华北克拉通中东部基底构造单元的重磁特征

系统收集并重新处理了华北克拉通中东部的重磁资料,利用处理结果,结合近年来华北克拉通前寒武纪结晶基底构造研究的进展,重新将华北克拉通中东部划分为2个一级重磁异常单元和7个二级重磁异常单元;重点描述了7条分划性断裂的重磁特征,特别指出中国东部重力梯度带正是华北克拉通中部带的集中表现,而郯庐断裂带和兰考～聊城～盐山～台安-大洼断裂带是燕山期陆内不同刚性块体调整的重要边界,所以也是重磁特征的变异带．据此,对华北克拉通断裂与构造单元的重磁异常特征赋予了新的地质意义．研究表明,华北克拉通现今的地球物理特征能够反映结晶基底构造,其原因是华北克拉通现今构造格局是中新生代构造继承结晶基底构造的结果．     

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.     

煤田采区三维地震精细构造解释方法

虽然煤田三维地震勘探已经过了十多年的发展,但构造解释问题仍是目前需要解决的主要问题之一.随着三维地震资料解释方法的不断发展,小波分析技术、相干体技术、地震属性技术、图像处理等提高解释精度的方法相继在地震勘探领域中得到应用.另一方面,由于煤矿采区三维地震勘探资料一般具有高信噪比和高分辨率的特点,为做好三维地震资料精细构造解释提供了物质基础.本文结合小波分析技术、相干体技术、地震属性技术等多种方法,结合两个采区的实例,对小断层和小规模陷落柱做了精细构造解释.解释结果显示联合使用以上几种解释技术,能提高三维地震资料的构造解释精度和可靠信.     

重磁对应分析技术在缅甸X区块的应用研究

缅甸X区块属于陆上低成熟勘探区块,地震采集覆盖面积较少.为了预测研究区构造特征及火山岩分布情况,研究分析该区重磁异常的同源性,利用位场数据处理中的重磁对应分析技术、最大梯度模等方法,对该区重磁资料进行了处理和认识.综合分析了研究区重力场、磁力场、重磁对应分析中相关系数的基本特征,结合研究区已有地质资料及地震解释,进行构造特征认识,并综合分析了断裂划分及圈定勘探远景区.     

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.     

格尔木－额济纳旗地学断面岩石图结构的磁场分析

在格尔木－额济纳旗地学断面的综合研究中，处理和解释了沿断面实测的高精度磁测剖面和大范围的航磁资料．所采用的处理方法有视磁化率填图、长波磁异常提取、方向滤波和航磁数字图像处理，并反演了地壳磁层的上、下界面深度．依据资料处理结果，对研究区内构造断裂的分布、不同地体和构造单元的划分与边界位置及岩浆活动性等都提出了新的认识．利用位场模拟方法，得出了代表格尔木－额济纳旗地学断面内地壳结构的磁模型．     

内蒙古北山地区地球物理场特征与构造分区及深部结构研究

内蒙古北山地区构造分区和深部结构历来为众多地质学家所关注,本研究从地球物理入手,采用有效的技术方法对区域重磁资料进行了处理分析,根据数据处理后的解释结果,将研究区划分为哈萨克斯坦板块东缘构造区和塔里木板块北缘两大Ⅰ级构造区以及6大Ⅱ级构造小区.推断划分北西向深大断裂构造带5条和北东向断裂构造7条.初步判断、圈定出多处磁性块体,并划分出基性岩体、中酸性岩体的分布若干处.结合重磁、地震和地质资料,对深部构造、莫氏界面和基底起伏进行了分析研究.研究结果深化了区域地质和深部构造认识,对研究区内成矿规律研究和矿产资源勘查具有一定的指示意义.     

