动重力资料在构造解释上的应用前景进行展望,认为该方法可提高现有资料的利用价值,适合在流动重力测量地区推广。     

航磁三轴梯度转换全张量梯度及应用（英文）

磁张量梯度能提供地磁场矢量在三维空间的变化率信息,对地质构造研究、资源勘查、地磁导航等具有重要意义。但目前工程技术条件下磁张量梯度测量在却很难实现,为此本文提出一种使用航磁三轴梯度资料计算磁张量梯度的方法,满足无法直接测量全张量梯度情况下对资料的需求。区别于单轴航磁梯度转换全张量梯度的方式,该法使用航磁三轴梯度数据进行转换,能充分利用磁异常模量在三维空间上的变化信息,获得自洽的磁张量梯度。理论模型计算表明该转换方法获得的全张量梯度数据具有较高的数值精度,能够满足实际资料处理的要求。我们选取河北保定地区实测的航磁三轴梯度资料进行全张量梯度资料转换,实际资料处理结果表明,联合三轴梯度进行全张量梯度转换能够有效利用磁异常在全空间的变化信息,压制三轴梯度资料中部分相互独立的噪声,从而提升转换后全张量梯度资料的品质,转换得到的航磁全张量梯度可作为一种地球物理场资料供地质解释使用。     

利用磁法数据的解析信号探测未爆炸弹(UXO)

在现代城市建设中,战争时期留下的未爆炸弹(UXO)对人民的生命财产安全造成了极大的威胁.因此,未爆炸弹的探测和排除工作十分重要.本文提出利用实测总磁场数据进行未爆炸弹的地球物理探测,并基于异常的解析信号提出一种未爆炸弹的水平位置、深度反演方法.这一方法可利用不同延拓高度的总磁场异常数据的解析信号完成磁异常的解释,且无需进行原始磁异常的化极处理.对比其他基于异常解析信号的方法,本方法利用不同延拓高度的解析信号推导出地质体埋深与延拓高度之间的定量计算关系式,进而完成异常体埋藏深度的估计,无需计算磁异常的高阶导数,可获得较高的计算稳定性.该方法应用到无噪和噪声干扰的数据中,结果表明新方法可高效准确的获得目标体的埋藏深度.最后,我们将新提出的方法应用到国外未爆炸弹的磁异常数据中,对比欧拉反褶积反演结果,新方法可有效的获得未爆炸弹的水平位置和埋藏深度,可用于指导下一步的排除工作.     

基于优选延拓的重力异常分离方法及其应用(英文)

本文在Pawlowski优选延拓思想的基础上,提出了在深源长波长信息和浅源短波长信息互不相关、延拓高度足够大的前提下,基于优选向上延拓算子的重力异常分离方法与步骤,通过分析理论模型重力异常分离算子的频率响应随不同延拓高度的变化规律,给出了估计最佳延拓高度的办法.利用本文方法对某铁矿区实际重力异常进行处理,有效地分离出了区域异常和局部异常,异常分离效果好.     

1605年琼州大地震震源区区域重、磁场特征及深部构造背景研究(Ⅰ)

作者对1605年琼州大地震震源区区域重、磁资料,依常规方法进行了一系列数据处理,包括布格重力异常的浅层沉积校正,向上延拓(9个上延高度)、滑动平均(6个方域窗口)、莫氏面反演,以及航磁△T的化极、化极向上延拓(6个上延高度),航磁△T的△X、△Y、△Z三个分量在垂向上的一阶导数、磁源重力、居里面反演等计算处理。本文系统阐述了各项计算处理的结果及其反映的重、磁场特征,指出所论区域重、磁异常等值线的展布及变化都很有规律,各项异常等值线中的主要梯级带及同形扭曲带,不同类型、不同方向的异常交接带,大体上比较吻合,可以互相对应,互为检验和补益;并且,其线性异常、异常等值线展布的梯级带或同形扭曲带,均以北东东走向有规律地分布为主,北北西—北西及北东走向者居次要地位。     

航磁梯度数据化极处理及其在不同纬度地区的适用性研究（英文）

本文通过理论推导说明航磁梯度数据应该进行化极及如何化极才能更好地应用于地质解释,本文针对梯度数据化极前后的总梯度模和水平梯度模的异常形态特征开展研究,设计了不同纬度地区地磁场方向和地质体磁化方向相一致,以及不一致的模型,并讨论梯度数据化极前后如何利用总梯度模和水平梯度模方法进行解释。认为在利用总梯度模方法判断地质体位置时,梯度数据或总场数据不进行化极处理的效果更好,从而尽可能地保证数据的原始真实性,利用水平梯度模在判断地质边界时需要进行化极处理才能达到预期的效果。最后通过实际数据的分析验证了本文设计的理论模型的正确性。这也为总梯度模和水平梯度模方法较好地应用于地质解释奠定了基础。     

低纬度地区ΔT异常的解释方法——“反号互余法”

非洲大部分区域,位于磁赤道带附近,属于低纬度地区,以水平磁化为主,磁性体产生的ΔT异常与处于中高纬度地区的中国大陆广大地区的ΔT异常特征差别较大,长期以来,人们主要通过化极的方法来对磁异常进行处理和解释,但往往因为精度较低和实用性较差等问题,很难真正使用.本文通过对各种形状磁性体磁场基本公式的分析与研究,分析了不同磁化条件下ΔT、Za、Ha异常特征的相互关系,提出了低纬度地区ΔT异常的解释方法——"反号互余法".该方法具有简单直观、易于实际操作的特点,不仅可以解决低纬度地区ΔT异常解释问题,而且对全球磁异常的认识也有重要作用.