用边界元法进行二维重力异常反演

重力异常正演计算的边界元方法是利用格林公式将通常的沿整个密度体的体积分转变为沿密度体边界的积分,这样使问题的维数降低了一维,从而加快了计算速度、提高了计算精度。本文利用边界积分公式解反问题,这样减少了求解参数,提高了稳定性。理论模型计算表明,该法适用于形状复杂均匀密度体的反演,特别是它能用于地下起伏密度界面的确定。     

Tilt梯度在区域重力资料解释中的应用

线性构造识别是区域重力资料解释中的重要一步。本文介绍了用于探测重力异常边界和场源深度的Tilt梯度法;同时,应用Tdr零值线及±π/4曲线距离半值或零值与+π/4(或-π/4)曲线距离对研究区重力异常源的位置和埋深进行了推断,并把推断结果与区内大地电磁测深剖面解释成果进行了对比。结果表明,应用Tilt梯度对区域重力资料进行线性构造识别是可行的。     

利用磁异常模量进行磁性体边界检测

地下磁性体具有较强的剩磁或退磁会给磁异常的解释带来困难。由于磁异常模量对磁化方向不敏感,将磁异常转换为磁异常模量并用来分析和处理,可很大程度上提高磁异常解释的准确性和可靠性。本文介绍了五种磁异常模量,并且利用改进的Tilt梯度方法对各磁异常模量数据做边界检测,确定地下磁性体的水平位置。理论模型试验表明,在存在强剩磁的情况下,不同模量数据对磁性体的反应程度也不一样,运用改进的Tilt梯度方法对磁异常模量进行处理可不同程度地加强对异常体的识别,其中模量E最为准确,可较清晰地识别磁性体边界。笔者还将该方法运用到坦桑尼亚基戈马地区的航磁异常处理,并推测了该地区的构造带及磁性体边界,为深入了解基戈马成矿区带的地质和成矿背景及可能矿床分布提供了重要信息。     

综合分析重力图中山形异常、镜像异常和岩体异常

内蒙古地区重力异常比较复杂,东部大兴安岭为镜像异常区,山体重力低,松辽平原重力高,存在山根和反山根,艾里模式成立。中部阴山山链为山形异常区,山体重力高,平缓的莫霍面上不存在山根效应,普拉特模式成立。在中部山形异常区出现了大东山重力低异常,通过对该异常的分析对比研究,认为大东山重力低异常既不属山形异常又不是镜像异常,为花岗岩体异常,均衡补偿在壳内花岗岩体下界进行,可以说,在山形异常和镜像异常之外,出现一种花岗岩体异常,是内蒙古布格重力异常的又一大特征,证实了内蒙古重力异常的复杂性。     

基于纹理分析的航磁异常边界增强技术研究及应用

将数字图像处理中的纹理分析技术运用到航磁异常数据中,有效地增强了异常的边界信息。纹理分析在增强光栅数据中的细节信息是一种非常有用的工具,图像局部区域的灰度共生矩阵是常用的数字纹理特征,通过计算图像的局部平稳度可用来表征图像的纹理信息,利用纹理分析的这一特征对航磁异常数据进行处理。通过模型试验和对非洲某区域的航磁异常数据进行了处理,结果表明,该方法有效地增强了航磁异常边界。地球物理图像中的线性异常往往对应着地下的断裂、接触带或其他构造特征,本方法也可以帮助解决地质构造的相关问题。     

基于重磁多尺度边缘检测的庐枞盆地基底构造研究

庐枞盆地位于怀宁-庐江“磁高重高”区域异常带的枞阳-庐江异常区,其区域重力场特征与区域磁场特征明显。本文利用上述特征异常,采用重磁多尺度边缘检测方法,对庐枞盆地重力和航磁数据进行了边缘检测,得到庐枞盆地不同深度的密度和磁性信息及重磁异常边界。结合重磁异常分布特点进行构造格架的推断、基底隆起区划分,建立了庐枞盆地构造格架。认为庐枞盆地基底断裂有四组方向,以北东走向断裂为主;盆地包含四块基底隆起区和一块基底残块隆起区。在此基础上,分析了庐枞盆地主要矿集区与构造格架的关系,提出了“S”形重力高异常带是寻找中深部隐伏矿床的有利部位的新认识。     

基于重磁多尺度边缘检测的长江中下游成矿带构造格架研究

采用重磁多尺度边缘检测方法,对长江中下游成矿带区域重力和航磁数据进行了边缘检测,结合大地电磁剖面和地质资料,建立了长江中下游地区构造格架.根据重磁多尺度边缘检测结果,重新厘定了断裂系统的展布位置,确定了宁芜、庐枞等火山岩盆地的准确边界,划分了板块、火山岩盆地等横向结构的边界.认为长江深断裂沿安庆-铜陵北-芜湖-马鞍山-...     

