位场反演计算的场比值法及在宽城地区磁异常解释中的应用

在磁异常的反演计算中, 为了避免由于选错了磁性体的形状而产生很大的误差, 前人已研究了多种所谓自动反演的计算方法。与传统的方法不同, 用这些方法, 可以同时确定磁性体的几何形状和埋藏深度等参数。但是前人研究的方法需要计算磁异常的三阶导数, 因此所受高频噪声干扰十分严重, 以至于影响到计算结果的可靠性。因此很难用到实际资料处理中。 本文提出的场比值法可以同时确定磁性体的形状和埋藏深度。场比值法通过场比值field-ratio来确定磁性体的形状, field-ratio的物理含义与Euler反褶积公式中的形状因子类似。场比值法的优点是在反演计算中只需要计算磁异常的一、二阶导数, 因此比前人的方法受高频随机干扰小, 可以用于实际资料的处理中。模型实验证明了场比值法的正确性, 在河北省宽城地区用场比值法对磁异常反演计算, 展示了方法的实用性。 关键词: 磁异常; 自动反演; 磁性体形状的判别     

直接计算磁性下界面深度的功率谱法

以计算居里等温面深度为目的,本文给出了利用磁异常的垂向导数的功率谱来直接计算磁性下界面深度的方法。同时,借助于异常场的谱与其垂向导数谱之间的关系,还可由用磁异常垂向导数功率谱计算的公式转换出用异常场的功率谱来计算磁性体下底深度的公式。理论模型实验表明,两种计算方法均能得到较好的结果。最后给出了用该方法对泛华北地区航磁异常的试算结果。     

磁测剖面解释的新途径

绪论磁法推断解释工作中设计工作程序最大的困难是多数模型参数表现有非线性特征.所以计算模型参数的数值是通过使模型线性化,或者采用复杂的非线性最佳化的方法以迭代的方式来完成.两种方法都需要用计算机,而且计算所花的时间较长,以致在日常例行推断解释中费用很大.等效磁化分布的推断解释方法可以缩短计算所需的时间,但往往仍存在分辨能力问题.本文讨论一种推断解释二度磁异常剖面的新途径.如果已知场的两个分量,许多二度磁性体的公式可以反过来直接给出精确的     

二维良导体的电阻率及面激发极化异常的计算

文献讨论了计算水平地形下三维矿体的面激发极化异常的方法。但对于走向延伸较长的矿体,用三维模型来计算,需要对整个矿体的表面进行剖分,工作量较大,同时占用计算机内存和所需的计算量也较大,显然是不太合适的。本文提出的水平地形点源二维良导体的电阻率及面激发极化异常的边界元解法,适用于计算这种情况下的电阻率及面激发极化异常。本方法只需在矿体截面的边界上进行剖分,原始数据的准备工作简单,加之引进了理想导体的假定,使所需计算机的内存和计算量都     

似墙状岩体上磁异常分析的一种简便方法

利用墙状岩体模型可以简便地分析磁异常。在这种模型中,场源埋深约为1.25S,这里的S是在最陡侧面测量的S-S长度。墙状岩体的倾角可以用θ来计算,θ为复合磁角,可以用异常的最大幅值和最小幅值的比值求出。在存在剩磁的情况下,只有在总磁化强度的方向已知或假定了的时候,墙状岩体的倾角δ才能从θ中求出,如果倾角已知,磁化方向可以求出。按照关系式κ=0.3A/T,可以用异常的总幅值A和感应磁埸强度T来计算埸源的最小磁化率衬度值k。用这种方法已经解释了许多航磁异常。本文列举了几个磁异常以说明这种方法的适用性。     

改进的位场相关成像方法

位场相关成像是根据实测异常与地下不同位置地质体所产生异常之间的相关系数来快速获得地质体的空间位置.现有的相关成像方法是利用球体模型来模拟地下地质体的形状,当场源体的实际形状与球体相差较大时,计算结果势必出现较大误差.为了解决这一问题,对该方法进行改进,以不同模型来模拟地下地质体形状,计算其产生异常与实测数据的相关系数,理论上使相关系数取得最大值的模型与实际地质体情况一致.因此,改进后的方法不仅可以获得地质体的位置参数,还可以对地质体的类型(构造指数)进行估计.磁异常的相关成像计算采用异常的解析信号来完成,这样可有效地避免磁化方向的干扰,且计算公式相对简单.通过理论模型试验,证明此方法可以成功地完成位场数据的反演工作,且稳定性较高.最后将其应用于上海实测磁异常数据的解释中,获得了地下未爆炸物的分布情况.      

