利用重、磁资料研究于都—赣县矿集区盘古山地区断裂构造及花岗岩体分布

盘古山地区是于都—赣县矿集区内一个重要的钨锡矿成矿区,研究区断裂构造和花岗岩体与成矿关系密切。利用重、磁资料研究盘古山地区断裂构造及花岗岩体分布,为深部找矿提供地球物理依据。利用重力异常归一化总水平导数垂向导数技术推断断裂构造平面位置;利用欧拉反褶积方法对重力异常垂向一阶导数进行反演计算,推断断裂构造平均深度;利用重磁异常垂向一阶导数技术推断花岗岩体平面位置;利用RGIS软件2.5D重磁剖面人机交互正反演技术推断花岗岩体断面位置,并用钻孔验证解释结果的正确性;利用RGIS软件3D重磁模型编辑模块展示花岗岩体空间位置。研究结果显示盘古山地区既有出露断裂,又有隐伏断裂,既有出露低密度、弱磁性花岗岩体,又有隐伏低密度、强磁性花岗岩体,花岗岩体分布受断裂构造控制,矿体分布受断裂构造和花岗岩体共同控制。     

含油气球冠模型三维重力归一化总梯度场特征

重力归一化总梯度的三维计算中,将圆滑滤波因子分别引入向下延拓和导数换算响应因子中,推导了其计算公式及数值实现过程,同时给出了具体的计算步骤;对含油气球冠模型的三维归一化总梯度场特征进行了分析与研究。研究结果表明,对于含油气球冠模型来说,不同于均匀球冠模型在各个深度的切平面等值线图中表现出单峰异常的特征,其三维归一化总梯度场的特征表现为:无论在过中心剖面的等值线图还是在某个深度的切片图中,只有当截止频率取值适当时才可以表现出"两高夹一低"的典型储油气藏标志特征,若取值不当,其表现出来的特征与均匀球冠模型相似。此外,归一化总梯度场等值线图中出现"两高夹一低"的位置,往往是含油气球冠所在位置和深度。     

用三维积分插值法延拓程序计算二维单剖面的试验情况

三维积分插值法延拓是一种根据某个已知的观测平面上的位场值,来近似地计算场源以上空间任意一点位场的方法。在磁力重力勘探资料解释中应用较广。大家知道三维积分插值法向上延拓的近似公式为:     

PC—1500机计算重力归一化总梯度及绘制G~H断面图程序

归一化总梯度法自提出以来,在重力资料用于直接找油方面,国外取得了一定的效果。近几年,该方法在国内越来越多地应用于重力资料的解释实践中。方法原理是运用位场的向下延拓,计算观测平面下半空间各深度点上的总梯度,并在相应深度上作归一化处理,求得归一化总梯度值G~H(x,z)。然后,通过GH值在不同位置的圈闭来研究场源分布特点,从而达到勘查地质构造的目的。     

鲁西西部区域重磁异常场的分维计算与信息复合

本文利用谱分析方法计算了鲁西西部区域重磁异常场的分维数，给出了分维数Ｄ的平面等值线图。通过分析研究，发现所求得的分维数Ｄ的平面等值线图能反映出区域构造的特点，不同计算窗口所求得的Ｄ值不一样，相应的Ｄ值平面等值线图反映出不同深度层次的区域构造格局。利用相同窗口尺寸求得的重磁异常场分维数Ｄ可以进行重磁异常信息复合，本文提出了一种复合方法，并给出了复合结果并作了分析。最后，笔者探讨了区域重磁异常场的分维数的物理意义和这种自仿射分维数大于３的问题。     

高精度重力测量的实验研究

在高精度重力测量中，发现同一异常体的实测重力异常与牛顿定律计算出的理论异常下相符，实测异常的极值幅值近２倍于计算异常的极值幅。而且，实测重力异常的极值向两翼衰减很快，其梯度带间距与异常体的水平尺度几乎一致。这就为高精度重力法圈定储油构造，生物礁等平面位置提供了前提，在同等重力测量精度下，实测重力异常比计算重力异常提高了近１倍的纵向分辨力，得到油气藏和油气侵染带引起的重力负异常提高了近１倍的纵向分辨     

