多环法计算重力垂向二次导数程序一例

多环法计算重力垂向二次导数程序一例王光杰（长春地质学院）多环平均值加权法是计算重力垂向二次导数常用的有效算法。在多年工作实践中，我们逐步优化了该方法的计算程序。该程序有三个特点：边界不损失，考虑了空区，短小易读。为了边缘不损失，计算平均值时，在边缘采...     

计算重力垂向二阶导数的模糊数学方法

本文推导了重力垂向二阶导数新的计算公式，并将模糊模式识别理论用于选取最佳逼近多项式的阶次。理论模型的计算表明，新方法的计算精度和抗干扰能力明显优于艾尔金斯（Ｅｌｋｉｎｓ）和罗森巴赫（Ｒｏｓｅｎｂａｃｈ）等应用较多的经典算法。为验证方法的实用性，文中最后给出了１：５万油田高精度测量数据的计算实例。     

计算重力异常垂向二阶导数的DCT法——模型实验

基于离散余弦变换（DCT）的重力异常垂询二阶导数的计算方法是笔者提出的新方法。以无限长水平圆柱体为例研究了DCT法的计算规律：模型实验证实,该法计算的无限长水平圆柱体重力异常垂向二阶导数的精度与采样闻隔、剩余密度及圆柱体半径大小无关。与圆柱体轴心埋藏深度成正比。通过分析给出了基于DCT的合适的线性滤波方式,滤波后的重力异常垂向二阶导数与理论二阶导数拟合效果好,具有较高的计算精度。     

位场垂向高阶导数的Tikhonov正则化迭代法

在位场数据处理中,垂向导数具有重要的物理意义。其在一定程度上可以划分不同深度和大小异常源产生的叠加异常,且导数的阶次越高,这种分辨能力就越强,但通常认为高阶导数的换算是不稳定的。本文在Tikhonov正则化求位场垂向高阶导数的基础上,结合迭代法进行逐次逼近,提出了位场高阶导数的Tikhonov正则化迭代法,并且得到Tikhonov正则化迭代法的递推公式。通过对该方法的滤波特性分析可以看出,该方法计算的位场垂向高阶导数具有一定的稳定性及保幅性。模型试验和实际数据的处理表明,该方法计算结果较常规FFT求导法有更高的稳定性和实用价值。     

准噶尔盆地南缘天然气垂向运移特征及成因分析

准噶尔盆地南缘齐古油田和独山子油田天然气具有明显的垂向运移特处，储层时代由老到新，埋藏由深变浅，天然气甲烷含量逐渐富集，碳同位素δ＾１３Ｃ１值渐趋变轻；成因研究表明，齐古天然气过成熟的煤型裂解气，独山子天然气成熟的煤型热解气，上述天然气均来自断裂下盘山前坳陷不同次凹的中下侏罗统煤导地层；天然气运移的主要控制因素可能为扩散作用，在此基础上结合该区地质条件对天然气的勘探方向和目标区进行了分析和预测。     

重力高阶方向导数的可视化拟合及其应用

针对目前人们所使用的交互式重力剖面拟合软件多以正演布格重力异常为主,在应用效果方面存有欠缺的情况,提出了在作重力剖面布格异常拟合的同时,增加高阶方向导数的拟合。其目的是发挥布格重力异常的高阶方向导数在突出浅部地质体的特征,压制区域性深部地质因素,区分相邻地质体引起的叠加异常等方面的优势。这里采用最小二乘法演算了布格重力异常高阶方向导数的计算过程,对计算程序编制和使用中涉及的相关问题进行了阐述,并例举了在地球物理勘探中,利用高阶方向导数提高重力资料解释效果的实例。并在最后对重力剖面进行可视化拟合解释时应注意的要点做了分析,强调了兼顾布格重力异常及其高阶方向导数二者拟合曲线均基本相似,而不应追求其中某一方面精确拟合的解释原则。     

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。     

重力高阶导数的正演研究

重力勘探作为一种位场勘探方法,由于体积效应或异常叠加效应,资料的解释往往精度差,也难以深度定位。因此,资料处理解释中的一个主要工作就是进行异常分离,以便突出异常的有用信息,区分不同异常源。高阶导数作为其中一种方法,能分离叠加异常,突出浅而小的地质体。     

重力垂向二次导数公式的评价

到目前为止,国内、外各种求重力二次导数公式已不下数十种了.由于它们的种类繁多、性质差异很大,不便于选择与利用,所以有很多人对公式的误差与性质进行了研究.但也有些作者只提出了公式,并未对所提公式进行讨论,这就可能在使用时造成错误.因此,本文针对较常见的十六个公式进行了评价.从它们的一般式出发,讨论各公式的误差(近似性及传递误差特性),进而找出正确选择与应用公式的方法来.为评述方便,特将各公式编号,列举如下:     

重力高阶导数的正演研究

重力勘探作为一种位场勘探方法,由于体积效应或异常叠加效应,资料的解释往往精度差,也难以深度定位。因此,资料处理解释中的一个主要工作就是进行异常分离,以便突出异常的有用信息,区分不同异常源。高阶导数作为其中一种方法,能分离叠加异常,突出浅而小的地质体。     

位场各阶垂向导数的ISVD算法及其应用

位场垂向导数广泛应用于位场数据处理与解释当中,目前求取位场各阶垂向导数方法大致可以分为两类：①在频率域进行;②在空间域进行。针对这两类方法存在着稳定性较差的问题,这里介绍了计算位场各阶垂向导数的ISVD算法,并通过对单一地质体模型和地质体组合模型产生的布格重力异常进行处理分析,证明了ISVD算法在计算位场各阶垂向导数时,特别是在计算位场高阶垂向导数时,比在频率域及空间域计算结果具有较好的稳定性,ISVD算法能够有效地识别出浅层小尺度地质体边界。为了验证该方法对实际资料的处理效果,对某区块实际布格重力异常数据应用ISVD算法试算各阶垂向导数,结合地质背景等资料划分出断裂体系。结果证明,应用ISVD算法计算的位场各阶垂向导数,对于确定浅层小尺度地质体边界有较好的效果。     

