位场向下延拓三种迭代方法之比较

位场向下延拓在重磁资料解释和用于位场导航的基准数据库构建中发挥着重要作用.本文针对第一类Fredholm积分方程的三种空间域迭代解法:迭代Tikhonov正则化法、Landweber正则化迭代法和积分选代法,基于算子理论和不适定问题的正则化处理方法,首先利用傅里叶变换将空间域迭代法变换到波数域,然后由数学归纳法推导得到这三种迭代法对应的波数域位场向下延拓算子；由Landweber迭代法和积分迭代法在迭代形式上的相似性,探讨了它们在位场向下延拓中的异同及各自优势.模型对比分析表明:(1)两种迭代正则化方法在正则化参数选择合适的条件下,其向下延拓的效果要明显优于积分迭代法,且当收敛到相同误差水平时,迭代Tikhonov正则化法在迭代次数上要远远小于Landweber选代法,但迭代Tikhonov正则化方法存在对正则化参数敏感的问题；(2)从实际应用上讲,由于积分迭代法不存在正则化参数的选择问题,所以该迭代法具有较强的实用性,但需考虑其波数域向下延拓算子时噪声的放大效应.     

基于GIS的区域重磁空间信息集成研究

根据区域重磁场的特点,利用其水平一导峰谷值线可确定异常体的线性构造,垂向二阶导数可确定异常体的环形构造的基本原理,在计算机上自动完成重磁数据处理及成图;并基于GIS"空间分析"功能对图形进行模式识别;实现区域重磁构造的自动提取与空间信息的自动集成.通过对我国东昆仑1:100万重力资料的实际应用,表明其结果具有实用性,其信息集成技术可用于改造以往计算机成图并借助透明纸叠置的人工重磁资料解释工作模式.     

基于GIS的区域重磁空间信息集成研究

根据区域重磁场的特点，利用其水平一导峰谷值线可确定异常体的线性构造，垂向二阶导数可确定异常体的环形构造的基本原理，在计算机上自动完成重磁数据处理及成图；并基于GIS"空间分析"功能对图形进行模式识别；实现区域重磁构造的自动提取与空间信息的自动集成.通过对我国东昆仑1:100万重力资料的实际应用，表明其结果具有实用性，其信息集成技术可用于改造以往计算机成图并借助透明纸叠置的人工重磁资料解释工作模式.     

位场向下延拓的波数域迭代法及其收敛性

提出了位场向下延拓的波数域迭代法. 对水平面上的位场观测值进行Fourier变换,得到其波谱. 根据第一类Fredholm积分方程的空间域迭代解法,推导出计算向下延拓水平面上位场波谱的波数域迭代公式. 在波数域中进行迭代,一直进行到相继两次迭代近似解的差值最大绝对值小于给定的精度,或迭代达到给定的最大迭代次数. 对这种迭代近似解进行Fourier逆变换,得到向下延拓的位场. 数值计算结果表明：与空间域迭代法比较,这种波数域迭代法简单、快速,并有同样好的向下延拓效果. 本文还证明了这种迭代法是收敛的,并给出了它的收敛特性和滤波特性.     

基于三维构造张量的位场边界识别滤波器

地质体构造边界位置的确定是位场数据解释中的一项重要工作,现有很多基于位场梯度张量数据的边界检测滤波器,但存在识别边界位置模糊且无法均衡深浅地质体异常的缺点.本文定义了位场数据的三维构造张量,并提出基于位场构造张量的边界滤波器.为了同时显示不同振幅异常的边界位置,对新定义的滤波器进行归一化处理.在高阶均衡滤波器的计算中需要计算位场的垂向高阶导数,本文引入一种计算的稳定算法,基于拉普拉斯方程利用位场水平导数求解垂向导数,可减小垂向导数计算中产生的误差.将定义的滤波器应用到合成的重磁数据中证明了新方法相比传统的滤波器能更加清晰、准确地圈定边界位置,而且针对同时含有正负异常的地质情况,可避免产生额外的错误边界.最后将新的滤波器应用到实测的重磁数据的解释中,结果显示基于构造张量的滤波器可更准确清晰地划分出断裂的边界位置,发现更多的构造细节.     

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.     

