复杂条件二维重力场及重力张量场空间波数域正演方法

随着传感器技术的发展,重力场与重力张量场测量技术发展迅速,为实现地下密度分布精细反演提供了数据保障。正演是反演的基础,解决任意密度分布复杂地质体重力场与重力张量正演高效、高精度计算问题,是实现重力高效、精细反演、人机交互反演解释的关键。针对起伏地形和任意密度分布这种复杂条件下二维重力场及重力张量场高效高精度正演问题,这里提出了一种空间波数混合域正演算法,其关键环节包括:①结合新的矩形二度体组合模型波数域表达式和一维Gauss-FFT算法,提出了一种任意密度分布和起伏地形下重力场及重力张量高效、高精度正演算法;②采用新的二维正演算法,计算观测最高点和最低点之间多个不同高度水平网格重力场及重力张量,结合三次样条插值方法,实现了起伏地形上重力场及重力张量场高效、高精度正演。模型算例结果表明,新方法具有高效、高精度的显著特点。     

基于DCT有限元二维重力张量的正演

介绍了国内、外张量测量技术及数据处理技术的发展情况。把离散余弦变换与有限单元方法结合起来,进行重力张量的正演计算。首先,利用有限单元法求解重力场的一阶导数,然后利用离散余弦变换求解重力张量分量。这样既保留了有限单元法对复杂模型的正演优势,又避免了利用有限元法直接求解重力张量时,因多次插值引起的数据量过大的问题。模型试验证明,用基于DCT的有限元法进行重力张量的正演,不但具有很高的计算精度,而且相对于利用有限单元法直接正演,其计算速度得到了显著的提高。     

基于遗传算法的地震面波和大地电磁数据一维联合反演算法研究

利用快速标量传递算法进行了一维层状模型的地震面波频散曲线正演计算,得到了基阶频散曲线;利用传统方法对一维层状模型进行了大地电磁正演计算,得到大地电磁的视电阻率曲线数据和相位数据。利用遗传算法对合成数据分别进行了单独反演和联合反演,得到拟合差分布图来分析两种数据的兼容性并研究联合反演的可行性。通过对比单独反演和联合反演的结果,可以看出地震面波频散曲线和大地电磁数据的联合反演结果较之单方法的反演结果要更加精确,收敛速度更快,两种数据的耦合情况较好,同时联合反演能够有效地限制多解性。     

井中重力矢量数据联合反演研究

井中重力矢量测量可以近距离感知地下目标体,获得地质体不同方向的重力异常特征,提高地下介质的纵向分辨率.这里首先基于点元法实现了井中重力矢量正演,通过模型正演计算,分析了井中三分量重力异常响应特征,然后基于相关性搜索的黄金分割算法实现了井中重力矢量联合反演,通过模型反演分析了井中重力不同分量数据联合反演的效果,验证了反演...     

重力及其梯度异常正演的Moving-footprint大尺度模型分解方法

重力及其梯度异常正演计算效率决定了反演的可行性,也是高效构建足量、多样深度学习样本数据的基础。为了进一步提高重力及其梯度异常正演的计算速度,受航空电磁领域“Moving-footprint”快速正演技术的启发,本文在基于网格点几何格架函数空间域快速正演的基础上,提出了一种“Moving-footprint”大尺度模型分解的重力及其梯度异常正演计算方法。此方法在地下半空间内选择观测点正下方一定有效范围的子空间,该观测点异常近似为其对应子空间内长方体单元的异常和,而忽略子空间外长方体单元产生的异常;当观测点移动,其对应的子空间随之移动,从而可以将地下半空间长方体模型进行大尺度模型分解,为每一个计算点所对应的子空间进行正演计算。模型实验表明,在256×256×15个长方体模型的地下半空间内选取32×32×15的子空间进行计算,重力异常及部分梯度异常的相对平均误差小于10%,计算速度提高19倍;文中方法针对1 024×1 024×15个长方体模型计算时间约为32 min,相比已有算法中存在的超常规计算量的瓶颈问题具有显著的计算优势。     

