基于卷积神经网络的重力异常反演

重力异常反演是地球勘探中常用的方法,它是通过地表观测重力异常推断地下介质的密度分布。针对传统反演方法存在的多解性、初始模型依赖和计算时间较长等问题,提出一种基于卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)的重力异常反演方法,该方法首先通过大量正演计算获得训练数据集;然后采用该数据集训练CNN网络,使其建立从地表观测重力异常到地下密度模型之间的映射关系;最后将重力异常数据输入到训练好的卷积神经网络,得到对应的地下密度模型。实验结果表明,该方法能快速、准确的反演出地下重力异常体的密度、位置和形状,具有较强的泛化能力,能有效解决重力异常反演问题。     

重力异常稳健迭代密度界面反演研究

重力异常界面反演是重力勘探中的一个重要研究课题,它是一个求解第一类Fredholm非线性积分方程问题,目前情况下直接求解比较困难,只能采用拟合法或逐步线性化办法实现反演计算.在计算过程中,由于反演的不适定性,往往不能很好地获得反演解.我们从二度体重力异常正演公式出发,导出地下界面迭代反演的计算公式;然后利用广义似然函数对模型参数进行优化选择,从而获得模型参数修正量迭代计算方法,实现二度体单一密度界面的稳健迭代(最小二乘加权迭代)反演.模型计算表明方法可以很好地反演出地下界面.     

个旧矿集区东区重力场特征及地质-地球物理找矿模型

利用1∶5万重力测量数据,分析云南省个旧矿集区东区重力(剩余)异常特征;基于剩余重力异常,综合分析多尺度断裂体系的构造特征,确定了11条断裂,其中EW向4条断裂为主要控岩控矿断裂;圈定了隐伏岩体突起范围。依据物性(密度)测定结果,结合2条剖面成果推断矿区深部岩体和矿体分布形态;并圈定隐伏矿体13处,其中6处为已知矿体,其余7处找矿前景良好。总结了花岗岩体和断裂与重力异常特征的对应关系,根据花岗岩体、断裂构造与矿体之间的关系,建立了地质-地球物理找矿模型。     

利用重力资料研究穆格莱德盆地南部新生界分布

为确定勘探程度较低的穆格莱德盆地南部新生界分布特征,利用布格重力异常资料,选取既能利用已有地质研究成果约束,又能大体控制研究区主要构造格局的4条重力异常剖面进行拟合反演。在对重力异常进行定量与定性解释的基础上,应用SPSS中的相关分析(Pearson相关系数)与回归分析(曲线估计)原理,计算出了研究区的新生界底界埋深。结果表明:研究区新生界在隆起区相对不发育,而在凹陷区厚度较大,平均厚度超过2 200 m。认为新生界厚度较大的穆格莱德盆地南部凹陷区是进一步油气勘探的有利区。     

最优化阻尼最小二乘法重力二维反演方法及其应用

地球物理反演是已知场求场源的过程。本文首先描述了最优化选择法中的阻尼最小二乘法的原理和方法技术,然后通过模型试验得到了良好的效果,最后将该方法应用到安徽某铁矿区的重力资料处理中,其反演结果与地质上的推断,以及大功率激电解释结果吻合,证明了重力反演在固体矿产勘探资料处理中的效果是明显的且有实用价值。     

两种不同深度的海底地形反演精度对比研究

不同深度海域的海底地形反演精度不尽相同,而反演精度的高低决定了反演方法的适用范围.首先在远海选取深浅不同的海域作为研究对象,对两区域的测高重力数据与船测水深数据进行线性回归分析和Pearson相关性分析,然后计算两区域的重力异常和海深数据的相关系数,最后采用重力地质法对两区域海底地形反演,并评估精度.结果表明:在距离海岸和岛屿较远的海域,浅海和深海区的重力异常与海底地形近似线性相关且相关性相同,两区域海底地形反演精度相近.这说明在距离海岸和岛屿较远的海域,基于重力地质法的海底地形反演精度受海水深度的变化影响较小.     

