基于归一化特征值的重磁数据边界识别方法及其在西藏古堆地热勘探中的应用

基于重磁数据的地质体边界识别是地球物理数据解释的重要内容。随着重磁梯度张量测量技术的不断发展,基于梯度张量数据圈定地质体构造边界位置的方法也在不断发展。本文定义一种基于梯度张量特征值的归一化边界识别滤波器,可同时进行不同深度目标体的边界位置圈定。为验证本文方法的有效性,将建立方法应用于合成的重磁数据中,相比于传统边界识别滤波器,本文滤波器具有更高的水平分辨率和精度,并且在正负叠加异常的试验中,可有效地避免虚假边界的产生。最后,将归一化特征值边界识别滤波器应用于西藏古堆地热田的地质构造解释,结果表明,基于特征值的边界圈定方法能够更准确地显示地质构造的边界位置,发现更多地质体构造细节特征。     

上海地区区域稳定性评价

通过对上海地区重磁场特征，地质构造特征与地震震中的相关性分析，认为地震震中的主要分布于重磁梯度带的叠加干扰部位正负重磁异常边缘，尤其是转折和凸起部位；在断裂构造上地震震中主要分布于具有一定活动性的北西，北东向断裂上，尤其是北东与北西向断裂的交会部位。     

基于反双曲正切的位场边界识别技术

通过分析倾斜角概念,提出利用反双曲正切函数特性对归一化的垂向导数进行变换处理,来识别重磁异常中地质体边界和提取地质体分布、断裂构造平面展布特征等信息。理论模型和实际资料对比分析表明,利用该方法识别重磁异常边界具有较好的效果和较高的分辨能力,能够获取丰富的地质信息,对识别地质体边界、划分大地构造单元、确定断裂带和地质构造走向等具有一定的意义。     

改进的倾斜角法在位场场源边界识别中的应用

位场场源边界识别是位场数据分析解释中的重点内容之一。相邻异常源由于场的叠加而难以区分,尤其是对于叠加异常中不同深度的场源边界的识别。倾斜角法是位场数据处理中常用的边界增强方法之一,能有效突出低振幅、短波长的异常特征。本文基于倾斜角法定义了新的位场边界探测方法,该方法利用倾斜角方程中位场二阶垂直导数与垂向导数水平导数之比进行计算,能有效区分相邻异常源产生的叠加异常,突出叠加异常中不同深度场源的边界特征。通过综合模型和实测数据,并与现有的基于导数的位场边界探测方法进行比较,评价了该方法的应用效果。结果表明,该方法对场源深度的变化不太敏感,它可以更准确地确定场源边界,区分相邻异常源的叠加异常,尤其对密集型组合地质构造的识别有较好的效果,即使是在场源埋深较大情况下,也能突出叠加异常中不太明显的微弱变化的线性异常特征,以及弱异常源的形态特征,可为精细研究局部地质构造提供技术支持。     

重力异常图中的边界增强和提取技术

对比了重磁勘探领域中4种典型的边界增强方法：Tilt导数、Tilt导数的水平梯度、Theta角和归一化的标准偏差,它们都能放大与边界有关的高频异常。增强后异常幅值极大值与地质体边界对应的情况可用近似边界法自动提取,而异常幅值拐点与边界对应的情况可以引入Canny边界检测算子来提取。理论模型试验表明：用Canny算子提取Tilt导数图边界与用近似边界检测法提取其它边界增强图的边界相比,前者提取的边界位置与真实位置更吻合,虚假边界更少。应用该方法对梅山铁矿的局部重力异常进行了处理,勾画出铁矿的大致范围。     

基于重磁异常的天津市平原区深部构造特征识别

天津隶属华北平原区,在大地构造位置上一级分区属于渤海湾裂谷盆地,为典型的多旋回盆地,受不同构造旋回期的发展演化控制,早期地质构造被掩盖,而研究深部构造有利于构造单元划分、资源评价、城市规划、地学研究等.笔者利用区域重磁资料,结合以往地质资料,通过小波变换有效的分离出重磁局部及区域异常信息并利用增强局部相位边界识别技术提...     