中国东北地区剩余重磁异常特征与地质构造及成矿带的关系

在分析中国大陆宏观格架、全国布格重力异常和东北地区1:50万剩余重、磁力异常的基础上,结合东北地质及构造演化史,分析了东北剩余重磁异常特征,并探讨了剩余重磁异常特征与地质构造的关系.总结了与成矿有关的剩余重磁场特征,说明了剩余重磁异常可在刻画地质构造、断裂分布、地层分布及成矿带方面提供重要的参考信息.     

柴达木盆地航磁资料微弱信息增强技术研究及在线性构造识别中的应用

目的利用重磁异常数据微弱信息增强技术识别线性构造的方法,并介绍其实现过程.方法文中提出了一种梯级带滤波增强非线性滤渡技术与Tilt梯度及其水平导数的有效结合,增强放大微弱信息再识别提取线性构造,利用数字图象显示技术成图.结果识别出柴迭木盆地线性构造多条,分析对比柴达木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、成矿特征、寻找勘探靶区补充了新的证据.结论该方法提取了区域航磁异常资料中的微弱信息,弥补传统方法的不足,对断层边界及异常的边界划定更为准确.梯级带滤波增强技术与Tilt梯度及其水平导数相结合取得良好的解释效果.     

准噶尔盆地克-百断裂带火山岩分布特征的重磁资料解释

文中从各类岩石磁化率、密度统计数据出发,对比分析不同地层和岩性的磁性、密度,指出在研究区内开展火山岩重磁研究具有有利的物性基础。在利用带通滤波方法对重磁异常进行位场分离,消除沉积盖层和区域场影响后,获得由火山岩引起的剩余重磁异常,位场分离结果显示,反映火山岩的局部重磁异常多呈串珠状NE向分布。同时采用水平总梯度和垂向导数等边界信息增强手段,圈定研究区内的断裂构造分布情况,划分出了4条向SE弧形突出的NE向主干断裂及其他次级断裂共计15条。通过大地电磁测深了解主要断裂的垂向延伸情况,进一步厘定出深、浅2个断裂系统,并结合构造背景对2个层次断裂的性质、特征和对区内火山活动的作用进行了讨论。在综合分析剩余重磁异常分布特征和断裂构造相互关系的基础上,圈定出3条火山活动带。最后,利用剩余重力异常进行视密度反演,获得古生界顶部的视密度异常,以此为基础,结合钻孔岩性、岩石实测密度值和剩余重力异常分布规律,对古生界顶部的岩性分布进行细致的划分,确定了中奥陶统科克萨依组、下石炭统太勒古拉组和下二叠统佳木河组的分布范围及岩性组成。     

非均匀物性条件下多尺度窗口修正法换算磁源重力异常及在寻找DSO的应用

DSO(Direct Shipping Ore,直运块矿)是一种高品位的富铁矿.在加拿大拉布拉多(Labrador)地槽谢菲尔威利(Schefferville)铁矿成矿带,含铁建造苏克曼(Sokoman)组地层全铁含量低、具高密度、强磁性,能够引起高重力异常与高磁异常;而风化淋滤后富集的赤铁矿和针铁矿等(也称DSO)全铁含量高,具高密度、无磁性,仅能够引起高重力异常.采用一般的滤波方法不能提取DSO的重、磁异常.本文采用基于泊松(Poisson)公式的磁场换算磁源重力异常(pseudo-gravity anomaly)方法,由磁场换算磁源重力异常,再与实测重力异常对比,得到纯粹由高密度、无磁性的DSO产生的剩余重力异常,对剩余重力异常采用密度成像与2.5D反演方法解释DSO.泊松公式虽然提出时间很长,但迄今为止仅仅用在资料解释中的定性分析,本文推导并实现了密度磁性非均匀条件下经典泊松公式的形式与实现过程,提出了多尺度窗口滑动线性回归修正的磁场换算磁源重力异常方法,使该公式的数学原理能够对重、磁异常的反演解释定量化.最后本文将多尺度窗口滑动线性回归修正的换算磁源重力异常方法用于加拿大拉布拉多地槽谢菲尔威利铁矿成矿带铁矿勘探,较好地解决了寻找高密度、无磁性DSO的问题.     

关于福建及邻近地区地壳深部场源磁异常的研究

本文利用大量实际资料和多项式方法,以全国地磁正常场为背景场,提取反映福建及邻近地区的地壳深部场源磁异常信息;并对它们的空间变化特征,以及与地震带的分布,区域重力场和深部地质构造等的关系进行了对比分析,取得了有用的结果.     