基于深度加权的重力异常广义线性反演成像方法研究及应用

重力异常数据的快速成像解释,因可以快速、稳定地获取地下地质体的赋存状态、密度分布、埋深等多种参数而得到广泛关注。在广义线性反演成像的基础上,给出合理的深度加权因子,建立了基于深度加权的广义线性反演成像方法。通过模型试验,验证了该方法具有分辨能力高、稳定性强等特点,并将其应用于实际数据处理中,与钻孔资料及前人文献资料很好地吻合。论证了所述方法的稳定性和可靠性,说明改进后的方法可以应用于实际资料的处理与解释。     

基于不等式约束的重力三维聚焦反演

聚焦反演是目前较受关注的重力反演方法之一,能较好地还原异常体的紧凑构造和物性差异较大的边界,此外,不等式约束可以将反演参数限制在有意义的范围内,可以改善反演的多解性。基于此,本文将这两种思路融入重力三维反演中,引入对数转换函数法,实现了基于不等式约束的三维重力聚焦反演。模型试验表明：聚焦反演可以较准确地还原密度异常体的形状和范围,但在深部仍然存在虚假异常现象,而基于不等式约束的聚焦反演方法可以有效压制假异常,改善反演多解性问题;此外,分区域不等式约束可以提高先验物性信息应用的灵活性,获得更逼近真实模型的解。     

基于WGS84正常重力公式的重力外部校正方法

以WGS84参考椭球为基准,建立地球表面正常重力公式。利用该公式可以直接计算地球表面每个测点的正常重力场,从而计算出测点所在位置的重力异常,避免重力外部校正过程中存在的高程起算面误差、重力正常椭球与参考椭球不一致引起的纬度误差、中间层密度不合理及地形校正破坏区域地质构造格架等问题。对实测重力数据的试算结果表明,利用建立的正常重力公式所计算的重力异常较之布格重力异常对构造的反映更加清晰,更能够发现细小的断层及岩体。     

准噶尔盆地阿什里地区重震联合反演研究

充分发挥地震和重力资料的特点,进行优势互补,利用重震联合界面反演技术,对准噶尔盆地阿什里地区的4个密度界面进行反演,通过反演结果取得研究区地质新认识。     

重力反演在新疆某矿区的应用

本文研究的矿区为铜锌金多金属矿,主要与火山作用有关,属VMS型块状硫化物矿床和热液脉状矿床,块状硫化物的密度较大,与围岩有明显的密度差异具备直接找矿的条件。火山穹隆的边坡是成矿的有利部位,火山穹隆密度相对较大。利用已知资料对反演进行约束,通过重力三维反演软件反演得到地球物理模型,圈出火山喷口的形态与位置。研究火山喷口的形态与位置,对于VMS有关矿床的找寻具有重要的指导意义.结果表明,得到的地球物理模型符合实际地质情况,高精度重力测量在本区是发现隐伏块状矿体的最有效、最直接的勘探方法之一。     

全程瞬变电磁法浅层勘探数据的处理方法

快速、高效的地面勘探技术是解决工程建设中遇到的浅层地质问题的关键.基于半空间瞬变电磁勘探理论,利用多匝重叠小回线装置,通过物理实验模拟全程瞬变电磁勘探技术,探讨剔除法处理后的地质异常体对半空间重叠小回线浅层瞬变电磁的响应特征及变化规律.结果表明：瞬变电磁对浅层高低阻异常体响应明显,等值线响应变化规律性强.纯背景条件下剔除仪器自身因素造成的干扰数据体,并对剔除后得到的新数据体进行反演处理,可准确地反映被测地质体的浅层信息.剔除干扰数据体方法对提高瞬变电磁全程勘探能力行之有效,为相关研究提供了借鉴.     

基于多种位场数据及3D反演结果的综合解释方法

近期位场梯度数据在勘探地球物理观测数据解释中的作用日益增加,随着计算机等硬件设施的进步,处理大型数据能力的增强,重力数据3D反演方法也越来越多的应用到重力数据解释工作中。本文提出结合重力数据、梯度数据及重力数据3D反演结果的综合解释方法,并将此解释方法应用到虎林盆地观测数据、梯度数据及3D反演结果的综合解释工作中。本文首先讨论单个棱柱体的重力数据、梯度数据的计算方法以及重力数据3D反演方法;然后,编制了matlab程序计算重力数据、梯度张量数据并处理重力数据的3D反演;最后,根据计算的数据详细讨论了梯度九分量之间的关系及重力数据反演结果的数值特征,提出结合梯度九分量数据及重力数据3D反演方法联合解释方法。模型试算及解释结果表明重力梯度数据对进一步提高勘探地球物理观测数据的解释精度及确定埋深较浅的异常源位置及水平尺寸等信息起到重要的作用,将其与重力数据3D反演方法联合解释可更准确的刻画异常源的分布特征。最后经过此综合解释方法将虎林盆地划分为8个构造单元。     

