河北省及邻区重力异常多尺度小波分析

静态重力场变化可为地壳深部结构研究提供重要基础数据.本文利用小波多尺度分解方法,对河北及邻近区域(110°～120°E,36°～42°N)的布格重力异常、Airy均衡重力异常数据资料进行了处理分析,得到了不同尺度下的分解结果.结果表明:张渤带、山西带在中上、中下地壳存在一定程度的异常,破坏性地震主要发生在重力异常正负差...     

华北时变重力场离散小波多尺度分解

利用华北地区地震重力监测网的绝对重力与相对重力多期重复观测资料,处理获取不同时空尺度的华北区域重力场动态变化图像.利用二维小波分解技术,将不同场源深度异常进行了分离,并对不同时空尺度的重力变化给出了解释,提高了对华北地区重力场变化趋势的认识水平.在此基础上,通过对小波细节的功率谱分析,可以获得各阶小波变换逼近及小波细节分析图所对应的场源深度.研究结果表明,不同时空尺度的重力场变化对于深入认识华北地区潜在地震危险性具有一定的科学意义.     

2017年九寨沟地震前重力场异常特征提取

2017年8月8日九寨沟发生7.0级地震,此次地震发生在塔藏断裂、岷江断裂和虎牙断裂附近,震源机制为走滑型。重力场静态异常和动态异常变化可为研究深地壳结构性质提供重要的物理场信息。本文利用WGM计算的布格重力异常数据及实测流动重力数据进行小波多尺度分解,分离得到不同深度场源特征的地壳介质横向不均匀性。结果表明,WGM布格重力异常数据和实测重力数据的小波多尺度结果较为一致,通过对比分析发现,九寨沟地震发生在区域重力场的四象限分布中心位置,不同时空尺度的重力场变化对于深入认识潜在地震危险性趋势具有一定的科学意义。     

基于小波细节信息的重力源参数估算

小波多尺度分析方法在位场数据处理领域得到了广泛关注.目前,人们对利用该方法分离位场数据所得到的小波细节横向边缘信息认知不够深入,有必要做进一步探究.本文首先采用小波多尺度位场分离方法分离出区域和局部重力异常,然后利用haar小波变换HVD模法对局部异常信息进行多尺度分析,将所得到的小波细节信息进行水平、垂直和对角线方向分解,探测出局部异常体的横向边缘特征,并利用频谱分析方法估测出场源深度.最后,通过理论模型和南非Witwatersrand Basin航空实测重力数据进行分析,表明小波多尺度分析方法不仅能很好地实现位场分离、近似提取异常体场源深度,还可以利用小波细节信息有效地分辨出局部异常体的横向边缘特征,提高其识别精度.     

东海及邻区重力异常多尺度分解

海洋深部地壳结构研究 ,主要研究沉积基底面与莫霍面的形态与埋深 .这两个界面 ,上、下地质体的密度差异分别约为 0 .1g/cm3和 0 .4g/cm3,采用重力测量成果来研究这两个界面 ,具有充分的物性前提 .但是 ,重力测量成果是整个岩石圈甚至包括上地幔物质的综合反映 ,如果能从测量成果中分离得到上述两个界面的重力效应 ,再据此来研究它们的形态 ,就会简单、准确一些 .我们采用二维小波多尺度分解技术 ,首次对东海及邻区自由空间重力异常进行分解 ,目的在于获取沉积基底面、莫霍面所产生的重力异常 .对分解结果进行了分析研究后认为 ,四阶变换异常细节主要由沉积基底面的起伏引起 ,四阶变换异常逼近则主要由莫霍面的起伏所引起 .本文介绍了二维小波多尺度分解方法与算法 ,展示了分解结果 ,论述了对分解结果的初步认识 .     

