从偶层位出发建立曲面上的位场转换解释系统

本文从偶层位公式出发,导出了曲面上位场转换所需的基本公式:偶层场强分量及偶层场强分量的一阶导数、二阶导数的表达式;并导出了一条称之为“磁化方向与磁场分量方向互换”的定理,从而建立了一个多功能的曲面上的位场转换解释系统.     

任意曲线上二维重磁位场转换的B样条函数法

重磁位场转换在重磁资料解释中是十分重要和必要的。随着物探仪器的改进和资料解释精度要求的提高,人们对位场转换方法的研究越来越深入。本文提出一种原理简单、计算精度高的新方法--B样条函数法,应用其插值、求导、求积的性质,以解决曲线上二维重磁位场转换的两类问题。一是Z_α分量向H_α分量的转换及向上延拓,二是水平和垂向导数的换算及磁位的计算。 样条函数为分段多项式函数。B样条函数是用σ函数逼近的一类样条函数,其节点     

均匀磁化多面体的磁场

本文研究了均匀磁化多面体的磁场,建立了总磁异常（△T）及其各分量(H_ax、H_ay、Z_a)的规格化解析表达式。这是由平表面围成的任意磁性体磁场的一般式。由它可以简化出各种规则磁性体的磁场公式。文中以有限长倾斜板状体磁场为例,说明了这个简化过程。 本文的多面体磁场解析式是由角点坐标和磁参数值表示出来的。鉴于它是边和面的二重累加和式,因此,在电子计算机上计算将十分方便。     

基于多分量感应测井的地层水平电阻率快速提取方法及应用

获取地层水平电阻率R_h和识别低电阻率对比度薄互层对裂缝性油气藏、页岩油气藏勘探开发至关重要,本文基于层状各向异性介质多分量感应测井响应解析解,研究了不同井斜条件下的磁场交叉分量H_xz、H_zx响应特征,通过组合交叉分量,定义了一种能指示地层层理方向电阻率大小的函数P_ha,再建立P_ha与地层R_h的对应刻度图版,用于快速提取水平电阻率和识别低电阻率对比度薄互层,并通过测井实例对此进行验证.计算结果表明:本方法所得水平视电阻率曲线R_ha对地层界面提取准确,地层较厚时R_ha和R_h非常接近.在大斜度井/水平井中,对于高电阻率对比度薄互层(薄互层邻层间电阻率对比度高),R_ha曲线识别能力强,倾角越大其水平电阻率提取越准确;对于低电阻率对比度薄互层(薄互层邻层间电阻率对比度低),R_ha曲线在井斜较小时可反映其宏观水平电阻率,而在大斜度井、水平井中对地层界面及各层水...     

频率域偶层位曲面位场处理和转换方法研究

在空间域偶层位法的基础上,研究了完整的频率域偶层位曲面位场处理和转换方法.该法可应用于平面或曲面、规则网或非规则网的位场数据处理和转换.通过对偶层面z坐标和计算面z坐标平移不同的量来加速正演快速收敛和保证反演稳定、快速收敛;提出了适合于不规则网曲面处理和转换的核心算法——单点快速Fourier变换;提出了频率域不规则网曲面处理和转换方法技术.通过以上技术措施解决了大数据量特别是曲面不规则网的位场处理和转换问题,模型试算以及实际资料处理验证了该方法的应用效果.     

1605年琼州大地震震源区区域重、磁场特征及深部构造背景研究(Ⅰ)

作者对1605年琼州大地震震源区区域重、磁资料,依常规方法进行了一系列数据处理,包括布格重力异常的浅层沉积校正,向上延拓(9个上延高度)、滑动平均(6个方域窗口)、莫氏面反演,以及航磁△T的化极、化极向上延拓(6个上延高度),航磁△T的△X、△Y、△Z三个分量在垂向上的一阶导数、磁源重力、居里面反演等计算处理。本文系统阐述了各项计算处理的结果及其反映的重、磁场特征,指出所论区域重、磁异常等值线的展布及变化都很有规律,各项异常等值线中的主要梯级带及同形扭曲带,不同类型、不同方向的异常交接带,大体上比较吻合,可以互相对应,互为检验和补益;并且,其线性异常、异常等值线展布的梯级带或同形扭曲带,均以北东东走向有规律地分布为主,北北西—北西及北东走向者居次要地位。     

