多层电磁波测井反演

针对轴对称二维非均匀介质地层,以两接收线圈的相位差和幅度比为附加条件,建立了反演地层介电常数和电导率的电磁波测井反演数学模型．针对反问题的不适定性,利用正则化方法建立了反演的选代法．为克服层位较多时整体反演在存贮量、计算量等方面的问题,考虑了一种每次反演一个目的层的多层反演方案,并针对6层和10层模型进行了数值模拟．模拟结果表明,以相位差和幅度比为测井响应来反演介质电性参数是可行的,并适合于薄层解释,但对多层模型不能采用整体反演．     

银额盆地及周缘的两期晚新生代伸展构造:喜马拉雅碰撞造山远程效应的两个构造间歇期

银额盆地是中亚造山带南缘的一个中-新生代沉积盆地。在2017～2018年的野外地质调查期间,我们在银额盆地及周缘发现了多处晚新生代的伸展构造。这些伸展构造主要是一系列的正断层,还有同期的“X”共轭节理。相邻的两条倾向相对的正断层形成地堑。杭乌拉南正断层和鼎新镇北地堑形成于第四纪晚期,北山煤矿的正断层活动时间可能也是第四纪晚期。第四纪晚期正断层走向近E-W;伴生的鼎新镇北“X”共轭节理由走向NE-SW和NW-SE两组近直立的节理组成。苏宏图背斜上发育的正断层形成于新近纪晚期—第四纪早期,走向近E-W。古应力场分析,两期伸展构造的最大主拉张应力方向都是近N-S。这两期晚新生代伸展构造属于喜马拉雅碰撞造山的远程效应的组成部分,代表了远程效应脉动式演化过程的两个构造间歇期。     

重磁资料揭示的冲绳海槽及邻区断裂和岩浆岩分布

冲绳海槽及邻区是强烈的构造活动区,断裂和岩浆岩分布广泛。以1:100万重磁数据为基础,计算了空间重力异常、布格重力异常和ΔT磁异常的垂向和水平方向一阶和二阶导数,通过对比计算结果,对冲绳海槽及邻区断裂和岩浆岩分布特征进行了研究。结果表明,冲绳海槽发育平行和垂直于海槽走向的两组断裂带,其中垂直于海槽走向的NW、NWW向断裂带为走滑断裂,在东海构造演化过程中长期发育并逐渐向东前展,受不同时期构造应力场变化的影响,走向自西向东发生变化,整体呈现NE向凸出的弧形;岩浆岩呈带状分布,海槽东侧自北向南纵贯海槽的岩浆岩带与琉球火山前锋相对应;与钓鱼岛隆褶带相对应的宽阔岩浆岩带南端终止于27°N的NW向断裂带附近;海槽南段轴部岩浆岩带与海槽现今的扩张活动有关,而陆架边缘和陆坡上部的台北-钓鱼岛火山岩带的构造属性不同于北部的钓鱼岛隆褶带。     

气溶胶光学厚度估测中的LASSO特征选择方法

气溶胶光学厚度估测中通常利用遥感信息构造的多种特征属性作为输入,然而,这些属性中常常存在数据噪音、相互关联性和缺失值,从而降低了估测精度和估测强健性。针对这个问题,基于最小绝对收缩和选择算子（least absolute shrinkage selection operator,LASSO）方法和气溶胶光学厚度反演的先验知识,提出了一种针对遥感卫星观测的高维数据进行特征选择的方法,利用2009年4月2日至2011年4月1日2 a间与全球197个气溶胶地基自动观测网站点时空同步的MODIS（moderate-resolution imaging spectroradiometer）遥感数据,采用常用的人工神经网络作为估测模型进行实验分析,表明该方法能结合反演先验知识对多种异质遥感属性进行分组,通过组间迭代保留关键特征,去除冗余属性,有效进行特征选择,从而显著提高气溶胶光学厚度的估测精度。     

辫曲转换与共存的主要影响因素及对古代河流沉积环境恢复的启示

河流辫曲转换与共存是自然地理学、水力学、河流沉积地质方面的研究热点问题,也对古代河流沉积环境恢复与储层预测有重要借鉴意义.首先对河流辫曲转换与共存特征的主要影响因素进行了探讨,指出构造变动与地貌单元、坡度（坡降）的陡缓差异、物源远近与水动力条件、气候变化与植被发育状况、海/湖平面变化等主要因素控制着辫曲河型转换过程,其中构造变动与地貌单元是最为关键因素;然后总结了辫曲转换与共存这一理念对古代河流沉积恢复研究的4点启示;再以鄂尔多斯盆地大牛地气田中二叠统下部的下石盒子组为例,结合测井曲线特征、地震属性与砂岩厚度分布规律,把辫曲转换与共存的理念应用于古代河流沉积环境恢复之中,最终再现了气田区H21砂层河流沉积分布格局,明确了该区北辫南曲、辫曲转换与共存的规律,指出在辫曲转换地带与相邻的曲流河发育的区域更易于产生废弃河道.      