中国重力异常的小波变换与多尺度分析

阐述了小波变换及多尺度分析方法的原理，利用二维小波多尺度分析方法对中国布格重力异常进行了分解，并从其中划分出有意义的剩余异常．模型结果证明方法有效．由于本文方法可以将重力异常分解成各种几何尺度意义下的不同成分，这为重力解释和研究地壳的结构提供更多更新的依据．     

2014年景谷6.6级地震前重力场异常特征研究

地震的孕育发生过程伴随着构造运动、物质迁移和密度变化,将引起地球重力场变化,流动重力重复观测有可能捕捉到与地震孕育有关的前兆信息,从而为中短期地震预测提供重要依据。对云南地区流动重力观测资料进行整体计算分析,研究了2014年10月7日云南景谷6.6级地震前区域重力场动态演化特征,并利用小波多尺度分解技术对布格重力异常和区域重力场动态变化进行分解,并选取合适的小波基分离得到不同深度场源特征的地壳介质横向不均匀性。结果表明,EGM2008布格重力异常数据和实测重力数据的小波多尺度结果较为一致。对比分析发现,此次景谷地震发生在区域重力场负异常的边缘,由负向正变化的高梯度带附近。基于小波多尺度分解的重力场图像能较清晰地反映2014年景谷6.6级地震孕育、发生过程中震中区域深部物质密度变化引起的异常,为地球构造运动及孕震机理研究提供一定参考。     

华北克拉通地壳三维密度结构与地质含义

利用重力异常揭示地壳三维密度结构是重力资料地质解释的目标和任务,密度反演的好坏至关重要.本文对华北克拉通进行了重力异常多尺度密度反演研究,首先利用小波变换对重力异常进行多尺度分解,接着利用功率谱分析方法估算各层场源的平均深度,然后利用广义密度反演方法进行各层密度反演,对华北地区进行了多层密度反演,得到其密度结构,并进行地质解释和油气藏分析.结果显示了重力场多尺度密度反演方法的有效性,对华北地区密度结构的地质含义进行了初步分析,位于造山带中的低密度异常主要反映沿造山带展布的花岗岩体.对比华北东部区浅层密度扰动与油气坳陷位置,发现油气坳陷都表现为低幅度的低密度异常区.说明利用小波多尺度反演提取的密度信息对油气勘探的部署有一定指导意义.     

重力异常线性构造分析的正负混合曲率法

重力方法是区域地质构造研究的重要方法,通过重力异常线性构造分析可推断地下断裂、场源边界、不同地质体接触带等构造边界.本文研究重力异常线性构造分析的曲率属性方法.首先,分析了最大正曲率和最小负曲率表征的重力异常线性构造特征及问题,然后,有机融合这两种曲率的各自优点而改进提出了新的正负混合曲率,以增强重力异常线性构造特征,并揭示岩性分布特征.文中给出了正负混合曲率的具体算法流程,并利用理论模型重力异常数据和绍兴-萍乡断裂带及邻区实际布格重力异常数据作了试验验证.数据试验结果表明正负混合曲率法有效增强线性构造特征和岩性分布特征,有利于直观区分岩性密度高低分布和分析不同尺度线性构造特征,效果优于最大正曲率和最小正曲率.     

月球重力异常的小波多尺度分析

本文将小波多尺度分析引入月球重力场的研究,选取测量数据质量较好的月球近区作为实验区域,以“Clementine”探测器获得的自由空气重力异常作为原始数据对主要月海盆地进行了局部的重力异常分解,解释了月球内部基本分层结构,并利用主要月海盆地的实验结果分析了月海下部质量异常以及莫霍面的起伏形态,与已有研究成果进行比较证明了方法的适用性及结果的合理性.     

用于区域重力场定量解释的多尺度刻痕分析方法

本文介绍一个把小波多尺度分析、表面刻痕分析以及位场频率域解释理论和反演方法结合起来的数据处理、反演解释和信息提取的方法系统.这一方法系统简称为区域重力场多尺度刻痕分析方法,应用于刻画地壳分层的三维密度结构、地壳变形带分布和构造单元分区.多尺度刻痕分析包含频率域重力场场源分层、重力场小波变换多尺度分解、场源分层深度及密度扰动反演、分层刻痕分析和构造边界定位四个子系统.文中扼要地介绍这四个子系统基本原理、方法技术及应用效果.从地球物理探测到大地构造学发现,是一个多学科综合研究的探索过程.要取得重大研究成果,必须研发和组合来自不同学科的多个新方法技术,使多学科综合研究有宽厚的理论支撑.本文介绍的四个子系统组合的理论支撑分别来自应用数学、地球物理学和信息科学.     