等效源法三维随机点位场数据处理和转换

为了实现曲面随机点位场数据的曲面延拓和转换,以磁异常位场数据为例,采用一组磁偶极子作为等效源,置于观测面下方的一个曲面上,把观测磁异常作为这组磁偶极子所产生磁异常的边界条件,通过求解线性方程组的方法反演磁偶极子磁矩的大小,再根据反演结果正演所要计算的磁异常数据,实现了曲面随机点磁异常位场数据的向上延拓、向下延拓、求导以及化极处理.在数据量较大时,为了提高反演计算的速度,把磁异常数据和磁偶极子分成若干小块,再利用各块磁异常数据分别反演该块数据下方磁偶极子的磁矩,并通过迭代计算来逐步取得更准确的反演结果.模型试验表明,磁异常位场数据向上延拓的均方根误差小于±2nT,向下延拓和化极也可以取得较高的精度,所提出的分块处理方法提高了延拓和转换的速度,实际资料处理给出了曲面随机点航磁异常数据向下延拓和化极的一个例子.     

中低纬度区变化地磁场的结构分析

用自然正交分量法（MNOC）分析了我国部分地磁台的变化磁场资料,得到了组成中低纬度地区变化磁场的几种主要成分,它们是电离层风发电机电流产生的S_q变化,磁扰电流产生的S_D变化,与UT有关的D_UT变化.这些成分的相对大小随季节而变,场的变幅有特定的纬度分布.     

位场数据曲化平的迭代法

位场数据曲化平是位场数据处理解释中的重要运算,但是它的计算量和计算的复杂性影响了它在许多处理和解释方法技术中的应用.本文提出一种位场数据曲化平的迭代方法,即通过把位场数据曲化平视为平面位场数据向上延拓的反问题,得到曲化平的线性积分方程,再把曲面上位场数据视为曲面平均高程面上的位场数据,利用向下延拓的波数域广义逆算法把平均高程面上的位场数据向下延拓到设定平面上,再根据曲面和其平均高程面的相对起伏对设定平面上的向下延拓数据进行起伏校正,最后再把所得平面上的位场数据向上延拓得到曲面上的位场数据,并进行迭代.把这种方法用于三维理论模型数据和实际磁场数据的曲化平处理均获得了理想的结果.     

基于MESSEGER观测对水星磁尾电流片磁场分布的统计研究

本文利用信使号飞船2011-2015年期间在轨磁场数据对水星磁尾电流片的磁场结构分布特征进行了统计分析.为探究磁场结构分布随水星径向距离的变化,电流片划分为近磁尾（-1.5R_M > X > -2.0R_M）和远磁尾（-2.0R_M > X > -2.5R_M）两个区域.所得结果表明：（1）无论是近磁尾还是远磁尾,电流片中的磁场都以+B_z分量为主,磁场方向几乎与磁赤道面垂直.（2）相比近磁尾,远磁尾电流片中磁场强度、B_z分量较弱,B_y分量较强,而且-B_z信号出现概率相对较大,这表明电流片中磁活动相对容易在远磁尾中发生.（3）磁场强度以及B_z分量在晨昏方向上的分布存在晨昏不对称性——在方位角120°~190°范围内相对较弱.弱B_z数据点（B_z<5 nT）也在昏侧（Y>0）发生较为频繁.（4）与B_z分布相反,磁场强B_y分量（|B_y|>5 nT）倾向于在晨侧（Y<0）发生.统计分析还表明,磁场B_y分量与行星际磁场B_y分量并无明显的相关性.对比地球磁尾电流片,我们对水星磁尾电流片B_z分量、强B_y分量的晨昏不对称起源机制作了探讨分析.     

POTENTIAL FIELD CONTINUATION BETWEEN GENERAL SURFACES*

The theory of potential field continuation is studied with a view of extending it to include continuation between non-linear surfaces. This theoretical extension is regarded as useful in reducing observed potential fields along one general surface to another general surface. It is demonstrated that the continuation operators considered in past geophysical literature are special cases of the generalized operators. In view of the tremendous growth in the art of high-speed computing it is possible to consider applications of the generalized operators. In worked examples upward continuation between a general surface and a datum is considered for the gravity field due to geometrically simple sources; this in order to test the accuracy of the digital applications. It is indicated that for observations on an undulating surface it is possible to account for considerable errors when, during interpretation, the observation locations are taken to be along a datum. For aids to profile interpretation in areas of considerable topographic relief some simple convolution operators for continuation between linear, non-parallel surfaces are proposed.     