三维重力资料反演

我们介绍两种三维空间密度分布重力资料反演方法。在第一种方法中，我们根据重、磁间的泊松关系将重力资料转换成伪磁力资料并用三维磁法反演算法进行反演；在第二种方法中，我们研制了直接反演方法，由重力资料直接反演出密度分布的极小结构模型。在以上两种方法，三维地质体由大量长方体元密度分布构成，每一体元中密度值为常数。     

流动环境中铅垂圆形负浮力排放的三维数值模拟

建立流动环境中圆形负浮力射流的三维k-ε湍流模型,考虑浮力对射流的影响,结合试验资料进行数值计算,给出了不同射流比下的流线图和断面密度等值线图。发现了大射流比下喷口附近存在一个相对的低密度区以及射流撞击底部后向侧壁分流、密度分布呈现中间低两侧高的现象。     

基于Cokriging的三维重力张量随机反演

重力张量是重力位的二阶导数,与传统的重力测量相比,重力张量具有更高的分辨率。协同克里格法是地质统计学中常见的一种方法,使用协同克里格法对三维重力张量各分量数据进行随机反演。由于位场数据在深度方向上的分辨率较低,因此需通过使用深度加权函数和钻孔数据来解决这一问题,对比了带深度加权和带钻孔数据的协同克里格反演结果。反演结果表明,协同克里格法能够较好地反演重力张量各分量数据,两种方式都能够较好地反演出地下异常位置,带深度加权的协同克里格法反演出来的密度值与实际值有一定的偏差,而带钻孔数据的协同克里格法能够较好地反演出剩余密度值,并且对于不同埋深的异常体都能很好地反映。     

利用DCT法计算重力归一化总梯度

利用重力归一化总梯度方法可以寻找场源位置,通过“两高夹一低”的典型场特征可以检测油气构造,传统的方法主要采用的是别列兹金法（即傅立叶级数法）和傅立叶变换法。利用DCT法计算重力归一化总梯度是最新研究方法。从理论上给出了基于DCT的重力异常转换公式,进而研究了无限长水平圆柱体、三度体非含油气球冠以及储油球冠模型G_H场特征。模型实验证实：随着地质体埋深的增大,谐波数会逐渐减小,G_H场奇点极大值向下移动,且呈现线性衰减的特征;储油球冠G_H场等值线表现出明显的“两高夹一低”的储油气藏典型标志;用DCT法计算的G_H场具有优良的稳定性,而且能够增加向下延拓的计算深度。     

波数域重力归一化总梯度法中的圆滑滤波因子

讨论了波数域重力归一化总梯度法,提出在位场转换的向下延拓和求导过程中分别引入圆滑滤波因子,该方法增强了计算的可靠性和稳定性,扩大了可延拓深度;通过模型实验和数据分析,确定了向下延拓和导数因子中圆滑滤波因子指数参数的取值规律,指出了欲求地质体越浅(深),采用的谐波数越大(小)的地质体质心埋深与谐波数N之间的变化规律;发现了均匀密度三度背斜模型和非均匀密度储油背斜模型与二度模型相似的G^H场等值线特征,为地质体质心埋深计算及储油构造研究提供了思路。     

丹青河林场-道台桥剖面的断裂及构造分区

在波数域应用重力归一化总梯度及相位法研究了4种典型的台阶模型,讨论了GH场等值线和相位曲线与台阶断面的对应关系;应用该方法对大庆探区外围丹青河林场—道台桥剖面（简称DB4剖面）野外实测的高精度重力数据进行处理,划分出8条断裂;通过与项目组大地电磁测深的反演结果进行对比,研究了依兰—依通断裂带、牡丹江断裂和勃利盆地的西缘边界断裂;综合重力与大地电磁测深数据,划分了剖面的构造分区并作出地质解释。由于断裂构造与生油凹陷的发育和油气圈闭的形成密切相关,笔者旨在研究DB4剖面的主要断裂和构造特点,从而为在大庆探区外围进一步优选油气区提供地球物理佐证。     

