变密度界面模型重力异常反演的B样条函数法

重力异常反演是一个求解第一类非线性积分方程的问题。当三维界面起伏满足│Δｈ│〈０．４１４ｈ０和二维界面起伏满足－ｈ０〈Δｈ〈０．４１４ｈ０时，积分方程的被积函数可Δｈ的级级数形式。     

兰州-天水地区三维重力反演及其地质解释

本文利用重力资料对兰州－天水地区的深部构造进行了研究。在计算中，采用Ｐａｒｋｅｒ－Ｏｌｄｅｎｂａｒｇ三维位场反演方法，反演前对重力资料进行了地形改和中新生低沉积层校正。根据反演结构，综合反演结果，综合分析了有关资料，认为该区为青藏块体过渡带，并且并且提出了陇中盆地为断块型构造盆地的新认识。     

松辽盆地北部布格重力异常场源分布

基于不同场源频谱成分的不同,研究松辽盆地北部布格重力异常的场源分布特征。利用匹配滤波方法计算松辽盆地北部布格重力异常的不同场源平均深度,将其分为浅源场、中源场和深源场,并推测松辽盆地北部的地壳有3层结构。浅源场产生的重力异常大,对重力勘探贡献最大;中源场和深源场的重力异常都比较小,但两者有极好的继承性。有了场源的平均深度,利用Parker迭代反演法计算上地壳与中地壳之间的界面起伏,在该界面上可看到松辽盆地北部的“隆起区-沉积盆地-隆起区”的构造特征。     

云南地区重力异常的小波分解与解释

利用小波多尺度分析对云南及周边地区的布格重力异常场进行分解,并选用振荡较为平缓、光滑,且具有较好对称性、紧支撑性和较高消失矩的小波基函数进行计算,同时使用功率谱分析方法对异常场分解结果计算获得对应的场源深度。分解结果与地质解释表明:云南及周边地区地壳、上地幔物质存在明显的横向不均匀性,深部隆坳中心有北向偏移的现象;区内重力异常梯度带、转换带多与断裂展布吻合;云南作为强震多发区,其地震发生多受活动断裂控制,区内重力异常条带、复杂异常区与地震分布具有一定的相关性。     

兰州—天水地区三维重力反演及其地质解释

本文利用重力资料对兰州—天水地区的深部构造进行了研究。在计算中,采用Parker-Oldenbarg三维位场反演方法,反演前对重力资料进行了地形改正和中新生代沉积层校正。根据反演结果,综合分析了有关资料,认为该区为青藏块体过渡带,并且提出了陇中盆地为断块型构造盆地的新认识。     

深部大尺度单一密度界面重力异常迭代反演

对于深部大尺度单一密度界面的重力异常反演,需顾及球形观测面和重力铅垂线变化的影响。为此,本文通过球谐展开,得到重力异常的级数展开式,并推导出积分形式的反演迭代解。该迭代方法要求设法分离出单一密度界面的重力异常,已知界面上、下层的密度差和尽可能多的深度控制点。模型和实例显示其效果良好,可用于莫霍界面、岩石层底界面等深部密度界面重力异常的反演。     

应用全张量重力梯度数据优化密度和速度模型

重力梯度全张量数据具有高灵敏度反映探测目标局部微弱变化的特点,可以对单一地震数据在建立速度模型过程中的不确定性,尤其是各向异性速度模型建立过程中的精细结构进行补充修正.本文主要研究重震两类数据与各自所反映的物理模型关系以及密度模型与速度模型之间的相互联系和制约关系,从而建立重力全张量数据与地震速度模型间的信息互补关系和模型参数间的解析表达式.在此基础上,提出多参数加权正反演算法流程,逐层异常分离技术和约束条件下迭代反演模型修正方法,并实现模块编程和验证.实验数据和结果表明,重力全张量数据和地震数据多参数融合能够明显提高地震速度建模精度,减小模型解释的不确定性.     