CSAMT在巴音戈壁盆地铀储层识别中的应用

在电磁法数值模拟中,正演模拟是认识各种地电条件下的大地电磁响应特征的良好途径,模型正演得到的结论,对于资料处理、反演、解释具有积极的指导作用。通过在巴音戈壁盆地开展可控源音频大地电磁测量(CSAMT),结合巴音戈壁盆地已知钻孔资料,建立了初始地电模型,进行模型正演计算得出正演数据,通过对正演数据进行反演计算,确定合理的反演模型和反演参数,提高资料反演的准确性,最后根据对实测数据的反演计算、资料解释、综合分析结果,推断研究区铀储层巴音戈壁组的空间展布特征,解释结果得到钻孔资料的验证,在砂岩型铀矿勘查中取得较好的效果。     

基于三维地震剥层的重力界面反演方法及应用

西部探区地表、地质条件复杂,导致地震资料品质差,深层成像差,仅靠地震识别深部地层结构属性难度大,可靠性低,多解性强。本文采用基于三维地震剥层的重力界面反演方法,其核心是添加钻井—地质资料约束,在地震构造界面的约束下采用正演"剥皮"技术进行重力场源分离,然后对目标重力异常开展界面反演。正反演阶段采用流行的频率域Parker-Oldenburg迭代算法,保证了反演的快速稳定收敛。结果表明:基于三维地震剥层的重力界面反演方法可以有效剥离浅部高频信号,实现深层目标重力异常的精确分离,进而实现对深层界面的准确标定。在准噶尔盆地东部地区开展深层构造界面反演,结果证实该方法是研究深层地质目标的有效技术手段。     

起伏地形重磁三维快速正演计算

正演是反演技术的基础,正演速度和求解反演问题的系数矩阵存放一直是起伏地形下重、磁三维反演的关键技术问题。这里提出了一种起伏地形下重磁快速正演计算方法,其计算原理是根据反演在垂向的剖分层数,利用水平地形正演计算形成二个不同大小刻度标尺矩阵,然后在模型空间,使用分段线性插值的方式,直接计算出起伏地形观测点的正演值。该方法的主要特点是在保持很高的计算精度下计算速度可提高二倍,且节省计算内存,适合起伏地形下重磁三维反演技术研究。     

提高频率测深正演计算速度的方法

研究提高频率测深正演计算速度的方法是很有意义的,因为正演是反演的基础,正演计算的精度和速度决定了反演的精度和速度,因此本文提出了一种在保证计算精度前提下提高频率测深正演速度的方法,并对该方法的数学含义作出讨论。     

Occam反演在卫境地区花岗岩型铀矿勘查CSAMT资料处理中的应用

花岗岩型铀矿床一般产在岩体内部或岩体周边,因此岩体发育情况的探测对铀矿勘查工作的进一步开展具有重要意义。为了解Occam反演方法处理花岗岩型铀矿勘查CSAMT数据时的应用效果,这里设计了隐伏岩体的理论模型,正演理论数据采用Occam反演方法进行反演。实验表明,Occam反演对隐伏岩体的CSAMT理论数据具有稳定收敛性,反演结果和理论模型能够很好的吻合。结合卫境地区的勘查实例验证了Occam反演方法的有效性,为以后CSAMT方法间接寻找花岗岩型铀矿提供了参考。     

A three-dimensional interpretation of the bouguer anomalies over the minna batholith in central nigeria

