低纬度磁异常化极的伪倾角方法改进

基于改造化极因子的低磁纬度频率域化极方法具有计算速度快、控制参数少、操作简单、化极稳定等优点.本文分析压制因子法和伪倾角法的化极因子特征及其控制参数的影响,在此基础上改进伪倾角法的化极因子,即在磁偏角垂直方向及附近采用伪倾角法化极因子,而在其他方向采用常规频率域化极因子.改进后的伪倾角法既能有效压制磁偏角垂直方向及附近化极因子的放大作用,使得化极稳定,又能减少其他方向有效信号的化极特征的损失,提高化极精度.理论模型数据试验表明本文改进方法有效.利用本文改进方法对南海海域磁总场异常数据进行了变磁倾角化极,得到南海海域化极磁异常,这为研究南海大地构造特征和岩浆活动提供重要的参考资料.     

基于概率成像技术的低纬度磁异常化极方法

化极转换是磁异常解释的重要基础,为了克服在地磁纬度较低的地区尤其是磁赤道附近化极不稳定的问题,出现了多种化极方法．本文基于概率成像技术提出了一种等效物性的反演方法,实现对地下等效场源的反演成像,取得了对低纬度磁异常稳定化极的效果．化极反演中逐次对剩余异常进行反演成像,实现由概率模型到物性模型的复杂映射,避免了类似反演中需要大型方程组求解等问题,并将概率模型的构制、物性参数的反演和反演评价有机地集成到一起,加速了反演成像的进程,使反演成像速度与目前概率成像的计算速度达到可相比拟的程度．对理论模型和实际资料的计算表明,该方法对低纬度磁异常化极处理是稳定有效的,而且可以较好地压制噪声干扰,能够在噪声干扰条件下进行反演化极．     

低纬度磁异常化极方法——压制因子法

磁异常化极转换是磁异常解释的重要基础，针对频率域磁异常化极现状，本文对低纬度化极的困难原因进行了深入分析，并提出了针对性的化极措施——压制因子法. 与已有研究比较，该方法具有简单直观、控制参数少因而便于实际操作的特点，模型计算表明了方法的有效性. 在我国南海低磁纬度地区实测磁异常的计算解释中，应用该化极方法，取得了良好的效果.     

低纬度磁异常的初始模型约束全卷积神经网络化极方法

磁异常化极是磁测数据处理的重要基础工作, 低纬度磁异常化极运算不稳定.深度学习是一种有效解决不稳定问题的数据驱动方法.然而, 现有基于深度学习的位场数据处理仅以位场响应作为输入, 缺乏场景外样本数据的通用性, 往往导致深度学习网络预测结果的泛化性能不足.因此, 为了克服这一问题以及进一步提高低纬度磁异常化极的精度.受“知识 &; 数据”联合驱动深度学习网络结构的启发, 本文提出一种基于初始模型约束的低纬度磁异常化极全卷积神经网络结构.该网络结构的输入包含两部分, 一部分为低纬度磁异常, 另外一部分为初始模型, 网络输出为垂直磁化方向磁异常.训练与测试的磁异常数据采用基于网格点格架函数的空间域快速正演生成, 以及对低纬度磁异常采用稳定的频率转换来获取初始模型, 另外本文对数据集中10%的随机样本加入了5%的高斯噪声, 以此增强全卷积神经网络结构的鲁棒性.理论模型试验验证了本文所提方法的有效性、精确性以及鲁棒性.最后, 将本文方法应用于实际磁测数据, 取得了良好的效果.

     

适用于变化磁倾角的区域磁异常三分量转换与化极方法（英文）

本文从标量磁异常总可视为矢量磁异常在某方向上的投影这一角度出发,系统回顾了磁异常频率域三分量转换和化极的基本表达式,提出了一种适用于变磁化倾角的区域磁异常三分量转换与化极方法。该方法将化极视为分量转换和磁化方向转换两个过程,通过连续两次应用磁异常垂向分量转换程序实现变倾角化极,区别于ArkaniHamed的变倾角化极方法,两类迭代计算的表达式具有高度统一的优越性。理论模型计算表明该方法具有较高的磁异常分量转换和化极处理精度,实际资料处理表明该方法具有实用性。     

磁赤道处化极方法

化向地磁极(化极)是最基本的磁测资料处理方法之一,化极能消除或减少斜磁化影响,提高对磁测资料的认识程度和解释水平,对研究地壳产生的磁异常具有重要意义.但低纬度地区特别是磁赤道处,化极处理很不稳定甚至奇异,一直是位场研究的难点.针对地磁纬度较低特别是磁赤道地区磁异常化极的困难,利用从磁北极处垂直磁化向低纬度地区水平磁化方向转换稳定的特点,提出"狭义化赤"概念,并将其与低纬度磁异常"倒相"解释方法结合,提出专门用于磁赤道处化极的方法.该方法扩展了现有的化极理论,实现了磁赤道处的稳定化极.区别于目前任何方法,专门用于(近)水平磁化条件下的化极计算,具有原理简单,实现方便,收敛速度快等特点.对理论模型和实际资料计算表明这种针对磁赤道地区磁异常的化极处理方法是稳定、可靠的.     