航磁资料在工程场地区域稳定性研究中的应用

本以南北构造带北段区域内一火电厂工程场地为例，利用航磁资料进行反演所得到的磁场异常结果，对深部地质结构特别是隐伏活动断裂的存在进行了分析研究．对航磁资料在区域稳定性研究中的实际应用进行了探讨．     

九江-瑞昌矿集区的3D结构及对区域找矿的启示

本文分析了九瑞地区重、磁场的分布特征.运用最新的方法技术对已有的重磁资料重新进行处理:采用重磁多尺度边缘检测方法,对九瑞矿集区区域重力和航磁数据进行了边缘检测,并根据检测结果重新厘定了断裂系统的展布位置.在整理、分析九瑞地区地质、地层物性资料的基础上,对实测的1∶5万重磁数据进行较细致的准三维反演.同时将重磁三维物性反演应用到岩浆岩空间结构研究中,获得了矿集区地层结构及岩浆岩三维空间形态特征.根据反演所得磁化率强弱,分析了岩体的基性程度,为寻找与火山岩、侵入岩体有关的金属矿产提供了指示信息.最终建立的模型给出了地下地层的分布特征、控矿构造的展布规律、与成矿相关岩体的三维形态以及已知矿点的空间分布特征,为在九瑞矿集区的深部寻找隐伏矿体提供了新的信息.     

南海磁性基底分布特征的地球物理研究

利用南海最新的磁力资料,在岩石物性分析基础上,选择南海一条典型剖面拟合反演其密度与磁性结构并以拟合结果作为约束,反演全海域磁性基底的宏观分布.对南海磁力数据进行了低纬度化极处理,利用Halo小波基对化极磁异常进行了多尺度分析并依据磁力异常特征进行了磁场分区.根据剖面与全海域磁性基底反演结果认为：南海北部陆缘更倾向于非火山型的构造属性.磁性基底对浅部沉积作用的控制关系在莺歌海一带表现得非常明显.中—西沙和南沙块体的磁性基底特征十分相似,推测在海盆拉张之前,二者为同一块体.     

基于提升算法和百分位数软阈值的小波去噪技术

在地震勘探领域,随机噪声一直是影响地震信号信噪比的主要因素之一,如何从被干扰的地震信号中有效去除随机噪声并保护有用信号具有重要的意义.针对经典小波变换在计算效率方面的缺陷,本文推荐应用提升算法实现第二代小波变换的构建,分析和对比了提升算法(Lifting Scheme)下不同小波变换方法的特性,选取更加符合小波域去噪原理的CDF 9/7双正交小波变换作为基本算法,同时应用了简单、有效的百分位数(Percentiles)软阈值进行信噪分离.通过理论模型处理,本方法可以在去噪能力和保护有用信号之间找到很好的平衡点.实际剖面的处理效果表明,此方法不仅能有效的滤除随机噪声,而且很好地保护有用信号,提高地震数据分析的精确性.     

分析研究基于小波分析与谱分析提高重力异常的分辨能力

重力数据是所有地下场源产生的重力场的叠加,探测对象经常被淹没在区域背景场之中,因此剩余异常的分离对于重力资料研究至关重要,而近来被引入位场领域的小波算子作为了滤波器和场源分析工具,在这里我们分析研究基于小波分析与谱分析的二维离散小波变换用于提高重力异常的分辨能力,再现出由简单形状场源描述密度不均匀的几何特征.本文先介绍二维多分辨率分析小波的基本理论及其提升算法,利用对数功率谱估计平均深度方法理论,接着对理论模型数据进行多尺度异常分解,估计地质体的形状、大小和深度,最后又对实测重力数据进行分析,并与传统常规方法进行比较分析,结果表明对于实际数据分析其方法也是具有可行性的.     

第二代小波变换及其在地震信号去噪中的应用

本文讨论了第二代小波变换的基本原理和变换过程，并将第二代小波变换引入到地震资料去噪处理中，基于提升法的小波变换是一种柔性的小波构造方法，它使用线性、非线性或空间变化的预测和更新算子，并能确保变换的可逆性。通过对模拟数据和实际资料的处理，证明了的它对地震信号去噪具有很好的效果。离散信号的小波去噪可分为三步：小波分解，系数缩减（切除噪声部分），信号重建。目前常用的小波去噪的方法有硬阈值法和软阈值法，这里采用软阈值法去噪。本文的提升变换采用的是Deslauriers-Dubuc（4，2）小波，基于以上变换方法，分别对含噪的模拟数据及实际地震数据进行3级可逆提升变换，对每一级上的细节信号按上述的软域值法进行处理，削减小波系数中的噪声部分，从而实现了信号去噪，结果证明去除随机噪声的效果是令人满意的。     

东北地区重磁场与地壳结构特征

分析了东北地区的重、磁场特征,同时对研究区的布格重力异常和航磁异常据进行了小波分析计算.根据分析与计算可知,东北地区重力场以北东走向为主,表现出该地区重力场的主要趋势.根据磁场的分布特征,可将研究区分为六个区域:呼和浩特以北磁场相对平静区;赤峰一带正负磁场交互变化区;海拉尔以南磁场缓变区;齐齐哈尔—依春磁场剧烈变化区;长春—沈阳负磁场平缓区;牡丹江—丹东磁场区.利用重力资料,应用调和级数法对研究区的莫霍界面进行了反演计算,得到了该地区莫霍界面深度分布.根据磁力资料采用遗传算法反演计算了研究区居里界面的深度分布.同时对研究区的地壳结构特征进行了探讨.     

