重磁数据稳定向下延拓的水平导数迭代法

向下延拓是重磁数据处理的常用手段,能有效地区分叠加异常、增强浅部异常,但现有向下延拓算法的计算大多是不稳定的,且易受噪声的干扰,往往造成异常形态的畸变.提出一种基于水平导数和向上延拓联合迭代的向下延拓算法,由于向上延拓和水平导数的计算是稳定的,因此该向下延拓方法可有效地增强结果的准确性和稳定性.理论模型试验表明该方法的向下延拓结果比Fourier变换计算结果更加稳定、准确,且受噪音干扰小.将该方法应用于实际数据的处理,结果显示该方法能稳定和准确地完成异常的向下延拓任务,且有效地增强了浅部局部异常.      

迭代Tikhonov正则化位场向下延拓方法及其在尕林格铁矿的应用

解析延拓是一种广泛应用的位场处理方法,向下延拓可以压制深部地质体的影响,突出浅部异常。但是,向下延拓滤波因子是一个高通滤波器,会造成下延结果震荡,从而限制了该方法在实际资料中的应用。文中详细介绍并实现了迭代Tikhonov正则化向下延拓方法,在理论模型上将该方法与传统频率域延拓方法进行对比,表明迭代Tikhonov正则化向下延拓方法的有效性;并将该方法应用于青海尕林格铁矿区磁测资料的处理解释中,下延结果与钻探情况相符,说明在厚覆盖层的勘查区中,运用迭代Tikhonov正则化向下延拓方法能够有效地提高资料处理解释的效果。     

二度磁异常向下延拓的一种方法

从二度磁异常上延理论出发,推导出一种下延方法。该法有较高的延拓精度。为减少实测数据中高频干扰给下延结果带来的影响,还讨论了磁异常的光滑问题,并推导出一个能压制高频干扰、突出低频异常的下延公式。     

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。     

航磁异常深部弱信号提取技术研究

磁异常通常是地下不同深度磁性地质体产生磁场的叠加,在规范高度的航磁测量结果中,深部磁性体所产生的异常通常表现为弱而平缓,其水平与垂向分辨率均较低,在航磁资料处理解释中难以有效捕获。因此,应用适当方法提取由深部地质体引起的弱磁信息是十分必要的。本文采用精度高且稳定的位场延拓技术将航磁异常向下延拓,可以稳定增强磁异常幅度,随着延拓面与场源之间距离的减小,浅成磁信号与深成磁信号的视深度差异将增大,在对数功率谱上可以将其区分,而后可利用匹配滤波方法将浅部信号剥离,从而得到深部弱信号,同时可计算深部弱信号的视深度。     

优选延拓技术及其在中国布格重力异常图处理上的应用

从维纳滤波原理出发 ,应用多层格林等效层模型精确模拟实测重磁场的径向对数功率谱 ,实现了重磁场在频率域的优选延拓。通过理论模型实验 ,证实了优选延拓算子具有向上延拓时不过分衰减低频信号、向下延拓时不过分突出或压制高频信号的选择性功能。根据优选向上延拓可以保证低频成分不衰减的性质 ,能够较为精确地提取区域异常 ,进而分离出局部异常。利用优选向下延拓可以对指定波段放大 ,而对其他波段保持全通的特征可以实现对某一深度或尺度的局部异常有选择地增强。运用优选延拓技术对中国大陆布格重力异常进行了增强与分离处理 ,获得了基于最佳滤波原理计算的中国大陆区域重力异常、剩余重力异常和带通重力异常。为研究中国大陆表层的岩石物性结构及平面分布特征提供了新的资料 ,同时也说明了优选延拓技术具有广阔的应用领域     

用解析延拓求取剩余磁异常来圈定浅部隐伏磁铁矿脉

剩余磁异常求取是一种对磁场强度进行化极,解析延拓后提取浅部磁性介质异常的高通滤波方法。对于处于强磁性围岩的磁铁矿脉来说,浅部磁铁矿脉的异常往往被大规模的磁性围岩所引起的异常所掩盖。磁场强度与场源到测点距离的平方(二度体)或者立方(三度体)成反比,进行向上延拓的时候,由浅部场源引起的高频异常衰减快,深部场源引起的低频异常衰减的慢,因此地面实测磁场去掉向上解析延拓后的磁场值,可突出反映近地表磁性体引起的高频异常。这里通过解析延拓求取剩余异常,实现浅部磁铁矿脉异常信息的提取,为寻找隐伏的磁铁矿脉提供依据。并且利用此方法在秘鲁共和国Morritos铁矿圈定隐伏磁铁矿脉,验证了剩余异常在大规模的高磁性围岩中寻找隐伏磁铁矿脉的应用效果。     