变倾角磁异常化极方法

磁异常化极是磁测资料处理和解释的重要基础,在大面积磁法测量及编图工作中,测区内磁纬度的变化范围很大,多个图幅资料只采用单一的磁倾角作化极处理显然是不合理的,必须考虑变磁倾角的处理方法.本文针对这一问题,改进常规的化极实现途径,尝试了在频率域进行大区域逐点变磁倾角实现化极的方案.理论模型和实际资料均表明,该方法在磁倾角变化范围很大的情况下,数值恢复精度比传统方法有较大提高,对目前大面积矿产资源磁法勘探资料连片处理具有实际意义.     

改进的阻尼法低纬度磁异常化极方法

中低纬度地区的磁异常资料进行化极处理能减少或消除斜磁化影响,对提高磁测资料的利用程度有重要意义.本文在总结分析原有的低纬度磁异常化极过程的基础上,改进了原有化极方法的滤波过程.改进后的阻尼化极方法,采用将振幅谱和相位谱分开进行滤波的过程,过程中只需要考虑对化极因子的振幅谱进行压制即可.通过公式分析表明该方法更加合理,减少了人为因素的影响;经单个模型和组合模型试验表明,此化极方法准确、稳定、可靠,可以有效地突出低纬度地区的异常体信息.

     

磁总场异常垂直梯度三维相关成像

本文提出了磁总场异常垂直梯度三维相关成像方法,用于成像地下等效磁源分布.它首先将地下待成像空间划分为三维规则网格,然后直接计算每个网格节点磁偶板子在观测面理论磁总场异常垂直梯度与实测磁总场异常垂直梯度的互相关,其相关系数值表征等效磁偶极子分布(即磁偶极子发生的概率).理论长方体组合模型数据和实际某矿区磁测资料试验结果表明本文方法计算得到的相关系数值能基本反映地下的磁源分布,且分辨率明显高于磁总场异常三维相关成像的分辨率,也高于基于熵滤波分离异常的磁总场异常三维相关成像的分辨率.     

南沙海域及邻区△T磁异常化极的实现

在对南沙海域及邻区(2°N～17°N,104°E～122°E)1960～2000年间地磁倾角/偏角等地磁要素特征变化及△T磁异常数据特点分析研究的基础上,通过对低纬度化极方法的综合分析及实验对比试算,提出了滤波与偏移抽样法结合的化极处理方法模式及数据分带划块的具体实施措施,实现了该超低磁纬区,亦称零磁纬区(地磁倾角变化范围:-15°～+20°;地磁偏角变化范围:-1°～+1.3°)大范围、多来源、长测量时间间隔实测△T磁异常的变倾角变偏角化极,并给出了对化极结果的评价及验证。△T磁异常化极的实现,为深入研究该区域内磁性地质体特征,提供了更为密切直接的依据。     

基于离散余弦变换（DCT）的化磁极方法

针对提高磁异常化磁极的质量问题,提出基于离散余弦变换(DCT)的化磁极方法.以位场余弦变换谱分析为基础,从理论上推导了基于DCT的二度和三度体总场磁异常化磁极转换公式.在倾斜板状体模型实验中,化磁极误差小于0.001 nT,具有较高的精度;在单球体及多球体模型实验中,采用基于DCT的化磁极方法在5.倾斜磁化时就可以取得较好的化磁极结果,15°时化磁极的效果更加明显,其等值线的形态、幅值以及所反映的磁性体的水平位置都得到较好的恢复,这说明,采用本文方法进行化磁极时,可以取得较好的效果.     