河北省铁矿分布与重磁场特征的关系

在河北省铁矿资源潜力评价及成矿预测中,对重力场、磁场特征进行了总结和归纳,认为规模较大的航磁正异常主要是出露或隐伏侵入岩基的反映;大面积分布的低缓正磁异常区则主要反映了太古宙变质岩系或基底隆起的边缘,沉积变质型铁矿主要密集分布在此区域;负磁场区主要出现在中上元古界、古生界碳酸盐岩和中生界酸性火山—沉积岩系;强度高、梯度大、或有明显负值伴生的局部磁异常则可能是磁性铁矿的反映。从重力场特征看,磁性铁矿主要分布在布格重力异常的梯级带或异常扭曲处,以及正、负异常的交界处,这些地方多与地质构造强烈变形密切相关。只有对重磁场进行深入地质剖析,结合典型矿床上建立的识别标志进行对比分析,才能得出一个符合客观实际的地质解释。     

位场归一化差分法的边界检测技术

针对常规位场数据处理存在场源边界定位精度低和识别能力差的问题,提出了识别边界位置的归一化差分法。根据x、y、z 3个方向的差分算子与构造边界位置位场异常特征间的关系,给出了突出异常梯级带的n阶归一化差分表达式。单体模型试验表明：z方向和经90°相移的x、y方向的一阶差分可以对模型体边界位置的异常梯级带进行紧缩;一阶归一化差分的异常等值线较为集中地分布在模型体边界位置,说明对边界有一定的识别能力,但精度稍低。为此,采用二阶差分进行进一步试算。结果表明:3个方向的二阶差分在一阶差分的基础上进一步增强了对边界的识别能力,而且二阶归一化差分的异常梯度带与模型边界位置具有良好的一致性。含噪声组合模型重力异常对比分析表明：与常规边界识别方法相比,差分半径较小的二阶归一化差分对地质体的边界识别能力强、定位精度高;差分半径较大的二阶归一化差分在一定程度上可以解决噪声干扰的问题,且等值线梯级带可以相对地突出大型地质体的边界。在实例应用中,归一化差分法检测出了黑龙江虎林盆地28条断裂,其中13条断裂通过盆地已有单元构造格局和DB1线电阻率剖面得到了证实。     

重磁异常的小波模极大值分解及其在北衙矿区中的应用

位场数据异常存在的线性特征往往对应着地下断裂构造、不同岩性地质体的边界接触带或者其他具有一定密度或磁性差异的构造特征。对这些线性特征进行增强、提取并进行半定量地解释是重磁资料处理的主要内容。然而,位场数据中若混入噪声干扰,再利用总水平导数、总水平梯度倾斜角等方法进行高次求导运算会把噪声放大,导致提取的线性构造位置发生偏离甚至出现错误。为了获取较为准确的线性构造及边界位置,选取对噪声干扰不敏感的小波模极大值方法,将该方法用于模型试验和实际矿区数据处理中,都能较好地定位出异常体模型边界和矿体的投影边界,表明小波模极大值是一种有效的重磁异常线性特征增强与提取方法。     

秦岭造山带中段重磁异常与成矿带的关系

成矿带的展布受地质构造的控制,而地质构造在重磁异常上有明显反映。为了研究秦岭造山带中段重磁异常与成矿 带的关系,该文系统整理、处理了秦岭造山带中段已获得的重磁力测量资料,分析研究了重磁异常的展布特征、推断了研 究区的断裂构造,讨论了结晶基底的起伏特征,并结合区域地质资料及矿床分布资料讨论了重磁场特征及其与地质构造、 成矿带的关系。结果表明,秦岭造山带中段成矿带均分布在重、磁异常梯度带上或几组不同方向异常的交汇部位,尤其在 局部重力高异常范围内及其边部梯度带上矿体富集。这一结果为研究秦岭造山带的地质演化、地质构造（尤其是深部构 造）、断裂分布及下一步的成矿有利区预测提供重要的参考信息。     