地下多个异常体电磁散射的数值模型

本文针对地下两孔电磁法的实际,建立多异常体(包括非均匀异常体)散射的数值模型。给出一种使计算机程序具有一定通用性的处理分块序号与坐标关系的方法。用矩量法解体积分方程,并采用合适的近似公式,计算出不同工作频率下各种异常体散射的场分布。由计算结果可得出一些对解释实测数据有参考价值的结论。     

三度体球冠模型重力异常计算方法及其重力归一化总梯度场特征

提出利用铅垂柱体薄片作为面元的面元积分法,计算三度体球冠重力异常的计算公式,用三度体球冠模型模拟三度背斜体,计算了均匀密度球冠模型、非均匀密度储油球冠模型的重力异常。最后通过误差分析,验证了该方法的可行性。采用波数域重力归一化总梯度计算方法,计算了均匀密度球冠模型、非均匀密度储油气球冠模型G^H场,发现似三度背斜体与二度背斜体有相似的G^H场等值线特征,似三度贮油气藏背斜构造的G^H场亦表现出明显的“两高夹一低”的储油典型标志。所以,可以用非均匀密度三度体储油球冠模型模拟三度贮油气藏背斜构造。     

标量拟解析近似方法模拟立方体的异常电场

拟解析近似方法是一种求解积分方程的一种近似方法,它可以处理强散射或者大扰动的电磁散射问题,在计算过程中避免了传统微分数值方法解决问题时所遇到的大型矩阵或大型代数方程组的求解。孙建国[5]将其引入直流电场的积分方程中,并给出了求解异常电场积分方程的标量拟解析近似公式。在以前的研究中,已经验证了均匀场中异常球体的拟解析近似解的精度,这里对均匀场中的立方体异常体进行数值模拟,得到了直流电场中异常立方体模型的标量拟解析近似解。由于复杂地电模型可以用立方体的组合进行模拟,因此对立方体异常电场拟解析近似解的研究,为三维直流电场中复杂地电模型的快速正反演模拟打下了基础。     

用三维趋势面分析分离位场异常

位场趋势化不但发生在水平方向上，而且也发生在垂直方向上。本文主要讨论如何用三维趋势面分析方法分离位场异常，并给出了两个成功的计算实例。     

确定接触面的位场矢量方法

本文叙述了一种定量计算接触面参数的位场矢量方法.该方法以位场的频谱表示为基础,得出重磁异常函数向下延拓的表达式;再借助于归一化全梯度的非线性变换函数,可以定量地计算接触面的空间位置、埋藏深度及倾斜方向.为了克服位场函数在向下半空间延拓过程中产生的不稳定性,采用了径向频率随深度增加而发生位移的圆滑因子.该方法的优点在于能够得到稳定的计算结果、精度高、能直接地得出接触面在深部的空间参数.本文用几个模型试算和实例证明了这些优点.     

甚低频电磁法边界元数值模拟及地形影响与改正

本文提出了二维地电模型甚低频电磁法中磁场、电场、极化椭圆倾角、视电阻率异常的边界元数值模拟方法。并根据计算结果讨论了地形影响基本规律与改正方法。所编制的计算程序亦可适用于二维非水平层上满足远区场条件的各类频率电磁测深法。     

有耗媒质中线天线激励下三维异常体的散射

本文研究均匀有耗媒质中,在半波长偶极天线的场激励下,多种形状和参数的异常体的散射特性。用矩量法分别求解良导电球体散射的磁场积分方程和有限导电的长方形异常体散射的电场积分方程。讨论了与数值法有关的近似、误差和检验等问题。通过数值计算得出媒质电参数改变、散射体大小、形状以及空间位置改变时散射场变化的规律。水中金属球和介质块散射的测量结果与数值计算结果吻合较好,验证了数值模型的正确性。     