应用磁视散度及磁源重力异常确定低磁纬度地区磁性体分布-以哥伦比亚普图马约盆地为例

低磁纬度地区受斜磁化的影响,用常规方法很难准确确定磁性体的平面分布特征.为了研究位于低磁纬度地区普图马约盆地的磁性体分布特征,本文根据场的散度原理,假定磁△T异常为具有一定方向的矢量场,其方向与磁化方向一致,导出了磁△T异常视散度的计算方法;根据磁位与引力位的关系,在频率域中通过磁△T异常求取了磁源重力异常,并尝试利用拉普拉斯方程计算磁源重力异常垂向二阶导数.本文设计理论模型讨论了磁△T异常视散度、磁源重力异常垂向二阶导数的特征与磁性体平面分布特征的关系,证明了上述方法的有效性.进而利用上述方法推测了普图马约盆地磁性体的平面分布特征,结果表明:应用磁视散度及磁源重力异常确定的普图马约盆地磁性体分布与实际地质特征吻合较好,取得的成果对普图马约盆地相关地质研究及对低磁纬度地区的磁性体的确定有一定的参考意义.     

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。     

给定观测精度下的点(线)源模型重力与磁力横向分辨能力研究

当相邻有两个或两个以上地质体时,重力（重力异常、重力张量）和磁力（磁力异常、磁力张量）就会产生叠加,这会对横向分辨多个地质体带来较大困难,因此需要对重力和磁力横向分辨能力进行深入的研究.本文从重、磁场正演理论出发,以球体（点源模型）和无限延伸水平圆柱体（线源模型）为例研究重力异常、重力张量、化极磁力异常以及垂直磁化磁力张量的理论横向分辨能力以及在给定观测精度条件下的实际横向分辨能力.通过研究表明,重力和磁力理论横向分辨能力随深度呈线性变化;给定观测精度下的重力和磁力实际横向分辨能力与形体质量、磁矩大小及观测精度呈正相关,且实际横向分辨能力随深度呈指数衰减变化.通过重力和磁力横向分辨能力的研究将为重、磁勘探的实际应用起到指导作用.

     

给定观测精度下的点(线)源模型重力与磁力垂向识别能力研究

重、磁勘探具有效率高、成本低、工作范围广等优点,已在地球物理勘探中得到了广泛应用.前人大多在不考虑重、磁勘探观测精度的条件下进行了垂向识别能力的研究,但在考虑重、磁观测精度条件下,重力（重力异常、重力张量）与磁力（磁力异常、磁力三分量、磁力张量）对孤立异常的垂向识别能力如何则需要进行深入的理论研究.本文从重、磁场正演理论出发,以球体（点源模型）和无限延伸水平圆柱体（线源模型）为例,考虑给定观测精度条件下,以重力和磁力幅值大小与观测精度的关系来研究垂向识别能力,从而消除了背景场的影响,提高了研究结果的可靠度.通过研究表明,对于孤立异常,重力张量在浅部一定深度内比重力异常的垂向识别能力强,该深度与重力异常和重力张量观测精度的比值成正比;垂直磁化磁力张量在浅部一定深度内比化极磁力异常的垂向识别能力强,该深度与磁力异常与磁力张量观测精度的比值成正比;磁力在浅部一定深度内比重力的垂向识别能力强,该深度与地质体的磁化强度和剩余密度比值、重力观测精度和磁力观测精度比值成正比.通过重力和磁力垂向识别能力的研究将为重、磁勘探的实际应用起到指导作用.

     

给定观测精度下的点(线)源模型重力与磁力垂向识别能力研究

重、磁勘探具有效率高、成本低、工作范围广等优点,已在地球物理勘探中得到了广泛应用.前人大多在不考虑重、磁勘探观测精度的条件下进行了垂向识别能力的研究,但在考虑重、磁观测精度条件下,重力（重力异常、重力张量）与磁力（磁力异常、磁力三分量、磁力张量）对孤立异常的垂向识别能力如何则需要进行深入的理论研究.本文从重、磁场正演理论出发,以球体（点源模型）和无限延伸水平圆柱体（线源模型）为例,考虑给定观测精度条件下,以重力和磁力幅值大小与观测精度的关系来研究垂向识别能力,从而消除了背景场的影响,提高了研究结果的可靠度.通过研究表明,对于孤立异常,重力张量在浅部一定深度内比重力异常的垂向识别能力强,该深度与重力异常和重力张量观测精度的比值成正比;垂直磁化磁力张量在浅部一定深度内比化极磁力异常的垂向识别能力强,该深度与磁力异常与磁力张量观测精度的比值成正比;磁力在浅部一定深度内比重力的垂向识别能力强,该深度与地质体的磁化强度和剩余密度比值、重力观测精度和磁力观测精度比值成正比.通过重力和磁力垂向识别能力的研究将为重、磁勘探的实际应用起到指导作用.