四川地区流动重力资料的位场 分离与异常特征提取

用于监测四川地区重力场随时间变化的流动重力测网于2008年5月12日汶川M_S8.0地震后进行了全面改造, 形成了新的闭合环线并对整网点位每年实施2次重力观测工作. 该文以2010—2012年获取的5期流动重力资料为基础, 分别采用小波多尺度分解和三维视密度反演等位场分离方法, 对测区内重力场的动态变化进行多层次分解及异常特征提取, 以探求四川测区范围内重力异常动态变化特征以及地震前后不同深度范围内密度变化情况与重力场响应之间的关系. 结果表明, 对同一期资料进行小波分解得到不同阶次的细节图像, 揭示了不同深度处重力异常动态变化特征; 分解结果同时也表明了四川测区范围内重力场的变化形态与川内特有的断裂构造格架和深部结构环境及过渡带特征密切相关. 通过对不同时期的差分重力异常资料进行三维视密度反演对比研究发现, 在地震前后四川测区范围内由浅到深密度变化呈现出不同程度的差异, 震区附近出现较为明显的横向密度变化特征且浅层物质密度局部性的异常变化差异较为突出, 测区范围内中上地壳深度层密度反演切片显示出的趋势性差异基本上反映了地震前后测区内地下物质的动态变化趋势, 因此, 深刻认识不同深度范围内重力场的动态演化特征, 对研究壳内物质密度变化以及与地震的孕育和发展有关的深部介质环境具有积极的意义.     

深部大尺度单一密度界面重力异常迭代反演

对于深部大尺度单一密度界面的重力异常反演,需顾及球形观测面和重力铅垂线变化的影响。为此,本文通过球谐展开,得到重力异常的级数展开式,并推导出积分形式的反演迭代解。该迭代方法要求设法分离出单一密度界面的重力异常,已知界面上、下层的密度差和尽可能多的深度控制点。模型和实例显示其效果良好,可用于莫霍界面、岩石层底界面等深部密度界面重力异常的反演。     

喜马拉雅及邻区的莫氏面起伏与上地幔密度异常

提出了一种新的重力资料３维反演方法，并运用该方法使用布格异常对喜马拉雅及其邻区进行了反演，给出了该区域内莫氏面的大尺度变化图象和上地幔异常密度的分布。结果显示，喜马拉雅山脊带虽然海拔很高，但其地壳厚度较小。     

川滇地区重力异常的小波分解与解释

利用小波变换方法对四川云南及周围地区的布格重力异常进行分解. 在计算中选用具有正交完备性并有较好对称性及较高消失矩的小波函数把重力异常分解为两部分. 用功率谱方法对分解后异常进行分析,可知其分别表示地壳内部和更深部的密度变化. 两部分异常显示出川滇地区深部与浅部的构造差异. 浅层重力异常的密度填图表明：① 四川盆地地壳密度较高,松潘——甘孜造山带密度较低;② 康滇菱形块体的密度是不均匀的;③ 康滇菱形块体的边界断裂具有不同的密度特征,显示出不同的构造性质. 深部重力异常的密度填图显示出与浅部相似而又不同的密度分布特征,表明川滇地区浅部与深部构造作用有所不同,两者之间可能是不完全解耦关系. 本文结果还表明,地震分布不仅受断裂构造控制,也与深部密度变化有关.     

一种重力异常概率成像的扩展计算

根据重力数据反演结果的数据类型不同,可将重力反演概括为两类:一类是应用线性或者非线性算法,直接计算成像空间的密度分布;第二类是计算得到一种所谓等效密度,用以勾画重力异常场源分布,称为概率成像方法.相对于第一类方法,第二种方法计算更为简单,反演过程也更为稳定.但在一些应用中,需要获取地下介质的实际密度值,进而通过岩性层析等来确定岩性分布,此时,等效密度反演方法表现出了其局限性.本文从概率密度方法出发,应用一种迭代计算,可完成将概率密度值到实际密度值的转化,同时,增加了反演结果的分辨率.本文应用两个理论模型证明了该方法的有效性.     