重力方法在太原南部地热开发中的应用

物探方法于已广泛应用地热能资源开发。太原南部地热开发方式是利用深部地热资源进行循环水供热,因田庄断裂垂向断距＞1 500 m,是影响太原南部地热资源分布的重要因素,其下降盘含热层深度＞4 000 m,开发成本极高,因此需要利用地球物理方法查明断层位置及走向。在城市进行物探工作,方法选择是需要考虑的关键因素之一,因此选取以重力为主、地震方法或CSAMT方法验证的方案。田庄断裂较为陡立,利用经2个已知孔剖面的重力水平一阶导数求取上断点位置,再利用剖面追踪布设方式确定断裂走向,结合CSAMT方法及已知钻孔资料综合拟合新生界覆盖层厚度。结果表明：田庄断裂由北东东向转北东向,田庄村东侧发现断裂错位,且方向发生改变;研究区东北—西南方向,沿田庄断裂覆盖层厚度逐渐增大。断裂位置及新生界厚度得到了西-GXWL探-1孔及后期施工钻孔的验证。     

油气微渗漏的垂向结构

<正> 油气微渗漏在垂向上具有一定的分区结构,这种结构是由油气藏和围岩的孔隙结掏、空间结构、地质结构和物理化学环境所决定的。油气向上渗漏的微泡迁移机制被人们普遍地肯定和接受。这种理论认为,烃类气体呈胶粒气泡型在浮力作用下以布朗运动方式沿着油气藏上覆岩层中充满水的、相互连通的“微裂隙”网络向地表迁移;而油气藏中的微量元素(油气灰分)也可以在气水界面张力的作用下被吸附在微泡表面,与微泡一同渗漏迁移。在这种机制中,微渗漏过程主     

天津市重力数据反演解释

重力数据反演是获取地下地质信息的有效手段。本文通过对天津市全区密度和电性参数的统计分析,了解天津市地层的物性分布规律。在对研究区布格重力异常数据采用归一化总水平导数垂向导数（NVDR-THDR）技术处理的基础上,对断裂构造进行了识别,对构造单元进行了划分。然后结合研究区地质资料,应用Geosoft软件中的密度界面反演模块对各构造单元内的密度界面起伏进行反演。并以GOCAD软件为平台,构建了天津市三维可视化地质模型,借助大地电磁（MT）测深点虚拟钻孔,实现了对主要地质界面和构造的标定。最后利用布格重力异常数据拟合同位置地质剖面,验证了模型的可靠性。应用上述反演成果,结合区内地质认识,推断宝坻断裂（F₁）、蓟运河断裂（F₂）、F₃、杨柳青断裂（F₄）、F₇在中生代后活动性较强,沧东断裂（F₆）和天津断裂（F₃₀）在古近纪后活动性较强。     

断层垂向封闭性定量研究方法及其在准噶尔盆地白家海凸起东道海子断裂带应用

断层的垂向封闭能力主要取决于断面的紧闭程度和断裂带内填充物的岩性。在定量计算断面正压力和断层两侧地层泥地比的基础上,提出了断层垂向封闭因子(Fvs)的概念,并将其定义为断面正压力与断层两侧地层泥地比的乘积。通过该参数可以定量评价断层的垂向封闭能力。以准噶尔盆地东道海子断裂为例,在建立断层垂向封油、气能力评价标准的基础上,应用断层垂向封闭因子(Fvs)定量评价了该断裂带的成藏期垂向封闭性及现今垂向封闭性,分析了该断裂带对油气成藏的控制作用,得到较好效果。     

脉状热液金矿垂向分带及深部预测（一）——成矿阶段及垂向分带概述

经过对４个金矿区带的系统调查研究。发现脉状热液金矿由早而晚具有磁黄铁矿－石英、黄铁矿－毒砂,黄铁矿－石英大脉、金－脉状黄铁矿、金银－多金属硫化物、金银－碲化物,黄铁矿－石英－碳酸盐７个阶段,矿床之间的差异只是成矿阶段系列发育的完整程度和成矿阶段发育的强度不同。在矿床、矿带和矿田范围内,都具有由上而下,由早而晚的金矿化垂向相对分带,Ａｕ,Ｃｕ,Ｚｎ,Ｐｂ,Ａｇ存在明显的时空变化趋势。     

脉状热液金矿垂向分带及深部预测（二）—垂向分带机理及深部预测

脉状热液金矿成矿元素析出沉淀遵循一定的顺序,并与相应的成矿阶段相一致。是由成矿元素的原子结构,晶体化学、电化学及其结合规律,成矿元素在热液中的活动性和晶体场稳定能决定;控制脉状热液金矿的断裂构造带上部张性裂隙群相对发育,氧逸度相对高,地下水较其深部丰富以及相应的外压力突降,挥发性物质逸散,氧化,地下水稀释作用和成矿元素本身亲氧性与亲硫性的差异等因素,导致进入断裂带中的金属硫配合物在上部首先分解沉淀,而后依次是中,下部,上部断裂构造的张开,充填,凝固对断裂构造起“焊接作用”,阻挡屏蔽了下一期次矿液的上升,后来的矿液只能屈居首次成矿体之下依次充填,凝固,由此最终导致了脉状热液金矿的垂向分带。