A gravity survey over the Precambrian ‘Older Granite’ intrusion in the Minna area of central Nigeria shows that the area is characterized by a prominent residual gravity low of −21 mGal relative to a NE-SW trending regional anomaly. Three dimensional modelling of the residual gravity shows that the floor of the granite suite is, in general, located at a depth of 5 km, and that the walls of the suite may be inward dipping. Three prominent plugs in the survey area extend to depths of between 8 and 14 km locally. The general configuration of the modelled bodies and pattern of the gravity anomalies suggest that the granite suite is a batholith which was magmatically emplaced with the three plugs acting as conduits for the ascent of the magma.The modelling also suggests that the contracts of the granite suite with the flanking Birnin Gwari and Kushaka Formations are steep, and that the maximum thickness of these formations are 11 and 6 km, respectively. The close association of the schist formations with the batholith, and the inferred sharp contact between them, suggest that the ancient margins of the schist formations probably were zones of weakness along which the magma initially ascended.     

峪耳崖金矿深部矿体赋存规律及找矿方向探讨

文章在对峪耳崖金矿205米中段以下矿体地质特征及赋存规律研究的基础上,提出在矿区隐伏岩基接触带附近、深入围岩的岩枝附近、红色花岗岩体顶部及岩性变化带周围、脉岩下盘与容矿构造相交处等是深部探矿的主攻方向,岩体与围岩的内接触带是金成矿的最有利部位。此外,主构造与次级构造斜交的部位往往是富矿体的产出部位。     

山东玲珑花岗质杂岩体三维形态的重力模拟

根据胶东地区西北部的重力资料,并在地质资料的约束下,采用人－机联作用的和二维模拟方法,对玲珑花岗质杂岩体三维形态进行了细致的推断,布格重科与地质图的对比表明,本区的局部重力由玲珑花岗质岩体引起的,根据花岗岩体的二维特征,在其露头范围内,垂直其走向,选择一些均匀分布的重力剖面,以花岗岩露头位置作为其形态的地面约束,采用 －机联作的二维重力模拟方法, 出了岩体的断面形态综合这 断面图,便可描述花岗体的     

临沧花岗岩基中段花岗闪长岩类研究

临沧花岗岩基中段花岗闪长岩类属残留岩基，岩石学特征与临沧花岗岩基其它花岗岩明显不同。地球化学特征与二长花岗岩类相近，两类花岗岩之稀土特征与大勐龙岩群(Pt2d．)基本一致。加之花岗闪长岩类中含镁铁质微粒包体(MME)，认为花岗闪长岩类存在岩浆混合作用，岩浆向上运移过程中未发生同化混染和分离结晶作用。结合同位素测年结果及其它地质事件，确定是在二叠纪侵位于活动陆缘，是区内古特提斯洋向东俯冲消减作用的产物。     

重磁2.5D/3D互相约束反演技术在三维地质填图中的应用研究

三维地质填图为我国启动的新一轮地质调查项目,为提高重磁资料在三维地质填图中的应用效果,笔者提出重磁资料2.5D/3D相互约束重磁反演技术方案:利用重磁资料2.5D剖面反演结果、3D物性反演结果作为彼此反演约束条件,并通过了理论模型试验。试验结果表明,该技术方案使反演结果中物性参数、空间位置更接近理论模型体。通过对本溪—临江地区思山岭铁矿磁异常及酸性岩体重力异常进行反演实践——估算磁异常铁矿资源量、研究酸性侵入岩深部展布形态的效果良好,可为大面积三维填图提供有效途径。     