应县～淄博剖面重力、地震测深联合解释

利用应县～淄博地震测深解释的二维速度结构，并将速度值转换为密度值，提供初始基本模型。运用任意多边形截面的块状二度体模型计算重力异常值，反演二维块状密度分布。计算结果表明：上、中地壳之间的滑脱面是一较明显的密度界面；下地壳底部的强速度梯度层──壳幔过渡带是一高密度层；五台山下部中、下地壳内的低速度块体是低密度块体     

泰安—诸城剖面重力异常和地壳密度结构特征

泰安一诸城高精度重力观测剖面,位于华北克拉通的东部,是中国东部重要的构造带且是地震活动的重要地段,利用剖面相对重力联测与同址GNSS三维坐标测量数据,得到剖面的重力异常,结合区域布格重力场、地球深部探测及地质构造成果,对剖面进行密度结构反演和剩余密度相关成像研究.结果表明：剖面布格异常变化范围为（-30.1~7.3）×10-5m·s-2,从西往东总体呈上升（泰安至沂源以低背景平缓逐渐上升与相应位置的高程呈现"同步型"变化;马站至张家楼以高背景逐渐上升与地形高程呈现"镜像型"变化）趋势,高低异常背景转折在沂沭断裂带西段150 km左右位置;背景异常是地壳厚度变化的反映,整体形态西深东浅,在沂沐断裂带地壳厚度隆起可能是地壳下地幔物质沿断裂向上入侵时,地壳产生挤压和膨胀隆起所致;剖面地壳密度呈现上、中和下三层结构,鲁西隆起、沂沭断裂带西部中下地壳局部存在低密度体,可能是上地幔物质上涌岩石含部分高温流体和熔融岩体所致,胶东地区保持了比较完整和均一的地壳结构特征,反映了胶东地区地壳活动不强;剖面的主要断裂带位置均能看到布格重力异常和剩余密度的变化,可能是断裂控制了地下介质的发育所致;剖面密度模型显示地下密度的分段特征和深浅构造差异,沂沭断裂带是鲁西隆起和胶东隆起的分界带;本文通过对布格重力异常和密度结构的特征研究,分析了地震活动、动力学背景与地壳密度结构的关系.     

山西五台地区壳内低速体的重力异常的研究

运用健全的极大似然法对山西五台地区中、下地壳中存在的低密度（低速度）异常体进行了三维反演，求出该异常体的空间赋存状况，并结合浅层局部重力负异常及其它地球物理特征进行地质解释，还就其形成机制进行了讨论     

重力异常分离的相关法

本文研究重力异常分离的相关法,它由测点坐标的多项式方程构建区域异常,由观测异常减去区域异常计算剩余异常,根据最大化已知测点的目标密度分界面深度与剩余异常的互相关原则来分离重力异常.互相关的最大化目标可写为最小二乘方程,并利用线性或非线性优化算法迭代求解出构建区域异常的多项式系数,进而可计算出全区的区域异常和目标密度分界面的剩余异常,实现重力异常分离.理论重力异常试验结果表明,相关法直接有效地利用了已知测点的目标密度分界面深度信息,分离效果良好、反映实际地质情况.     

基于时变重力数据的川滇地区场源模型反演和解释

时变重力信号能反映地球内部介质迁移引起的不均衡变化,本文利用三维欧拉反褶积方法,通过建立合适的场源模型获得最佳反演参数,并采用水平梯度滤波法消除部分虚假发散解,优化反演结果。在此基础上,利用川滇地区2015—2019年流动重力重复观测资料,分析了不同时空尺度的区域重力场动态变化特征,开展对川滇地区重力变化场源特征的定性和定量研究。结果表明:欧拉反褶积方法能有效反演重力场变化异常的场源三维空间分布特征,反演结果与2018年12月16日四川兴文县M_S5.7地震, 2019年6月17日长宁县M_S6.0地震及同年7月4日珙县发生的M_S5.6地震位置相对应,揭示了区域内的构造活动特征,为地表时变重力数据的反演和解释提供了思路和方法,同时也对捕捉与深部构造相关的地震前兆信息、开展强震中长期预测的应用研究具有现实意义。     

大地电磁全张量响应的一维各向异性反演

目前大地电磁(MT)测深资料反演主要基于各向同性介质,但随着MT实际应用的需要,各向异性研究已逐渐引起关注.我们采用广泛应用的广义逆法对一维MT水平层状各向异性介质模型反演进行了探索性研究,并实现了MT全张量响应(即所有的阻抗张量的视电阻率和相位)的一维各向异性反演.理论模型试验表明,无论理论观测值中是否含有噪声,这种方法都能够较好地恢复真实模型,验证了其正确性和有效性.将此方法用于MT实测资料时,能够同时拟合4对视电阻率和阻抗相位曲线,说明本方法可以用于实测资料的处理解释,具有一定的实用价值.