重力反演在新疆某矿区的应用

本文研究的矿区为铜锌金多金属矿,主要与火山作用有关,属VMS型块状硫化物矿床和热液脉状矿床,块状硫化物的密度较大,与围岩有明显的密度差异具备直接找矿的条件。火山穹隆的边坡是成矿的有利部位,火山穹隆密度相对较大。利用已知资料对反演进行约束,通过重力三维反演软件反演得到地球物理模型,圈出火山喷口的形态与位置。研究火山喷口的形态与位置,对于VMS有关矿床瞬找寻具有重要的指导意义．结果表明,得到的地球物理模型符合实际地质情况,高精度重力测量在本区是发现隐伏块状矿体的最有效、最直接的勘探方法之一。     

基于泰勒级数的重力异常数据快速相关成像

为了提高重力勘探中数据成像的效率，对地球物理勘探中的重力异常数据进行快速三维成像.在相关成像的理论基础上针对立方体元提出利用泰勒级数的算法，重新定义了异常值的计算模型，从而得到新的几何函数.该成像方法通过级数展开、积分等方式，减少了计算量和迭代次数.在理论模型试验中，证明了提出的方法具有良好的成像能力和抗噪性，并通过效率分析说明了该算法能够大幅缩短几何函数矩阵的计算时间，提高成像效率.对文顿盐丘地区的实测重力异常数据进行快速成像，地质体的位置能够被较好地显示出来，验证了算法的可行性.     

云南相大铜铅锌多金属矿区高精度磁测异常特征及解释

云南相大铜铅锌多金属矿的赋矿(或伴生)岩石与其周围岩石之间存在着磁性差异,在其上利用高精度磁测方法,能观测到明显的磁异常.通过分析研究区高精度磁测异常特征及地质、地球物理、地球化学特征,解释了磁异常的地质原因,推断矿(化)体的赋存位置和控矿构造的空间特点,指出了寻找铜铅锌多金属矿的靶区.该方法在间接寻找矿产资源方面具有十分重要的作用与广泛的前景.     

基于重力异常迭代延拓的南海海底地形反演

通过迭代延拓法对重力异常进行向下延拓,并对导纳法反演的中国南海海底地形进行精度评估.首先,利用HY-2A高度计数据通过最小二乘配置法计算得到重力异常,使用迭代延拓法将重力异常延伸至延拓面;然后,利用重力异常与海底地形的相干性,确定海深反演波段为20～115 km.基于CRUST 1.0全球地壳模型,得到均衡补偿模型参数...     

利用模拟退火法反演地下三维密度界面的数值模拟

解的优化问题是重磁反演中很重要的一个方面。为了提高反演的精度和效率,采用一种线性网格化的模拟退火法来进行密度反演。将模拟区域划分为若干规则且密度均匀的长方体。为了减小边界条件的影响,可将研究区域中不同部分划分为规模不同的长方体。由引力位可推导出长方体外任意一点的重力异常公式;利用重力的可叠加性,计算每个观测点的重力异常。在给定长方体的规模参数后,根据已知的重力异常,利用模拟退火法求取最优化解,从而确定密度参数。     

云南流动重力测网数据质量及场源分辨能力评估

首先对云南流动重力测网2018～2020年陆地时变重力数据进行精细化处理,基于测期准同步的绝对重力数据,引入贝叶斯重力平差方法对多台CG-5型相对重力仪的格值系数进行优化估计,同时获取了多台仪器的非线性漂移特征;其次,利用重力段差、段差残差及互差相关性分析来评估数据质量,开展绝对重力交叉检验,量化了仪器漂移率变化及格值系数不准引起的误差;最后,在设定场源异常体参数情况下,采用球面六面体单元构建不同分辨率的重力异常扰动模型进行检测板测试,并通过等效源反演方法对场源体进行恢复,进而评估了测网的场源分辨能力．结果表明:贝叶斯平差方法能有效降低CG-5型相对重力仪的非线性漂移及格值系数偏差带来的不确定性,进而提高平差数据精度;测网在主要块体边界带及断裂附近的场源分辨能力以0.50°×0.50°为主,而在测点密集的小江断裂带、红河断裂带北段等区域,其场源分辨能力达0.25°×0.25°．研究结果能提供高精度的陆地时变重力数据,优化测网布局,且有助于更好地研究地震重力监测、地壳垂直运动、地下水变化和地球内部物质运移等地球物理学问题．     

一种快速电阻率三维反演方法

在深部地质找矿中,利用多条电测深剖面组建三维测网,建立了电阻率三维反演坐标系统,实现了快速电阻率三维反演,为快速了解测区地层电性特征和钻孔布设提供了依据。通过对新疆哲兰德萨依金铜矿区多条不等距测深剖面电阻率三维反演试验,证明快速电阻率三维反演适合沿走向延伸不大的二度半或三度体,试验深度达400m。显示了其在矿产物探中的应用效果。