中国东北地区重力场研究——利用改进的三方向小子域滤波划分主构造线及大地构造单元

利用重力异常进行大地构造单元的划分是区域重力资料处理与解释的重要任务.为了精细地划分中国东北地区大地构造单元及其分界线位置,对三方向小子域滤波进行了改进,探讨了改进的三方向小子域滤波的合理性.利用小子域及改进的三方向小子域滤波对研究区布格重力异常进行处理,并与欧拉反褶积反演结果进行对比分析.结果表明,改进的三方向小子域滤波在识别平面断裂的应用中具有更好的效果.综合分析东北地区布格重力异常特征、小子域和改进的三方向小子域滤波结果,划分出延续性较好、规模较大的断裂18条.对研究区重力异常进行了分区,描述了一、二级异常的分区特点,给出了东北地区大地构造单元的基本格架.黑河-齐齐哈尔-白城等重要构造线平面位置的确定突破了传统的重力异常分区模式,指出东北地区NE向构造具有走滑特征,且走滑距离具有由西向东逐渐增大的特点.     

基于改进的小子域滤波的重力异常及重力梯度张量边缘增强(英文)

针对利用重磁资料增强地质体边界在图像中的视觉效果和提高地质解译的准确性问题,提出应用改进的小子域滤波方法对重力异常及重力梯度张量数据进行增强处理。根据滑动窗口子域平均选择原理,探讨了改进的小子域滤波方法在位场异常数据含有高斯白噪声时,不同窗口大小对地质体边界的识别效果及其在具有不同边界延伸方向地质体中的应用效果。模型试验结果表明,利用改进的小子域滤波对重力梯度张量数据进行增强处理,得到的地质体边界形态失真更小,且受滤波窗口大小、噪声以及地质体边界方向的影响较小;对深部场源体,通过增大滤波窗口的方式,可以较好地反映深部场源体的边界。结合黑龙江省虎林盆地重力异常以及计算的重力梯度张量的处理实例表明改进的小子域滤波法较传统的小子域滤波法增强了对断裂水平位置信息的识别。     

北京平原区断裂构造重力异常识别研究

区域重力异常蕴含丰富的断裂构造特征信息.采用小波多尺度分解、归一化总水平导数垂向导数(NVDR THDR)和剖面2.5D重力异常反演方法对北京平原区高精度区域重力资料进行了处理,获得了主要断裂构造平面位置、长度、规模、汇交关系及深浅延伸特征,分析了利用重力异常识别断裂的效果.结果表明:(1 )北京平原区NE向断裂平面延...     

Daubechies多尺度小波分析技术及其在漠河盆地断裂带划分中的应用

在位场数据处理及解释中,断裂的提取至关重要,因此,如何更有效提取边界信息,压制数据中的噪声成为解释人员重点研究目标.本文通过讨论用于识别重力断裂构造模型的导数方法与Daubechies小波分析方法在信号分析过程中的异同,证明了这两种方法在断裂识别中的有效性.提出将这两种断裂识别方法相结合进行断裂识别的新方法.通过对漠河盆地高精度重力剖面测线数据使用经典断裂反演方法和Daubechies多尺度小波分析相结合的方法划分出10条断裂构造,并在漠河盆地中依据平面重力异常利用上述方法识别出四组断裂构造,详细分析了由剖面数据及平面数据获得的各个断裂的构造特征.通过在漠河盆地高精度实测数据中的应用,多尺度小波分析与经典方法相结合的断裂构造识别方法可有效的避免单用经典方法时产生的多个离散点的影响及对断裂位置划分的干扰.该方法可明显去除一些不收敛的反演点位,使断裂图的清晰度得到大幅度提高.     

重力异常分离的小波域优化位变滤波方法

在重力异常分离中,频率域滤波分离方法是以全局数据频谱特征设计针对性的滤波器实现的.滤波器参数与空间位置无关,因此无法针对局部数据频谱特征动态调整滤波器参数.针对该局限性,在小波域滤波理论和优化滤波方法的基础上,本文研究提出了小波域优化位变滤波法,该方法具有空间变化滤波能力,在不同空间位置实现不同的滤波器特性,从而能实现局部数据频谱与全局数据频谱存在较大差异的重力异常分离问题.理论模型数据分离实验结果表明,在局部数据频谱与全局数据频谱差异较大的情况下,该方法相对于Butterworth滤波和优化滤波等方法具有优势.最后,用一个实例进行检验计算,体现了所提方法技术的效果和应用前景.     