基于褶积模型的地球物理反演模型增强

地球物理数据在采集和处理过程中,由于存在噪声、模型误差、以及数据离散化误差等系统误差,导致了异常体边界模糊和模型分辨率降低等一些不可避免的不良系统退化效应的产生.本文提出了一种新的地球物理反演模型增强方法,通过消除反演估计模型中的系统误差,压制模型中的不良系统退化效应,增强反演模型的分辨率.文章从理论上分析了数据中存在的系统误差对模型求解的影响,提出了一个新的系统误差褶积退化模型,并根据该模型提出了一种基于混合范数总变分正则化的盲反褶积模型增强算法.最后,文章通过1D线性反演增强试验和2D大地电磁反演增强试验,验证了所提出的地球物理系统退化模型的正确性,以及盲反褶积增强算法的有效性.试验结果表明,方法可以有效地提高反演参数模型的分辨率.     

衡阳山洪地质灾害气象预警系统的研发与应用

衡阳受气候和地理条件的影响,是湖南省内发生山洪、地质灾害较多的地区之一,严重威胁人民群众生命财产安全,制约全市社会经济发展。该文介绍了衡阳山洪地质灾害气象预警系统(以下简称MGHWS)的研发与应用情况,并对其中的关键技术及其实现方法进行了分析与论述。系统的建成并投入应用,使国家"山洪项目建设"的综合效益得到充分发挥,提高了衡阳应对由强降水所引发的山洪地质灾害的监测、预警及服务能力,社会、经济与生态效益显著。     

青藏高原东缘甘孜断裂带地壳电性结构与孕震构造

位于青藏高原东缘的甘孜断裂带是一条晚第四纪强烈活动的左旋走滑断裂,与强震的发生有密切关系,它与鲜水河断裂带共同构成川滇地块与巴颜喀拉地块的边界.本研究横跨甘孜断裂带布设一条宽频大地电磁测深剖面,该剖面始于川滇地块,终止于巴颜喀拉地块.本文首先利用阻抗张量方法定性分析了研究区地壳结构的构造维性和电性主轴,然后利用二维各向异性和三维各向同性反演方法获得了可靠的地壳电性结构.结果显示川滇地块和鲜水河断裂带上地壳的各向异性方向沿着断裂带的走向,而甘孜断裂带下地壳的各向异性方向则垂直于断裂带的走向,表明研究区上地壳和下地壳存在解耦变形;甘孜断裂带两侧的电性结构存在显著差异;研究区上地壳的花岗岩体呈显著的高电阻率特征,上地壳的低阻异常主要是由含盐流体聚集导致的,而下地壳的低阻异常则主要由部分熔融体和流体共同构成.综合分析推断：地壳内的流体沿断裂带向下运移,增大了孔隙压力,降低了断裂的正应力,从而加速了地震成核过程;在上下地壳解耦变形的构造环境下,下地壳的运动拖曳作用致使应力在上地壳内更易于积累,从而导致地震的发生.

     

基于拟态有限体积法的频率域可控源三维正演计算

大规模地球物理电磁数据的定量解释需要发展高效、稳定的三维正反演算法.本文通过求解离散化的三维电场矢量Helmholtz方程,实现了基于有限体积法的频率域可控源电磁（CSEM）三维正演算法.为模拟具有强电性差异的三维电性介质,该算法采用拟态有限体积法（MFV）对Maxwell方程组进行离散化;另外,为获得稳定、高精度的正演数值结果,采用直接矩阵分解技术来求解离散所得到的大型稀疏线性方程组.对于具有多个发射源的CSEM测量来说,一次矩阵分解结果能够用于同频率下所有场源的正演计算.为降低场源奇异性及边界条件对数值精度的影响,采用虚拟场源校正技术,避免了散射场公式中在构建场源项时所需的大量时间.对于具有多个频率的CSEM的模拟计算,采用分频并行策略来加快三维正演计算.最后,通过与一维层状模型及三维模型的数值结果的对比验证了本文所开发的正演算法对频率域CSEM模拟计算的准确性及有效性,表明该正演算法能够有效应用于三维介质的数值计算.另外,对于多频率CSEM的并行测试结果表明基于分频并行策略的并行计算能够显著地降低正演计算时间.     

海底泥火山地球物理特征

海底泥火山是地壳深部大套巨厚富含有机质及流体的欠压实泥页岩在区域动力学作用下挤入上覆地层,使得上覆岩层弯曲隆起或刺穿上覆地层而形成的一种地质构造,也是气体向上运移的通道,被认为是天然气水合物存在的重要证据。结合国内外海底泥火山研究实例,系统总结和分析了海底泥火山的地球物理特征,以期为海底泥火山的调查与识别奠定基础。