基于改进Parker-Oldenburg界面反演方法计算青海省居里面深度

居里面深度的起伏可以大致反映地壳深部温度场的分布特征,从而间接指示干热岩的赋存情况,因此研究居里面的起伏特征十分重要.本文针对经典的Parker-Oldenburg界面反演方法存在的计算不稳定、结果精度低的问题,通过公式推导,将界面反演公式与向下延拓公式进行类比,利用稳定的波数域正则-积分迭代下延法对经典的Parker...     

Comparison of Factorial Kriging Analysis Method and Upward Continuation Filter to Recognize Subsurface Structures — A Case Study: Gravity Data from a Hydrocarbon Field in the Southeast Sedimentary Basins of the East Vietnam Sea

To interpret geophysical anomaly maps, it is necessary to filter out regional and sometimes noise components. Each measured value in a gravity survey consists of different components. Upward continuation (UC) is one of the most widely used filters. The shortcoming of this filter is not to consider the spatial structure of the data, and also the fact that the trial and error approach and expert’s judgment are needed to adjust it. This study aims to compare the factorial kriging analysis (FKA) and UC filters for separation of local and regional anomalies in the gravity data of a hydrocarbon field in the southeast sedimentary basins of the East Vietnam Sea. As shown in this paper, FKA method permits to filter out all of the identified structures, while the UC filter does not possess this capability. Therefore, beside general and classic filtering methods, the FKA method can be used as a strong method in filtering spatial structures and anomaly component.     

基于抛物线密度模型的频率域三维界面反演及其在川滇地区的应用

密度界面反演作为了解地球内部结构的一种重要方法,长期以来都是重力学研究的主要内容.本文结合抛物线密度模型及频率域算法的优点,将抛物线密度函数应用于Parker-Oldenburg算法,经过理论推导得到了抛物线密度模型的频率域公式,从而建立了基于抛物线密度模型的三维密度界面重力异常正反演的算法和流程.理论模型数据试验表明本方法快速、有效,适用于大多数浅部比深部增加更快的实际地壳密度.研究中还利用该方法对川滇地区重力异常进行了反演,获得了该区的莫霍面深度分布,并与接收函数研究结果进行对比分析,进一步验证了本文方法的正确性和有效性.     

优化滤波方法及其在中国大陆布格重力异常数据处理中的应用

在优选延拓法的理论基础上,研究提出基于格林等效层概念和维纳滤波器的优化滤波法,用于对重力异常数据进行去噪和分离.与传统向上延拓法和优选延拓法相比,优化滤波法分离异常与延拓高度无关,不需要已知延拓高度,具有一定的优势.理论重力模型数据的去噪和异常分离试验表明优化滤波法有效,异常分离效果优于传统向上延拓法和带通滤波法.利用优化滤波法对中国大陆重力异常数据去噪和异常分离,得到有效的布格重力异常和区域重力异常.以中国大陆深地震探测推断的莫霍面深度信息为约束,对区域重力异常数据进行密度界面约束反演,得到中国大陆莫霍面深度分布.本文方法为中国大陆深部探测和区域构造研究提供一定的技术支撑.     

Investigation of Crustal Thickness in Eastern Anatolia Using Gravity,Magnetic and Topographic Data

The tectonic regime of Eastern Anatolia is determined by the Arabia-Eurasia continent-continent collision. Several dynamic models have been proposed to characterize the collision zone and its geodynamic structure. In this study, change in crustal thickness has been investigated using gravity, magnetic and topographic data of the region. In the first stage, two-dimensional low-pass filter and upward analytical continuation techniques were applied to the Bouguer gravity data of the region to investigate the behavior of the regional gravity anomalies. Next the moving window power spectrum method was used, and changes in the probable structural depths from 38 to 52 km were determined. The changes in crustal thickness where free air gravity and magnetic data have inversely correlated and the type of the anomaly resources were investigated applying the Euler deconvolution method to Bouguer gravity data. The obtained depth values are consistent with the results obtained using the power spectrum method. It was determined that the types of anomaly resources are different in the west and east of the 40° E longitude. Finally, using the obtained findings from this study and seismic velocity models proposed for this region by previous studies, a probable two-dimensional crust model was constituted.     

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.