基于Hartley变换的归一化总梯度法

归一化总梯度法对下半空间的重力总梯度模进行归一化计算,从而利用极值来获得地质体的分布,但现有计算方法存在计算精度较低的问题,并且计算结果不太稳定。本文采用Hartley变换,并引入新的余弦滤波因子,实现重力归一化总梯度,来压制高频干扰;此外,针对计算过程中下延深度越大干扰越严重的弊端,将余弦滤波因子的幂次设计为随深度变化的函数,从而获得更加稳定的计算结果。模型试验和在玲珑金矿区采空区的实际数据结果表明,所提出的重力归一化总梯度法具有计算速度快、精度高、稳定性强等优点。     

中国视密度图与大地构造单元

提出根据区域重力异常计算地壳表层视密度分布的方法。依据原观测平面异常与延拓到某一高度平面异常的差值场所具有的突出浅源异常、压制深源异常的特点 ,按维纳滤波原理 ,应用多层格林等效层模型精确模拟该差值重力场的径向对数功率谱 ,设计重力场在频率域进行异常分离的具有自适应性的优选延拓算子 ,实现垂向异常分离。利用重力场可看成由许多等效直立棱柱体叠加的原理 ,在频率域内 ,通过换算重力场的一次导数 ,计算出视密度的分布。用上述方法处理中国布格重力异常图 ,获得了中国地壳表层 0 10km剩余重力异常 ,并成功编制视密度图。比较表明 ,视密度的分布特征与大地构造单元及分区有较好的对应关系。地壳表层的岩石密度分布的获得 ,为中国的基础地质与构造研究提供了重要依据。     

基于导数迭代法的重力归一化总梯度

针对传统重力归一化总梯度方法对油气藏分辨率不够和深度计算精度较低的问题,本文利用导数迭代法的向下延拓结果,计算重力归一化总梯度。将传统方法和本文方法同时用于模型试验,分析谐波数N、埋深和充满系数对G~H场特征的影响。结果表明,相比于传统方法,本文方法受谐波数N的影响较弱,G~H场对油气藏的分辨率更高,反演的油气藏深度更加准确。通过实际应用,证实了本文方法的有效性。     

利用正则化方法计算重力归一化总梯度

针对重力归一化总梯度计算过程中向下延拓的不稳定性,将正则化因子引入到向下延拓中,提出了利用正则化方法计算重力归一化总梯度的方法。在模型试验中,对非均匀球冠模型中不同厚度油气藏进行试验分析,结果表明:选取合适的谐波数和正则化因子,可以较好识别出"两高夹一低"的储油特征,且识别能力强于常规的Fourier变换法,这说明本文方法能够提高重力归一化总梯度计算结果的稳定性和分辨率。在实例应用中,利用此方法不但清晰地显示了已有油气藏的位置,还推测了5个油气构造区。     

基于泰勒级数迭代的重力归一化总梯度

针对重力归一化总梯度常规计算方法中向下延拓计算的不稳定性,提出了基于泰勒级数迭代法进行快速稳定向下延拓的重力归一化总梯度场( GH 场) 计算模式。水平圆柱体模型试验表明: 该方法的GH 场表现为单一高值特征,而且极大值位置与模型体质心位置相吻合。非均匀( 含油气) 球冠模型表明: 在油气含量较低时,Fourier 级数法和Fourier 变换法无法识别出“两高夹一低”的储油特征,而本文方法可以清晰地识别。这充分说明基于泰勒级数迭代的重力归一化总梯度计算方法不仅提高了计算结果的稳定性,而且还提高了异常的分辨率。     

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。     

重力归一化总梯度法勘探浅层油气藏浅析

随着仪器采集精度的提高,分析、反演解释技术的长足进步以及油气藏重力勘探的需要,出现了重力归一化总梯度法。结合测井资料,通过重力模型正反演计算,得出高精度重力勘探浅层油气藏是可行的结论。重力归一化总梯度法自提出以来获得了不断的完善发展,并在某气田的实践中被证明是勘探浅层油气藏的有效方法。