基于重力异常的松辽盆地构造特征识别

为了解决构造识别中多个断层不能同时识别倾向的问题,提出了利用断裂构造重力异常水平导数的分布特征实现的倾向成像技术,即断裂水平导数变化率较小的一侧指示断裂的倾向;由此可直接标识出断裂的特征,避免了以往该类方法复杂的运算。将这种技术应用到松辽盆地的实测重力异常的处理中,获得了松辽盆地的构造特征。松辽盆地东西两侧具有明显的重力异常差异,但已有的电法、地震资料难以揭示这种差异的原因。笔者以地震数据为约束,利用重力数据进行松辽盆地地层界面的反演,获得了莫霍面及以下的界面特征;认为松辽盆地重力异常差异的原因是松辽盆地莫霍面下方10 km存在一个界面,且由于太平洋板块的俯冲造成该界面在松辽盆地发生了较大的起伏,从而呈现异常的变化。     

用有限元插值法计算区域重力异常

有限元插值法利用区域边界上的少量数据可计算区域重力异常。由于只有区域数据参与插值计算,其结果更准确。通过教学模型实验得出结论:在区域场近似二次或三次曲面的条件下,有限元插值法比最小二乘法计算的区域场更接近真实值。在某盆地的重力资料处理中,用有限元插值法分离出该区的局部重力异常.     

利用相关分析划分重力异常

本文从理论上对相关分析法区分重力异常的可行性进行了论述，并从一元线性回归方程着手，对大地水准面上的重力值与相应的地形高程作了相关分析，通过分析，认为在区域性小比例主均衡补偿基本完善的条件下，重力值与高程有极好的线性相关关系；当计算窗口较大时，地下的局部不均匀体，不足以破坏重力值与高程的相头发一，所以，在实际工作中，利用相关分析处理重力资料的叠加场，可以收到较好的效果，且方法简单易行。     

重力高阶导数的正演研究

重力勘探作为一种位场勘探方法,由于体积效应或异常叠加效应,资料的解释往往精度差,也难以深度定位。因此,资料处理解释中的一个主要工作就是进行异常分离,以便突出异常的有用信息,区分不同异常源。高阶导数作为其中一种方法,能分离叠加异常,突出浅而小的地质体。     

重力异常AlexNet深度神经网络反演

针对传统反演方法存在的初始模型依赖、计算时间较长等问题,提出了一种新的基于AlexNet深度神经网络的重力异常反演方法。该方法首先借鉴经典的深度神经网络AlexNet设计了一种用于重力异常反演的Alex反演网络(AlexInvNet),接着设计大量密度异常体模型并通过正演计算得到带标签的数据集,然后用该数据集训练AlexInvNet网络,最后将重力异常数据输入训练好的AlexInvNet网络直接得到反演结果。理论模型反演结果表明,该方法相较于全连接网络深度学习反演方法,能够更好地反演出异常体的位置和密度,具有较好的泛化能力和抗噪声能力。实测数据反演结果表明,该方法能有效解决重力异常反演问题。     

区域化探深层样异常与物探重力、航磁异常及遥感解译构造的关系

通过深层样化探异常与物探重力、航磁和遥感解译关系的研究，认为深层样元素异常是由隐伏构造指示元素Au、Hg，与重力异常有关的酸性岩元素Sn、Be、F、Y，与舷磁正异常有关的基性岩元素Fe、Co、Ni、V、Cr和与地层有关的元素Cd、C、Tl四部分组成。解释了深层样元素异常的原因，开拓出区域化探与区域物探、遥感解译相结合的新路。     

基于二维经验模态分解的重磁异常分离

由于地质过程的复杂性及成矿过程的多期次叠加性,原始重磁异常往往是多种地质因素的混合信息,既包含区域背景异常信息,也包含与矿床(体)、矿化蚀变带以及隐伏岩体等与找矿密切相关的地质要素所引起的局部重磁异常.如何从复杂的叠加重磁异常中分离出具有找矿意义的局部异常,是当前矿产勘查和资源潜力评价工作中面临的难题之一.采用经验模态分解(EMD)方法来分解重磁异常,为提高分解的稳健性提出了用双调和样条插值(BSI)进行包罗面插值的新方法,并以云南个旧地区重磁数据为例,对其进行非线性多尺度分解,实现对区域异常与局部重磁异常的分离,揭示了深层次找矿信息并拓宽了经验模态分解方法的应用领域.      

新疆于田及周边地区地震活动性与重力异常特征

基于最新重力场模型对2014年于田M_s7.3地震震区的重力异常特征进行分析, 并应用Crust1.0地壳模型计算得到震区的深部构造形态, 结果显示: 震中位于地壳厚度陡变带上.同2008年于田M_s7.3地震相比, 震中虽位于不同位置, 但发震机制均与深部地壳结构变化密切相关.统计研究区内历史地震活动性与重力异常之间的关系, 发现震中的自由空气异常与地形存在明显的线性相关性, 而布格异常和均衡异常的结果则明显不同.进一步地分别计算不同重力异常的水平总梯度和线性信号, 结果表明: 重力异常梯度量与地形的相关特性更明显.研究表明: M_s7.0以上大震活动与重力异常之间具有明显的统计特性学, 这可能与重力异常反映的深部结构和壳内质量分布的不均匀有关.