重磁场的变差函数特征及应用

用变差函数研究重磁场的区域变化特征.变差函数的变程反映重磁场的相干范围, 块金效应反映随机干扰, 基台值反映变异程度.重磁场的理论模拟说明: 重力场的相干范围大于磁场, 重磁场变程主要取决于场源深度, 浅源重磁场变差函数近似为球状模型或指数模型, 深源重磁场近似为连续性更好的高斯模型.磁场场源深度近似等于变程的一半, 重力场场源深度近似等于变程的四分之一.湖北大冶铁矿垂直分量磁异常具有几何各向异性, 北西-南东走向, 变差函数推测磁铁矿平均深度为250m.磁异常小波多尺度分解细节和逼近部分磁场具有协调几何各向异性, 变差函数的各阶场源深度估计结果与功率谱估计结果吻合.      

利用重磁水平和垂直二阶导数确定东北地区梯度带

分析了东北地区的重、磁场特征,同时对研究区的布格重力异常和航磁异常数据进行水平和垂直求导。水平和垂直参量图能给出断裂和走向的信息。结合布格重力异常图可以得出东北地区重力梯度带的走向和边界,并对比重力和磁力的垂直和各个角度的水平二阶导数来综合确定东北地区梯度带。利用求重力和磁力的水平和垂直二阶导数来划分东北地区梯度带。     

内蒙古中部地区重磁场特征及地质解释

以内蒙古中部地区重磁资料为基础,对区域重磁场特征与地质构造关系进行了深入分析,综合推断解释出区内以北东向、东西向为主的多条断裂构造,并圈定多处岩体。结果显示,推断地质构造与区内矿产地空间位置密切相关。笔者希望本文能为区内深部地质构造研究及区域找矿提供基础资料。     

东海陆架盆地构造划分的高精度重磁解释技术

本文利用面积广、勘探深度大的重磁数据通过增强型局部相位边界识别方法和优化欧拉反褶积法获得东海陆架盆地的构造特征,为油气勘探提供基础资料。增强型局部相位边界识别法是重磁数据一阶和二阶水平导数的比值函数,能有效地均衡不同深度地质体的边界响应,从而同时显示不同深度构造的边界,提高对较深层构造的分辨率;优化欧拉反褶积法有效地降低了背景异常的干扰,从而可获得更加准确的构造反演结果。理论模型研究表明,增强型局部相位边界识别法可更加准确和清晰地划分边界信息,优化欧拉反褶积法可获得更加准确和收敛的反演结果。综合利用增强型局部相位边界识别和优化欧拉反褶积法对东海陆架断裂构造分布进行划分,获得了分析区域构造背景和评估油气潜力的基础资料。     

南海西北部海南岛幅重磁场特征分析

海南岛幅重力异常基本特征是自由空间异常呈现北高、南低的变化趋势，布格重力异常表现为随着水深加大，异常值增大，由西北向东南方向（南海海盆）逐渐增高。海南岛幅磁异常基本特征是以负值为主，东部磁异常走向主要为北东和东西向，西部磁异常走向主要为北西向。陆架区为低缓负异常，陆坡区为局部负异常及正负伴生异常，深海盆地为急剧变化的条带状异常，而西沙群岛为局部急剧变化的异常。依据重磁场异常，结合相关的地形、地貌、地质构造等资料对海南岛幅进行合理分区，并初步进行地质因素分析。     

重磁数据在东海陆架盆地构造格架划分中的应用

针对现有重磁构造识别深部地质体分辨率低的情况,提出改进局部相位边界识别技术,采用不同阶水平导数的比值函数有效地均衡不同深度构造的响应,提高了对深部地质体的分辨能力。理论模型试验表明改进局部相位边界识别技术能更加清晰和准确地识别地质体边界,且受噪声干扰较小。利用改进局部相位边界识别技术对东海陆架盆地重磁数据进行构造识别,并比照欧拉反褶积结果进行断裂划分,结合东海基底反演结果和地质资料给定东海陆架盆地的边界和主干构造格架。     