优选向上延拓技术在鞍山—本溪示范区航磁应用

优选向上延拓技术可以保持深源低频信号基本不变的同时,使浅部高频信号衰减,能够较为准确地提取区域异常,进而分离出局部异常;避免了传统向上延拓浅源高频信号与深源低频信号同时衰减。笔者利用优选向上延拓技术处理鞍山—本溪示范区航磁资料,实现了深部区域异常的增强和分离,获得了较好的效果;并进一步对西鞍山铁矿床航磁异常进行三维反演,初步推断了西鞍山铁矿体空间形态和规模,为后期资料的成果解释提供了重要的参考依据。     

重力场向下延拓的三阶Adams-Bashforth公式法

重力场向上延拓是稳定且收敛的过程,而向下延拓是不稳定且发散的过程。为此,本文提出一种重力场向下延拓新方法。首先,对重力场及其垂向一阶导数向上延拓,得到不同高度的重力场垂向导数;然后,基于求解微分方程的三阶Adams-Bashforth多步法,推导出稳定的向下延拓公式;最后,为验证本文方法,将其分别应用于模型数据和实际数据。理论模型试验及误差曲线表明,相对于经典下延方法——傅里叶变换下延法和积分迭代下延法,新方法三阶Adams-Bashforth公式法下延过程稳定,边界效应不明显,下延深度可达5倍点距,下延结果与真实值的相对误差更小,结果更准确。将本文方法应用于加拿大某区实测航空重力数据,得到有效且准确的下延结果,能够识别和圈定一些细小异常特征。     

视磁化率的计算及其应用

引言 航磁资料数据处理是从航磁资料获取尽可能多的地质信息的手段。诸如为了消除地表局部磁性体的干扰,区分局部场和区域场而采用的向上延拓;为了区分复杂场,了解场源分布的向下延拓;为了区分同级相互干扰的异常,圈定磁性体边界的垂向导数计算;以及为了排除斜磁化影响,简化异常解释的化磁极运算等等,都已为广大物探和地质工作者所熟悉和应用,并在航磁资料的地质解释中发挥了一定作用。视磁化率换算则     

地面及井中高精度磁测联合反演解释在铁矿勘查中的应用

四川平川烂纸厂铁矿是我国重要的峨眉山玄武岩建造型铁矿床。通过对平川地区地面高精度磁数据进行化极、向上延拓以及小波分析等处理,圈定了五个磁性体。该区磁性体受南北向断裂控制,异常沿南北向呈狭长串珠条带状分布,产状近直立,埋藏较浅,下沿深度较大。通过与井中磁异常分量Za数据联合反演,获得磁性体的深部形态特征,分析了其对应的下延深度,与现已查明矿体的空间展布相吻合。地面与井中数据联合反演提高了深部目标体分辨能力,为深部矿产资源探测提供了重要的的地球物理方法。     

位场向下延拓的相关系数法

位场向下延拓的研究不仅仅是在重磁资料的解释中,而且在导航方面也有着重要的作用。位场的向下延拓归结于求解一个第一类Fredholm型的积分方程,笔者借鉴概率成像的思想,通过计算已知场与待延拓点位置之间的相关系数来求解向下延拓的方程组,实现了位场的向下延拓。对该方法进行检验:1)理论数据向下延拓10倍点距时,均方误差为理论异常最大值的0.23%;2)理论数据含均方误差为理论数据最大值的1%与5%的白噪声时,向下延拓结果的均方误差传播系数分别为1.18与0.54;3)实际资料向下延拓10倍点距时,相对平均误差为4.9%。     

上延衰减系数规律研究

延拓方法是重磁数据处理中常用的位场变换方法。向上延拓对滤去浅部不均匀体引起的干扰可以起着重要作用。但究竟上延多高才能滤去规模多大、埋藏多深的不均匀体引起的重力异常呢，本文试图来探讨这一问题。     

冀东南部航磁ΔT低缓异常化极下延特征及其对深部找矿的指导意义

本次研究使用河北省1∶2.5万高精度航空磁测资料。通过对航磁数据进行化极、向下延拓数据处理,对冀东地区3处典型航磁异常不同深度的下延效果进行对比分析,确定磁性体顶板位置。结合钻孔验证结果,讨论了深部矿体在航磁数据向下延拓曲线上的特征,表明了大比例尺高精度航空磁测在寻找深部铁矿上有很大作用,该研究对解决覆盖区深部找矿及危机矿山等问题具有重要意义。     