准噶尔盆地基底断裂的重磁学研究

利用准噶尔盆地及周边地区1/20万重力、航磁数据,使用重力、航磁位场频率域转换、正则化滤波、布格重力异常向上延拓、求导、磁异常化极以及趋势分析方法,在准噶尔盆地内部确定了47条主要断裂,并将其分为3个等级,其中一级断裂6条,二级断裂6条,三级断裂35条。尤其是通过详细的资料处理,并结合盆地盖层沉积特点确定了基底SN,EW向断裂F1,F6的存在。这2组主要断裂将准噶尔盆地的基底划分为4个象限,是新的基底构造格架建立的重要依据之一     

基于地球物理方法预测二连盆地及邻区晚古生代潜在烃源岩分布

二连盆地及邻区是我国油气勘探的重点区域之一,普遍认为烃源岩层主要分布在中生代地层,对其晚古生代地层的烃源岩潜力研究较少,本文对研究区内晚古生代碳酸盐岩及泥岩进行了有机地球化学实验并分析其烃源岩潜力,评价结果表明二连盆地及邻区内晚古生代地层具有一定的生烃潜力,受高成熟度的影响,剩余潜力以生气能力为主.依据研究区内电法剖面、布格重力异常特征及磁性资料认为晚古生代潜在烃源岩层具有"低电阻、高密度、弱磁性"的地球物理性质,并初步预测了二连盆地及邻区晚古生代的深度大致分布在3～5km的范围内,进一步利用优化后的小子域滤波重力异常分离技术对晚古生代地层进行了厚度预测,刻画其平面分布特征,认为研究区内的晚古生代地层具有两个分布中心,其中心区厚度范围为1000～2000m之间,与野外地质剖面的厚度基本一致,晚古生代潜在烃源岩的平面预测可以为二连盆地油气勘探工作提供新方向.     

大兴安岭西坡德尔布干断裂地球物理特征与构造属性

对1:250万重力异常向上延拓不同高度并分别计算135°方向水平导数,德尔布干断裂表现为北东向延伸的重力场分界线,采用基于DCT法欧拉反褶积对1:10万高精度重磁数据向上延拓0～20 km追踪断裂轨迹,并进行1:100万大地电磁测深反演和海拉尔盆地地震剖面解释,识别出德尔布干断裂具有向南东倾斜,切割深度至下地壳的特征....     

金伯利岩的物化探异常特征及勘探方法

金伯利岩是金刚石的成矿母岩之一.金伯利岩的分布严格受断裂构造控制,矿体呈管状、脉状,具有成群、结带分布的特征;它具有磁性强、电阻率低、微量元素Cr、Ni 、Nb含量高的特征.地表物化探异常多为椭圆状、条带状且与断裂构造共生.综合物化探异常与矿体吻合较好;金伯利岩岩体形状空间分布与围岩的物性差别,决定了异常大小强弱、反映明显程度; Cr、Ni 、Nb的元素异常范围与金伯利岩管（脉）的形状有直接的对应关系.有针对性选用综合物化探方法、采用合适的测网寻找金伯利岩是行之有效的.     

应用磁视散度及磁源重力异常确定低磁纬度地区磁性体分布-以哥伦比亚普图马约盆地为例

低磁纬度地区受斜磁化的影响,用常规方法很难准确确定磁性体的平面分布特征.为了研究位于低磁纬度地区普图马约盆地的磁性体分布特征,本文根据场的散度原理,假定磁△T异常为具有一定方向的矢量场,其方向与磁化方向一致,导出了磁△T异常视散度的计算方法;根据磁位与引力位的关系,在频率域中通过磁△T异常求取了磁源重力异常,并尝试利用拉普拉斯方程计算磁源重力异常垂向二阶导数.本文设计理论模型讨论了磁△T异常视散度、磁源重力异常垂向二阶导数的特征与磁性体平面分布特征的关系,证明了上述方法的有效性.进而利用上述方法推测了普图马约盆地磁性体的平面分布特征,结果表明:应用磁视散度及磁源重力异常确定的普图马约盆地磁性体分布与实际地质特征吻合较好,取得的成果对普图马约盆地相关地质研究及对低磁纬度地区的磁性体的确定有一定的参考意义.     

Full gravity gradient tensors from vertical gravity by cosine transform

We present a method to calculate the full gravity gradient tensors from pre-existing vertical gravity data using the cosine transform technique and discuss the calculated tensor accuracy when the gravity anomalies are contaminated by noise. Gravity gradient tensors computation on 2D infinite horizontal cylinder and 3D ??Y?? type dyke models show that the results computed with the DCT technique are more accurate than the FFT technique regardless if the gravity anomalies are contaminated by noise or not. The DCT precision has increased 2 to 3 times from the standard deviation. In application, the gravity gradient tensors of the Hulin basin calculated by DCT and FFT show that the two results are consistent with each other. However, the DCT results are smoother than results computed with FFT. This shows that the proposed method is less affected by noise and can better reflect the fault distribution.     

重力资料识别鄂尔多斯盆地线性构造方法研究

目的利用重力异常数据微弱信息挖掘技术识别线性构造的方法,并介绍其实现过程.方法采用水平梯度法和二次垂直导数等方法提取微弱信息,利用数字图象显示技术成图.结果识别出鄂尔多斯盆地线性构造多条,分析对比鄂尔多斯盆地区域地质构造资料及重力解释成果,具有较好的吻合性.为深入研究该地区线性构造补充了新的证据.结论该方法提取了区域重力异常资料中的微弱信息,弥补用等值线图示构造信息的不足,有助于线性构造的分析.水平梯度法(最大模)和二次导数处理方法与数字图象成图相结合取得良好的解释效果.     