基于高精度重磁方法在圈定超基性岩体中的应用研究

桂北元宝山地区是广西重要的多金属成矿区带之一,该地区广泛出露基性—超基性岩体,而基性—超基性岩体与铜、镍、钴、铬等多金属矿产关系十分密切。通过开展1∶1万高精度重磁测量和岩（矿）石物性参数统计,结合研究区成矿地质条件,确定了磁力高、重力高为该铜镍多金属矿区识别基性—超基性岩体的关键标志,重磁综合研究成果表明两者异常具有很好的同源性。利用不同的数据处理和异常分离方法,获取了研究区地球物理场特征,厘清了断裂构造展布格架;深入分析了局部重磁异常特征,并对重点异常25号岩体进行了2.5D人机交互反演拟合计算,获取了岩体的空间形态特征;利用界面反演计算获得了研究区基性—超基性岩体的埋深分布与走向展布规律,提出了研究区内的有利找矿地段。该研究成果对今后利用重磁方法寻找与基性—超基性岩体密切相关的铜镍等多金属矿方面的工作具有重要的指导作用。     

井地电法地表电场分布规律模型试验研究

为研究井地电法在确定异常体边界时电场的分布规律,笔者对室内水槽固定位置的低阻体(铜板)直接供电,并对充电低阻体形成的电场在地表的电位分布特征进行观测。研究不同方向电位分布特征,及进行线性拟合建立电位梯度曲线,分析异常体不同方向上的电位梯度变化规律,确定该低阻体的边界特征。模拟实验表明,电位梯度曲线在异常体的边界会出现明显的拐点,与电位分布图的对比表明,电位梯度曲线在异常体边界的变化可以作为识别异常体边界的标志。     

航磁全轴梯度异常特征研究

因提供多参量、压制深部异常突出浅部异常等优点,近几年航磁梯度测量在国内航空物探领域成为新的研究热点。以AGS-863航磁全轴梯度勘查系统为依托,介绍了航磁梯度理论基础和应用研究现状,为了总结归纳航磁梯度异常与地下地质体的对应关系,设计了典型理论地磁模型,进行了大量正演模拟计算工作,并结合野外应用实例,得出以下几点结论:相比于总场异常,梯度异常在圈定磁性体方面更具优势;对于独立磁性体,垂向梯度的峰值精确对应异常体的中心位置,当模型走向延伸越长,主剖面异常的零值点越靠近异常体边界,主剖面的纵向梯度的最大值和最小值可精确对应异常体的左右边界,垂直于主剖面的横向梯度的最大值和最小值精确对应异常的上下边界;对于组合磁性体,利用主剖面的纵向梯度峰值和垂直于主剖面的横向梯度峰值锁定的磁性体范围有所扩大,并且垂向梯度峰值向附近磁性体方向偏移;对比实测梯度数据与理论梯度数据,发现实测梯度数据存在明显的优势,可以在人文干扰识别、高频地质信息挖掘等方面发挥突出作用。这些工作可以为实测航磁梯度的野外数据获取者认识异常、鉴别异常和区分真假异常等提供参考,并为异常解释工作者提供一定的帮助。     

金堆城钼矿集区及邻区重磁场特征

通过对东秦岭金堆城钼矿集区及邻区已有重、磁测量资料系统整理和研究,并结合地质、钻井等前人研究成果,对研究区的重、磁资料进行了处理,推断了研究区的断裂构造,分析了重、磁局部异常与已知钼矿点的分布特征,进而探讨了研究区的成矿有利区。研究结果表明,研究区主要断裂可以分为近东西向、北东向和北西向3组,近东西向和北东向两组断裂构造的交切点控制了岩浆岩体的空间侵位,并且控制了研究区钼矿点(床)的产出位置;钼矿(床)点分布在重力低异常区、重力局部低异常向高异常过渡的舌状伸出部位和化极后局部正负磁异常的边界上,并且与负磁异常相关;根据地质构造和已知钼矿点在局部重、磁异常中的反映,结合化探异常和断裂控矿特点,圈定了4个找矿有利区。