四川地区流动重力资料的位场 分离与异常特征提取

用于监测四川地区重力场随时间变化的流动重力测网于2008年5月12日汶川M_S8.0地震后进行了全面改造, 形成了新的闭合环线并对整网点位每年实施2次重力观测工作. 该文以2010—2012年获取的5期流动重力资料为基础, 分别采用小波多尺度分解和三维视密度反演等位场分离方法, 对测区内重力场的动态变化进行多层次分解及异常特征提取, 以探求四川测区范围内重力异常动态变化特征以及地震前后不同深度范围内密度变化情况与重力场响应之间的关系. 结果表明, 对同一期资料进行小波分解得到不同阶次的细节图像, 揭示了不同深度处重力异常动态变化特征; 分解结果同时也表明了四川测区范围内重力场的变化形态与川内特有的断裂构造格架和深部结构环境及过渡带特征密切相关. 通过对不同时期的差分重力异常资料进行三维视密度反演对比研究发现, 在地震前后四川测区范围内由浅到深密度变化呈现出不同程度的差异, 震区附近出现较为明显的横向密度变化特征且浅层物质密度局部性的异常变化差异较为突出, 测区范围内中上地壳深度层密度反演切片显示出的趋势性差异基本上反映了地震前后测区内地下物质的动态变化趋势, 因此, 深刻认识不同深度范围内重力场的动态演化特征, 对研究壳内物质密度变化以及与地震的孕育和发展有关的深部介质环境具有积极的意义.      

2001～2006年兰州—天水—武都地区重力场时变小波分析

对2001～2006年兰州—天水—武都地区5期重力场时变资料进行小波分解,结合2003年11月岷县5.2级地震、2004年9月岷县5.0级地震以及2006年6月武都、文县间5.0级地震进行分析。探讨了无震年份、有震年份及较长时段的重力场时变资料小波分解结果与地震活动之间的关系,结果表明:用小波分解方法可有效分离重力场时变的不同波长成分;该地区不同层次的重力场时变异常反映了一定尺度意义上不同深度的介质密度的动态变化分布,说明兰州—天水—武都地区中深部地质构造活动所引起的重力异常变化的2阶、3阶小波细节对2003、2004、2006年3次MS≥5.0地震反应明显。     

2017年精河MS6.6地震前重力变化特征分析

利用新疆地区北疆测网2015～2017年观测的共4期流动重力资料,分析研究区半年、1年尺度重力变化特征,并采用小波分解方法,对2017年8月9日精河M_S6.6地震前重力变化异常进行分解,分离了不同深度的重力异常。结果表明,震中附近的精河地区从2015年开始一直处于重力负值变化,同时,震中周围的重力正值变化集中区逐步向震中地区迁移,地震发生前震中以南60km处出现重力变化零值线,并且零值线两侧的重力累积变化量达到70μGal。小波分解后,4阶细节图较好地反映了精河地震前的重力异常,其与地震孕育发生有较好的对应性。     

苏北大陆科学钻探靶区重磁异常反演解释

对江苏东海县毛北地区重、磁观测异常进行了处理和特征分析,并根据科学钻探主要目标体榴辉岩与其围岩有达0.9×103kg/m3的明显密度差,进行了等效密度反演成像与综合地震约束反演计算.给出了该地区重力异常模型,可作为综合地质与地球物理研究的一个基础.     