三维任意形体电法数值模拟的积分方程法

本文采用三角形单元对地质体表面进行划分,采用不均匀分割和LU分解解线性方程组求取地质体表面电荷密度,使得对任意形状三维地质体视电阻率异常的正演计算获得了满意的结果。     

基于三角元法计算三度体球冠模型的重力异常

提出利用高斯公式将体积分变成包围该积分域的全表面积,应用一系列三角形拟合计算表面,然后通过格林公式把对每个三角形的面积分变成对三角形每边的线积分之和的三角元法来计算三度体球冠模型重力异常,同时给出了合理的计算方案。计算了均匀密度球冠模型和非均匀密度球冠模型在水平地表面的重力异常,得到了2种模型的平面异常图。最后通过选择均匀密度球体作为误差对比的对象进行误差分析,验证了该方法的可行性以及计算结果的可靠性。     

向下延拓在深部矿产勘探中的应用——以青海某矿区为例

勘测深部盲矿体时,矿体距离观测点较远,磁异常的相互叠加常常在地面形成具有一个磁异常中心的宽缓磁异常,分辨不清矿致异常和背景异常。通常用向上延拓、方向导数等处理的效果差强人意。笔者采用向下延拓方法处理了青海某矿区的宽缓磁异常,向下延拓深度为30倍点距,获得了精细的各矿体异常特征。通过与大量的见矿、未见矿钻孔比较,向下延拓场反映的磁异常位置与已见矿钻孔有较好的对应关系,同时指示出全部的未见矿钻孔都处于向下延拓场反映的磁异常外围。基于当前向下延拓方法的稳定计算问题已经取得突破,笔者认为针对一些大埋藏深度的宽缓磁异常采用向下延拓处理,区分叠加异常,圈定异常位置,可以获得事半功倍的效果,为钻孔布置提供佐证。同时对勘探精度也作了一些有意义的讨论。     

重磁场二次导数异常的一些特征

重磁场二次导数法是对复杂重磁异常进行滤波的一种重要手段,研究基底构造,突出隐伏在区域背景场中的局部异常,都能取得良好效果.在已发表的文献中,对各类地质体的二次导数异常的特征,均未作过详细介绍.本文从理论上并结合一些实践经验,探讨几种形状规则的地质体的二次导数异常的特征,并对如何利用重磁场二次导数异常来推断地质体的度数、埋深、边界、构造线部位等问题提出一些看法.另外还讨论了在计算时选择最佳计算半径等问题.     

■换算成■的效果

本文叙述了应用位场转换方法,对M512—2地磁异常垂直分量的(?)a转换为水平分量(?)a的计算,并与实测(?)a对比。讨论了有关误差问题,结果表明,在一定条件下,根据实测(?)a换算(?)a是可行的,能够代替野外实测的(?)a。一、问题的提出如果知道磁异常的水平分量(?)a,可以使一些需要(?)a的解释方法成为现实,从而提高磁法勘探的解释水平,取得更好的地质效果。     

起伏观测面上位场导数换算的B样条法

曲面位场导数的换算方法大多基于调和函数的积分方程数值解。本文提出了基于B样条函数的曲面上位场导数直接计算法。引入按弧长S作变量的三次样条插值,得出了位场水平导数的计算式。该方法还有一个特点,那就是可以用一元样条来实现曲面上的求导。这些,都决定了该方法的简便性和精确性。利用曲线上和曲面上的两种理论模型进行试算,分别计算了Zα/x和Δg/Z~2计算和理论的结果对比表明,符合很好。误差主要取决于曲面起伏大小,异常变化陡度和取样的间隔。     

重磁异常在频率域的解释方法(上)

频率域解释方法,指的是利用异常的频谱特性进行反演解释的方法。异常的频谱分为振幅谱和相位谱两部分,它们是作为空间座标函数的位场的付立叶变换。在国外,异常频率域解释的研究兴起于六十年代,虽然经过了一段相对冷落的时期,但近年来又重新活跃起来。在这篇文章中,我们拟讨论以下内容:(1)频谱的计算,(2)位场频谱的基本规律,(3)规则物体异常的频谱,(4)振幅谱的解释方法,(5)相位谱的解释方法。最后我们通过一些实例来看看频率域解释方法的特点。