基于等效源的重力异常空间导数计算方法及其在川滇地区的应用

在综合分析前人研究成果的基础上,采用基于贝叶斯准则的等效源模型滤波增强方法来识别地质体边界。通过理论模型实验讨论了在相同的噪声水平情况下,不同算法对于计算结果的影响,模型实验结果表明,与直接计算和传统高斯滤波增强技术相比,新算法可以有效消除传统算法中普遍存在的对于噪声的过度敏感问题,所得到的地质体边界形态失真更小。随后,利用此方法对川滇地区的重力数据进行了处理,并对该地区的重力水平总梯度(THD)、重力垂直梯度模(AVG)、重力解析信号模量(AAS)、重力水平梯度垂向导数(VGHD)应用效果进行了对比分析。研究结果提供了川滇地区的构造分区信息,对该地区构造演化、边界定位及动力学过程分析具有重要的指导意义。     

重力梯度法的角点位置最优化选取研究(英文)

常规的重力梯度法对地质体位置划分很模糊,当深度越大,地质体越小时,对Vzz和Vzx求导的误差也越大,导致结果与实际偏差很大。本文提出状态判别因子对角点位置进行优化确定,比常规高阶重力导数法更精确,使重力梯度法在对小地质体和断裂上有更好的分辨率,理论模型试算和实际资料处理效果很好,为找矿或划分地下地质体产状提供了更有利的依据。     

基于重力异常分离方法寻找深部隐伏铁矿 ——以安徽泥河铁矿为例

重力异常是地下不同规模、不同形态和不同埋深的不均匀地质体的综合响应,重力勘探主要通过从重力异常中提取感兴趣的局部异常,以便探测深部结构,寻找隐伏矿床.为探讨重力异常分离原则并检验方法效果,本文从各方法原理入手,加上模型试验以及在安徽省泥河矿区深部隐伏铁矿的探寻实践检验,阐明:趋势分析法是整体拟合不同于最小二乘圆滑的局部拟合,由于是多项式拟合区域场,趋势分析法不适宜范围大、地质情况复杂的测区;插值切割法以计算点场值与四点圆周平均值的插值运算为切割算子,通过连续切割,得到重力异常的切割区域场和局部场,插值切割法对于小测区单个异常的分离效果较好,切割次数选择1到2次即可;匹配滤波法通过分析实测异常功率谱曲线、选择合适的滤波段、建造适宜的低通和带通滤波器进行滤波,从而提取不同波数成分的异常场,匹配滤波更适合垂向叠加的异常分离;解析延拓是根据一个面上的一组位场数据确定另一个不同高度面上位场值,应用中要把握延拓高度;垂向二阶导数法可以起到突出浅源异常,区分水平叠加异常,确定异常体的边界,消除或削弱背景场的作用.通过安徽泥河铁矿重力异常分离实验,发现三阶趋势分析、向上延拓以及插值切割法能很好地分离出矿体异常和背景场,同时发现在泥河矿区东南部和东北部还存在剩余重力异常,可为泥河铁矿扩大规模提供新的线索.     

中国大陆西部重力场变化与强震危险性关系

本文基于中国大陆西部流动重力测量获得的区域重力场变化数据, 尝试对其进行多种位场变换, 在一定空间尺度约束下定义了6种区域重力场变化指标量. 在此基础上, 以中国大陆2002年、 2005年和2008年等3期数据为研究对象, 计算并统计了中国大陆西部M_S≥6.0地震震中位置处震前重力场变化及各种导出参数值, 尝试初步构建以地震预报为目的的地震重力学科指标体系参数. 研究结果表明, 震前区域重力场变化与地震发生位置没有显著的统计关系, 但是重力场变化的垂直梯度和解析信号模量具有一定的地震预报意义, 适合作为地震前兆异常使用.      

RECENT DEVELOPMENTS IN UNDERGROUND GRAVITY SURVEYS1

Underground gravity observations in deep coal mines using the conventional gravity meters Worden (type Master) and LaCoste-Romberg (model D), both of which have been adapted to the fire damp regulations, can be accurate to ± 10 and ± 3 μgal, respectively. For underground determination of the vertical gradient of gravity the LaCoste-Romberg meter is used together with a specially designed measuring tower. Using this euipment an accuracy in tower gradient observations of ± 30 E was obtained. To apply the equipment to precision gravity observations in underground situations an additional correction, i.e. a gallery correction, is needed. High accuracy in correction is achieved by a new method of three-dimensional modelling. The gravity effect is computed for bodies with a surface approximated by triangular elements, which are generated from corner points of the body. The combination of gallery correction with tower gradient data leads to a new method for in situ density determination. It offers the possibility of horizontal instead of vertical density profiling. To demonstrate the effectiveness of the developments in underground observations the localization of a pump room is presented. Microgravity and tower gradient observations were carried out to detect the cavity. The horizontal gradient was also calculated to give a more reliable location.