基于深度学习的重力异常与重力梯度异常联合反演

高效高精度的反演算法在重力大数据时代背景下显得尤为重要,受深度学习卓越的非线性映射能力的启发,本文提出了一种基于深度学习的重力异常及重力梯度异常的联合反演方法.文中首先提出了一种基于网格点几何格架的重力异常及重力梯度异常的空间域快速正演算法,这为本文深度学习反演算法的实现奠定了基础;其次对大量的不同密度模型进行正演计算获得样本数据集;然后设计了一种端到端的深度学习网络结构(GraInvNet),再利用样本数据对该网络结构进行训练;最后进行反演预测.组合模型试验表明,多维度数据联合反演相比单一分量反演其结果更“聚焦”,且与模型边界高度吻合,并且对于复杂模型的姿态与物性预测具有极为显著的优势,以及对于含噪声数据的反演,其质量也不会降低;Vinton岩丘实测重力数据也验证了文中方法的有效性;从而证明了深度学习在重力数据的高效高精度反演方面具有的巨大潜力.     

Some geophysical and geodetic contributions of satellite-determined gravity results

Satellite orbital data yield reliable values of low degree and order coefficients in the spherical harmonic expansion of the Earth's gravity field. The second degree coefficient yields the shape of the Earth — probably the most important single parameter in geodesy. It is crucial in the numerical evaluation of different forms of the theoretical gravity formula. The new information requires the standardization of gravity anomalies obtained from satellite gravity and terrestrial gravity data in the context of three most commonly used reference figures, e.g.,International Reference Ellipsoid, Reference Ellipsoid 1967, andEquilibrium Reference Ellipsoid. This standardization is important in the comparison and combination of satellite gravity and gravimetric data as well as the integration of surface gravity data, collected with different objectives, in a single reference system.Examination of the nature of satellite gravity anomalies aids in the geophysical and geodetic interpretation of these anomalies in terms of the tectonic features of the Earth and the structure of the Earth's crust and mantle. Satellite results also make it possible to compute the Potsdam correction and Earth's equatorial radius from the satellite-determined geopotential. They enable the decomposition of the total observed gravity anomaly into components of geophysical interest. They also make it possible to study the temporal variations of the geogravity field. In addition, satellite results make significant contributions in the prediction of gravity in unsurveyed areas, as well as in providing a check on marine gravity profiles.On leave from University of Hawaii, Honolulu.     

基于小波分析的河北省及邻区流动重力场时空动态变化分析

搜集河北省及其邻近地区2010～2014年8期流动重力观测数据和周围绝对重力观测数据,利用小波多尺度分解方法获取河北及邻近区域(110°～120°E,36°～42°N)范围内不同尺度、不同场源深度下的分解结果,并结合该时间段内震例,通过对多期实验结果进行分析,对研究区内的重力变化情况及异常特征有更为清晰的认识,其结论可为河北省及邻近地区后续震情分析、研判提供一定参考。     

3-D gravity and magnetic interpretation for the Haifa Bay area (Israel)

Recently observed features in the subsurface geology of the Haifa Bay area (northern Israel) have been evaluated using 3-D forward gravity and magnetic modeling and inversion schemes. The interpretation is based on updated petrophysical data of the Jurassic, Cretaceous and Tertiary sedimentary layers and volcanics. It has been shown that the Bouguer gravity anomalies correspond mainly to thickness variations in the Senonian to Tertiary sediments. The gravity effect of these sediments was calculated using their actual densities and structural setting as interpreted from seismic reflection data. This effect was removed from the Bouguer gravity in order to study the pre-Senonian geological structures. The pattern of residual gravity anomalies (named “stripped gravity”) is essentially different from the pattern of the Bouguer gravity. The prominent Carmel gravity high, clearly seen on the Bouguer gravity map, completely vanishes on the “stripped” gravity map. That suggests that this relatively positive anomaly is caused by the considerable thickness of the low-density young sediments in the surrounding areas and does not correspond to high-density magmatic rocks or crystalline basement uplift as previously suggested. The average densities of the Jurassic and Cretaceous volcanics are generally lower then those of the background sedimentary rocks. Volcanics are the main cause for magnetic anomalies onshore and offshore northern Israel. The magmatic root of the Asher volcanics is, most probably, located close to the Yagur fault. A large, deep-seated gabbroic intrusion is assumed to be located under the Mediterranean abyssal plain in the NW part of the study area. The Atlit marine gravity low appears to be caused by a thick Mesozoic and Tertiary sedimentary accumulation. The results presented should be of considerable assistance in delineating some aspects of hydrocarbon exploration in the area.