自适应多尺度第二代小波配点法探地雷达数值模拟

基于第二代小波变换的提升方案构造了插值小波,将雷达波场函数进行了二维小波变换,得到所有尺度上与计算网格相联系的小波系数和尺度系数.对所有尺度上的小波系数进行分析,根据解的局部性与小波系数阈值的控制,实现网格压缩和配点的自适应调节.保留大于给定阈值的小波系数及对应网格点,令小于给定阈值的小波系数为零,并舍弃其对应网格点.达到光滑区域采用较少的计算网格点,在奇异性较大的区域采用较多的计算网格点的目的.通过对自适应网格进行邻域校正、重构检查等附加修正,推导了场值更新的显式时间迭代方案.最后,以均匀、阶梯与复杂三个典型GPR模型为例,与常规数值计算结果对比表明：自适应小波配点法（AWCM）利用第二代小波的多尺度分解和快速变换的特点,可以使计算网格随着时间步适应解的移动和变化,允许计算资源更有效地使用,具有高压缩率,达到跟踪奇异性的目的,特别适合于探地雷达正演中波传问题的模拟.     

WAVELET TRANSFORM ANALYSES OF FAULTS DETECTION ON ISOSTATIC GRAVITY ANOMALIES: A CASE STUDY FROM THE QAIDAM BASIN AND ITS ADJACENT AREAS

Isostasy is used to describe a condition to which the Earth's crust and mantle tend, in the absence of disturbing forces. Eliminating the gravity effect of crust, isostatic gravity anomalies contain abundant geological structure information, which can be extracted by edge detection methods of gravity or magnetic anomalies. In order to accurately obtain the edge information, a great variety of methods, such as analytical signal amplitude, tilt angle, theta map θ, etc., have been proposed by domestic and international scholars, and many significant advances have been made in recent days. However, each method has its advantages and disadvantages. Wavelet transform is an effective method developed in recent years. It has the enhanced noise resistance and a feature of multi-scale decomposition, and can be used to identify more detailed information of edge. Here with the aim of demonstrating its effectiveness in faults detection, we established a theoretical geological model, which consists of five geological bodies. The geological bodies with different density present a fault zone and the areas on its sides, as well as two geological bodies with different geological properties. We calculated the gravity anomalies caused by this model, in addition, we added 5% Gaussian noise to the gravity anomalies for a comparative analysis to analyze the effects of wavelet transform on edge detection. Finally, we applied wavelet transform method to the decomposition of isostatic gravity anomalies, obtained 1^st to 5^th order wavelet transform details of the gravity anomalies, and compared with the well-studied faults in the Qaidam Basin and its adjacent areas. The results obtained by wavelet transform matched well with the known faults, the anomalies of different order denote the location of different fault zone(e.g. the Tanan Fault is nearly invisible on the original and the first order isostasy gravity anomalies map, but is well expressed on the second order isostasy gravity anomalies map; The apparent details of the 4^th and 5^th indicate that faults in front of the Saishiteng-Xitieshan Shan are deep faults and they are likely to distribute continuously in the deep underground). Besides, we calculated the estimated depth of isostasy gravity anomalies of different order through power spectrum analysis as well, finding that different faults extend to different depth. For example, the Danghe-Nanshan Fault and the Southern Fault in the middle Qilian Shan are 10km in depth approximately, but the faults in front of the Saishiteng-Xitieshan Shan are more than 70km in depth. In addition, we made two comparative studies, the first one is comparing the results mentioned above with the result through wavelet transform of Bouguer gravity anomalies. The second one is comparing with the results through other edge detection methods of isostatic gravity anomalies. In spite of the inconformity between anomalies and the faults to some extent, which is likely caused by the change of lithology or faults distribution in the deep underground, we finally found that:more subtle details induced from faults can be detected from isostatic gravity anomalies by using wavelet transform because of its feature of multi-scale decomposition. The wavelet transform method is proved to be more accurate and reliable(at least in the Qaidam Basin and its adjacent areas)comparing with other methods.     