2D and 3D potential-field upward continuation using splines

The dominant upward‐continuation technique used in the potential‐field geophysics industry is the fast Fourier transform (FFT) technique. However, the spline‐based upward‐continuation technique presented in this paper has some advantages over the FFT technique. The spline technique can be used to carry out level‐to‐uneven surface 2D and 3D potential‐field upward continuation. An example of level‐to‐uneven surface upward continuation of 3D magnetic data using the spline technique is shown, and it is evident that the continued anomalies are very close to the theoretical values. The spacing can be irregular. Synthetic examples using the spline technique to continue noise‐contaminated gravity and magnetic data upward to an altitude of 15 km on irregular grids are shown. Gaussian noise with a zero mean and a standard deviation of 1% does not cause much error and can readily be tolerated. Through comparison with the FFT technique, it is found that for low‐altitude gravity and magnetic upward continuation, both the FFT technique and the spline technique are suitable; for high‐altitude upward continuation, the FFT technique is inaccurate, whereas the spline technique works very well. Also, upward continuation by the spline technique has a smaller edge effect than upward continuation by the FFT technique. The spline‐based upward continuation technique works fairly well even when the periphery of a grid is not quiet: it is rather robust in general. A real example shows that the spline technique can be employed to perform upward continuation of total‐field magnetic data and to de‐emphasize near‐surface noise.     

位场曲化平的插值-迭代法

将起伏曲面B上的位场向下延拓至曲面最低点的平面A的插值-迭代法步骤是：1）将曲面B上的场值放置在水平面A上具有相同水平坐标的点上,作为A上的初值;2）用若干水平面切割B,从A的初值,用快速傅里叶变换法(FFT)向上延拓出这些平面的场值,用插值的方法从这些平面的场值计算曲面B的场值;3）根据B上的实测值与计算值的差值,对A上的值进行加权改正;4）重复步骤2）和3）,直到B上的差值小到可以忽略.这种插值-迭代法具有高的计算速度,比通常的FFT法延拓得更深,可以超过10倍点距.文中给出计算实例.     

海洋地磁场的垂直空间变化分析

将海洋磁力测量数据归算到统一的基准面上可以提高测量和成图的精度.由于归算方法本身存在误差,并不是所有的测量数据都必须归算到统一的基准面上.本文首先理论分析地磁异常的垂直空间变化,然后采用曲面向上延拓技术,利用两个典型海洋磁场数据分析海洋地磁异常的垂直空间变化,研究了海洋地磁异常随高度变化的规律.最后得出海洋磁力测量数据进行归算的阈值条件.     

位场曲化平积分方程的迭代解

提出了位场曲化平的新方法. 给定观测曲面S上的位场、S对下方水平面P的相对高程,确定P上的位场. 利用由P向上延拓到S的积分式,建立这两个面上位场及相对高程三者所满足的方程,它是第一类Fredholm积分方程. 用Fourier逆变换式把这一空间域积分式化为波数域积分式,再由指数函数的Taylor展开进一步化为级数式. 积分方程的解采用逐次逼近法迭代计算,即用S上的位场观测值作为P上位场的初始迭代值,用导出的级数式求得S上的位场计算值、由S上的位场观测值与计算值之差校正P上的位场,多次迭代,直到满足迭代终止准则. 我们还给出该积分方程的波数域迭代计算方法. 模型算例表明,重力异常曲化平的均方差和磁异常曲化平的均方差分别为0.0008 mGal和0.0019 nT,在主频为2.26 GHz的笔记本电脑运行,2048×2048数据量,计算时间是975 s. 野外磁场实际资料处理也证实这种方法的有效性.     

剖面曲线上的位场转换系统

我国山区面积很大,无论是地面磁测还是航空磁测,都有必要建立一个起伏观测面上的位场转换系统。本文从偶层位出发,找到了建立这种转换系统的新途径。 文中所提供的方法虽然是在二度问题上实现的,但完全可以推广到三度问题。     

论“偶层面上磁化强度的空间梯度”问题

本文指出B.K.Bhattacharyya和K.C.Chan在文献[1]中基本公式（9）的错误,从而“μ是磁化强度分布沿总磁场的方向u的空间梯度”也是错误的。     

火山岩油气藏重磁电震综合预测方法及应用

通过准噶尔盆地陆东地区数十口钻井资料的对比分析、归纳总结,提出了火山岩油气藏重磁电震综合预测方法.将正则化下延与延拓回返垂直二次导数串联形成了一个新的滤波器,该滤波器相当于首先通过正则化下延将位场曲面延拓至地下目的层段,降低火山岩埋深对磁J异常幅值的影响,然后利用延拓回返垂直二次导数对弱信号进行增强,不仅提高了位场异常...