燕山早期花岗岩基印支期侵位的岩浆动力学证据及构造 意义:基于南岭8个岩体侵位年龄计算结果

根据各花岗岩体地质构造特征、有关的热物理参数及主体花岗岩的放射性元素含量,采用简化的立方体数学模型计 算得出:南岭地区8个花岗岩基侵位后,其初始温度降低至结晶温度所需的时间(Δtcol)为3.9(金鸡岭)~5.5 Ma(九峰); 由于结晶潜热释放而使结晶过程延长的时间(ΔtL) 为2.6~3.5 Ma ;花岗岩浆侵位后产生的放射成因热使结晶过程延长的 时间(Δt A)为 5.2(陂头)~45.1 Ma(姑婆山) 。南岭地区 8 个燕山早期花岗岩基的侵位-结晶时差(△t ECTD)为 12.1(陂头) ~52.2 Ma(姑婆山), 结合锆石U-Pb年龄通过反演计算得出其侵位年龄 (tE ) 为194.4 (陂头)~219.3 Ma(九峰)。这为 南岭燕山早期花岗岩基属于印支期侵位提供了重要的岩浆动力学佐证, 揭示出近东西向展布的南岭晚中生代造山带具有印 支期构造格架(以侵位年龄为代表)和燕山早期花岗岩(以锆石 U-Pb 年龄为代表) 的双重特征。     

综合物探测量在桃山地区铀矿勘查中的应用

为了深度挖掘桃山铀矿田的资源潜力,在桃山地区开展了综合物探测量,结果表明,CSAMT测量能反映出断裂及裂隙密集带的特征,特别是断裂的影响宽度、深度、两盘结构变化等;磁法测量能圈定与铀成矿有紧密关系的黑云母二长花岗岩的分布范围。根据区内已知铀矿床的的分布,分析了铀矿床的地球物理特征,总结了地质—地球物理找矿模式,预测了铀找矿有利地段,取得了好的勘查成果。     

Magnetotelluric survey across Singhbhum granite batholith

Magnetotelluric soundings have been carried out across the archaean terrain of Singhbhum granite batholith from Bangriposhi to Keonjhar for a distance of about 100 km. One-dimensional inversion models reveal that the depth of the moho varied between 23 and 40 km. The depth of the lithosphere asthenosphere boundary varied from 58 to 76 km. A zone of higher electrical conductivity detected at the base of the lower crust just above the moho is present along the entire profile. Signals within the range of 0.25 to 600 seconds, which crossed the coherency threshold of 0.8 to 0.9, could be stacked. Resistivity ranges of the crust mantle silicates below Singhbhum granite batholith vary over a wide range. Resistivity ranges are (i) 30,000–80,000 ohm for Singhbhum granite phase II, (ii) 2,000 to 9,000 ohm-m for Singhbhum granite phase III, (iii) 250 to 2,200 ohm-m for lower crust (iv) 3,000 to 47,000 ohm for the upper mantle and (v) 200 to 2300 ohm-m for the asthenosphere. Sharp break in electrical resistivity at the (i) upper crust-lower crust (ii) lower crust upper mantle and (iii) lithosphere-asthenosphere boundary is obtained along the entire profile. Signals could see up to 100 km below the granite batholith. Singhbhum granite phase II and III could be demarcated on the basis of resistivity. Low resistive zones in the lower crust and upper mantle might have formed due to (i) water (ii) combined effect of water and carbon and (iii) high temperature and partial melt.     

花岗岩浆侵位与结晶固化时差的研究与构造意义:以南岭骑田岭花岗岩基为例

通过对南岭中段骑田岭花岗岩基地质-岩石地球化学特征研究, 判明了该岩基的侵位深度（5.5 km）、围岩温度（196℃）及岩浆初始温度（950 ℃ ）,建立起骑田岭花岗岩基的数学计算模型,计算得出： 骑田岭花岗岩熔体侵位后,其初始温度降低至结晶温度所需的时间（Δt col） 为4.1 Ma;由于结晶潜热释放而使结晶过程延长的时间（Δt L）为2.6 Ma; 由于骑田岭花岗岩基放射性元素含量 （U-15.3×10-6,Th-51.35×10-6,K2O-5.02%）是世界平均花岗岩放射性元素含量（U-5×10-6,Th-20×10-6,K2O-2.66%）的2~3 倍,骑田岭花岗岩浆侵位后产生的放射成因热使结晶过程延长的时间（Δt A） 为35.4 Ma,远长于世界平均花岗岩计算的Δt A（2.93 Ma） 。因此, 骑田岭花岗岩基的岩浆侵位- 结晶固化时差 （Δt ECTD）为42.1 Ma, 结合锆石U-Pb 年龄值（161 Ma）, 通过反演计算得出骑田岭花岗岩基侵位年龄值（t E ）为203.1 Ma,从而为骑田岭花岗岩基属于印支期侵位提供了重要的岩浆动力学佐证。     

The Climax-Alma granite batholith of oligocene age and the prophyry molybdenum deposits of Climax, Colorado, U.S.A.