用等效源法进行重磁异常换算的效果

在磁力、重力异常的解释中,常常要进行异常场的换算,例如向上延拓、向下延拓,曲化平(将起伏地形上的观测值换算到某一水平面上的场值),磁异常不同分量之间的换算,求变换磁化方向后的异常(包括计算异常的化到磁极),以及异常的一次、二次垂向导数等等。这些换算已有一些方法可以进行,在上延、不同分量的换算和化到磁极等方面均取得了好的效果,但是在许多时候,特别对于观测面起伏高差较大的情况,常常效果不佳。而且有的方法丢掉边部测点的信息较多。在这里我们介绍重磁异常换算的等效源法,这种方法可以将上述不同方面场的换算问     

垂直叠加异常的判别与分解

本文提出一种判别与分解两个规则形体垂直叠加磁异常的波数域方法。野外所测的磁异常大多数均是迭加异常,有水平迭加的磁异常,有垂直迭加的磁异常,亦有水平与垂直均有的混合迭加的磁异常。水平迭加磁异常的分解较易解决,垂直迭加磁异常的分解就很难得到满意的结果。有人使用解析延拓(空间域)手段作垂直迭加磁异常的分解,向上延拓以求得深部的信息;向下延拓以突出浅部的信息,其结果误差大且效果不佳。在波数域内、目前所采用的维纳滤波或匹配滤波,在分解垂直迭加磁异常时问题也较多。关键在于性质不明异常的对数谱曲线是否存在着转折点,若有转折点,则需从此转折点前后的两个直线段求出斜率,得知深、浅磁性体的埋藏深度。然后还需对深、浅磁性体作出形态判断,方可将此迭加异常进行分解。然而,根据理论模型实际计算结果可知,即使求出了深、     

用磁异常的振幅谱求物体的埋深问题

近年来,在研究航磁异常时,常用异常的振幅谱或功率谱求物体的埋藏深度。特别是用维纳滤波器分离大面积重、磁异常中的区域异常及局部异常时,一般要先由异常的功率谱求出深部及浅部场源的埋藏深度。这两个深度的计算精度,对滤波器的滤波效果有影响。为此,我们对这个问题作了一些研究。下面叙述研究的初步结果。一走向无限长、向下延深无限大的薄板走向无限长、向下延深无限大的簿板其磁异常的频谱表达式是: T(ω)=4πbIe~(iβ)sinα(n il)e~(-|ω|h) (1)式中2b及h为薄板的水平宽度及上端埋深;I为其磁化强度;α为板的倾角;β为α与I的倾角之差;l、n为测量磁场方向的方向余弦。T(ω)为ω的偶函数,故可只讨论ω≥0情况,下     

位场向下延拓的导数迭代法

针对向下延拓的不适定问题,提出了一种新的位场向下延拓方法-导数迭代法。从位场垂向一阶导数的定义出发,将观测面和向上延拓、向下延拓同等高度平面上的位场值近似联系起来,采用迭代法进行逐次逼近,推导出空间域位场向下延拓的导数迭代法的递推公式。考虑到空间域向上延拓积分方程实现的复杂性,对递推公式进行快速傅里叶变换,整理得到波数域中的导数迭代公式,同时证明了该方法的收敛性。模型检验和实例分析均表明迭代法相对直接FFT法具有稳定性强和下延深度大的优点。     

青海尕林格V矿群磁异常特征分析

尕林格矿区矿体以磁铁矿为主,局部地段伴生铅锌、铜.区内几乎被第四系砂砾层覆盖,覆盖层厚度一般在180~300 m,矿体与围岩磁性差异明显,磁法勘探在该区找矿中是最为直接有效的方法.由于矿体埋深较大,地面测得的ΔT异常特征不明显,使得推断解释依据不充分,因此推断的结果存在较大误差或多解性.通过对该矿区Ⅴ矿群磁测资料进行化极、解析延拓及小波多尺度分解等新技术方法的应用,可供分析推断的信息增多,消除了浅部干扰因素,凸显出了异常细节特征,分析推断结果的准确性有了很大提高.确定了异常源的空间分布状态,为寻找深部磁铁矿、布设钻探工程提供了依据.通过212线上的3个钻孔验证,在深度450~650 m处发现平均厚度为50 m的磁铁矿体,为今后寻找深部盲矿体提供了参考与借鉴.     

二维位场曲面延拓的等效源法

在任意起伏地形条件下,重磁位场解析延拓(简称曲面延拓)原理、方法的研究是位场解释理论中一个难度较大的重要课题,许多物探工作者做了大量工作,其中布哈塔卡尼亚(B.K.Bhattacharyya,1979)等人提出的方法比较成功地解决了曲面延拓中的“上延拓”问题;“下延拓”问题,由于问题本身的复杂性,一直还没有令人满意的解决办法. 本文所论述的解析延拓原理和方法适用于任意起伏地形条件下的解析延拓,既可以作“上延拓”,也可以作“下延拓”.限于篇幅,本文只讨论二维问题.