关于黄海深部构造的地球物理认识

利用黄海海区重磁观测数据,以最新的地震层析成像和浅层反射地震探测结果作为约束,并利用小波分解、纹理特征图像处理等手段,对研究区进行了地球物理场特征分析、岩石物性总结、断裂信息提取和磁性基底埋深反演计算,同时对南黄海海域三条剖面进行了广义逆重磁数据拟合反演和地震P波速度成像.根据地球物理数据的各种处理结果,提出在南黄海西部存在一条串珠状地球物理线性构造带,并将这条NNW向断续延伸的构造带称之为南黄海西缘断裂带.该断裂带延伸长,断裂两侧前新生代地层差异较大,有可能是造成陆区和南黄海南部盆地区前新生代油气远景差异的原因之一.文中得到南黄海磁性基底埋藏分布具有“中间浅四周深”的分布特征,与地震层析成像结果相吻合.磁性基底的局部起伏和局部构造的边界断层共同控制了前新生代残留盆地的格架和残余厚度分布,反映出“区域控制局部,深层约束浅层”的规律.     

用于区域重力场定量解释的多尺度刻痕分析方法

本文介绍一个把小波多尺度分析、表面刻痕分析以及位场频率域解释理论和反演方法结合起来的数据处理、反演解释和信息提取的方法系统.这一方法系统简称为区域重力场多尺度刻痕分析方法,应用于刻画地壳分层的三维密度结构、地壳变形带分布和构造单元分区.多尺度刻痕分析包含频率域重力场场源分层、重力场小波变换多尺度分解、场源分层深度及密度扰动反演、分层刻痕分析和构造边界定位四个子系统.文中扼要地介绍这四个子系统基本原理、方法技术及应用效果.从地球物理探测到大地构造学发现,是一个多学科综合研究的探索过程.要取得重大研究成果,必须研发和组合来自不同学科的多个新方法技术,使多学科综合研究有宽厚的理论支撑.本文介绍的四个子系统组合的理论支撑分别来自应用数学、地球物理学和信息科学.     

Gravity and magnetic investigation on the distribution of volcanic rocks in the Qinggelidi area,north‐eastern Junggar Basin (north‐west China)

A detailed investigation on the location of magmatic intrusions in the Carboniferous strata of the Qinggelidi area, north‐eastern Junggar Basin, is presented based on the interpretation of gravity and magnetic data constrained by petrophysical data, seismics and surface geology. The wavelet multi‐resolution analysis based on the discrete wavelet transform is adopted to the regional‐residual separation of gravity and magnetic anomalies. A power spectrum analysis is applied to estimate the source depths corresponding to different scales. A comparative analysis on the characteristics of local gravity and magnetic anomalies improved our understanding of volcanic rock distribution in the Carboniferous strata. Generally speaking, in total 75 anomalies are recognized, among which 23 are inferred to be the responses of basalts, diabases and andesites with high density and strong magnetization. Twelve anomalies are assumed to be caused by andesites, rhyolites and volcanic breccias with medium‐low density and high magnetization. There are still five anomalies that are believed to be generated by volcanic tuffs with low density and weak magnetization. Lastly, four cross‐sections in 3D gravity and magnetic modelling are displayed to provide a more thorough image of volcanic rocks in our study area.     

重磁异常解释断裂构造的处理方法及图示技术

利用重磁异常解释断裂是地质构造研究的主要手段之一.重磁异常解释断裂通常是在等值线图或剖面平面图上进行的,而重磁异常在进行等值线网格化成图时会造成微弱信息丢失,这些原因造成重磁异常解释断裂的多解性.本文对重磁异常数据在化极、曲面延拓处理的基础上,采用水平梯度法提取延拓曲面上的重磁异常梯度带,之后对断裂带进行窄化处理,通过图示技术将重磁异常数据转换成灰度值,图像的灰度值以变密度显示,形成彩色的变密度图像,这样就提高了数据图像识别断裂的视觉效果.该方法应用在鄂尔多斯盆地不同层次(时间序列)的断裂研究中,提取和识别重磁异常特征所反映的断裂信息,效果较好.