The porphyry molybdenum deposits of Climax, Colorado, are stockworks of quartz-molybdenite veinlets. They are apical to intrusive cupolas of leucocratic rhyolite-granite porphyry of Oligocene age (33 to 24 Ma). The upper parts of the orebodies are overprinted by overlying zones of phyllically altered rocks, and by stockworks of greisen-like veinlets, containing quartz, pyrite, topaz and huebnerite. The phyllic and/or greisen-like zones are surrounded by a propylitic zone, characterized by quartz-chlorite-hematite veinlets and chlorite after biotite. Late veins, radial and peripheral to the intrusive center, are common but widely scattered and discontinuous. Such veins typically contain quartz, fluorite, rhodochrosite, pyrite, dark sphalerite, galena, tetrahedrite, and traces of huebnerite, molybdenite, argentite, native gold and/or electrum.

The Alma district, 4 to 10 km southeast of Climax, contains widely scattered clusters of veins and replacement deposits. The veins cut chloritized to sericitized silicate host rocks, and the replacement deposits are in carbonate host rocks. The ore- and gangue-mineral assemblages of the veins of the Alma district resemble those of veins peripheral to the Climax molybdenum deposits. Veins of the Alma district cut dikes of Late white rhyolite (35 Ma), which resemble the rhyolite porphyries of Climax. A swarm of such dikes is parallel to the long axis of an elliptical drainage pattern, which bounds a structural dome, here called the outer Alma dome. The outer Alma dome (8 × 12 km) surrounds an inner Alma dome (6 × 8 km). Veins of the Alma district generally are axial and/or marginal to the outer Alma dome, and/or radial to the inner Alma dome. Veins and alteration minerals associated with the outer Alma dome formed between 35 and 27 Ma ago. Those associated with the inner Alma dome formed about 27 Ma ago, as indicated by fission-track age determinations on thermally annealed zircon grains from hydrothermally altered rocks, within and around the inner Alma dome.

Negative Bouguer gravity anomaly patterns indicate: (1) a regional, northeast-trending gravity low, associated with the composite monzonite-granodiorite-granite B batholith of the Colorado mineral belt (average density about 2.62 g/cm³); (2) a semi-regional gravity trough, within the gravity low of the Colorado mineral belt, extending northeastward across the Mosquito Range; (3) an oval pattern of gravity lows, coincident with the Alma domes; and (4) a closed gravity low associated with the Climax stock (density about 2.56 g/cm³) (Tweto and Case, 1972; Behrent and Bajwa, 1974; Corry, 1981).

The semi-regional gravity trough is interpreted as the gravimetric expression of a granite batholith, here called the Climax-Alma batholith. The gravity lows of the Climax and Alma districts are interpreted as expressions of cupolas on this granite batholith.

The highly differentiated rhyolite-granite intrusions of Climax plunge toward the Alma domes. The Climax intrusions are interpreted as products of apical differentiation of the inferred Climax-Alma granite batholith. Magmatic-hydrothermal fluids, associated with highly differentiated apical magmas, produced the Climax molybdenum orebodies. Most of the veins and replacement deposits of the Alma district are associated with lower, broader cupolas of the inferred granite batholith. The shape of the composite Climax-Alma magmatic-hydrothermal system resembles that of a teapot, with Climax above the spout and the Alma district above the lower, broadly domed lid.