何良-重磁聯(lián)合反演方法研究

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1、中國地質(zhì)大學(xué)研究生課程論文封面課程名稱位場理論教師姓名劉天佑研究生姓名何良研究生學(xué)號120090258研究生專業(yè)地球物理學(xué)所在院系地空學(xué)院類別:B.碩士日期:2010年6月評語對課程論文的評語:平時成績：課程論文成績：總成績：評閱人簽名：注：1、無評閱人簽名成績無效；2、必須用鋼筆或圓珠筆批閱，用鉛筆閱卷無效；3、如有平時成績，必須在上面評分表中標(biāo)出，并計算入總成績。重磁聯(lián)合反演方法研究何良中國地質(zhì)大學(xué)地球物理與空間信息學(xué)院摘要:由于各種地球物理方法解決問題的局限性,以及觀測數(shù)據(jù)的有限性和觀測誤差等因素,造成了反問題的多解性,增加了認(rèn)識地質(zhì)問題

2、的難度.因此,對同一地質(zhì)研究目標(biāo),結(jié)合多種物探方法相互補充和綜合解釋,開展聯(lián)合反演是十分必要的.重磁資料成本低,范圍廣,有較高的橫向分辨能力,在研究區(qū)域構(gòu)造、斷裂、火成巖分布,并配合地震和電法綜合解釋方面,也可發(fā)揮作用.因此,在資料處理上有必要綜合已采集的多種地球物理資料,通過聯(lián)合反演來解決目的層分布,揭示構(gòu)造復(fù)雜區(qū)的基本構(gòu)造特征,提高解釋精度.關(guān)鍵詞:重力磁場聯(lián)合反演在地球物理工作中根據(jù)利用的不同類型的物性差異課將具體方法分為重磁電震等，重磁是位場屬于同源場，往往利用單一方法進行探測工作時會因為問題的復(fù)雜性而無法得到較好的解，因此采用重磁這兩

3、種同源場同時聯(lián)合處理反演會得到較好的結(jié)果，而且他們都是位場，聯(lián)合反演的結(jié)果頁趨真實。聯(lián)合反演是地球物理數(shù)據(jù)分析的理想工具,它包括同步反演、順序反演、剝離法反演和伸展法反演.前人針對MT與地震聯(lián)合反演開展了相關(guān)研究,利用了最速下降法、遺傳算法、廣義逆法等手段.一般認(rèn)為,順序反演優(yōu)于單獨反演,而同步反演效果最優(yōu),且非線性反演法比廣義線性法更優(yōu)越.重磁異常是同源場,可通過重磁聯(lián)合反演來減少重、磁單一方法反演的多解性,提高反演結(jié)果的可靠性.地球物理聯(lián)合反演就是聯(lián)合應(yīng)用多種地球物理觀測數(shù)據(jù),通過地質(zhì)體的巖石物性和幾何參數(shù)之間的相互關(guān)系求得同一個地下地質(zhì)、

4、地球物理模型[1].重磁聯(lián)合反演方法的研究開始于20世紀(jì)后期.Bott和Ingles[2]用一個等效層的方法來計算磁化率與密度的比值的變化來實現(xiàn)重磁聯(lián)合反演.為了減小重、磁異常反演的多解性問題,在重、磁異常由同一場源引起的情況下,Menichett和Guillen[3]研究了使用廣義反演方法來實現(xiàn)2.5維重、磁聯(lián)合反演,反演參數(shù)為異常體多邊形的角點坐標(biāo)及每一礦體的密度差及磁化率,結(jié)果說明這種類型使用廣義反演算法是合理的,并且說明了方法的實用性.Serpa和Cook用最小二乘反演方法來解決2.5維模型的頂點和物理參數(shù),為了獲得算法的穩(wěn)定,他們通過

5、固定某些參數(shù)來反演其他參數(shù).Zeyen和Pous在具有先驗信息的基礎(chǔ)上,如密度、磁化率、剩余磁化強度等,對重、磁場的聯(lián)合反演問題進行了研究,而張貴賓等人以BG理論為基礎(chǔ),在重磁異常線性反演中將該理論與吉洪諾夫正則化方法相結(jié)合求解地下密度源(或磁源)分布及質(zhì)心(或磁質(zhì)心)位置,在重、磁非線性反演中結(jié)合應(yīng)用正則化方法和馬奎特思想給出一種確定地下密度(或磁性)界面的穩(wěn)定迭代算法———正則馬奎特法,在此基礎(chǔ)上,研究了一種綜合重、磁異常聯(lián)合反演既是磁界面也是密度界面的方法,并建立了重、磁廣義線性綜合反演系統(tǒng).Gallardo-Delgado等擴展了3維的

6、方法,將隨深度變化的密度和磁化率作為未知的參數(shù).在一個統(tǒng)計的框架下,將蒙特卡羅方法用于重磁的聯(lián)合反演,產(chǎn)生一個可能的密度函數(shù)來描述一組可接受的模型.2006年,Pilkington又提出了新的界面重磁聯(lián)合反演方法,利用阻尼最小二乘法在常密度差與常磁性差的條件下實現(xiàn)的.然而,沉積盆地的巖石物性研究表明,大多數(shù)沉積盆地的地層密度通常是隨著深度的加大而近于線性或指數(shù)增加.方法原理1.1　變密度界面的重力正演計算如果認(rèn)為基底為常密度,其上地層的密度差隨界面埋深呈線性或指數(shù)變化.假設(shè)沉積地層的密度隨著深度的加大呈指數(shù)增加,則基底面上下地層的密度差可用函數(shù)

7、Δρ(ξ)=Δρ0e-kξ表示.取Z軸向下為正,界面密度差隨深度呈指數(shù)衰減的波數(shù)域重力Parker正演公式可表示為式中:g為重力譜;G為重力常數(shù);s代表波數(shù):(δx和δy分別為x和y方向的網(wǎng)格間距;mx和my分別為x和y方向的網(wǎng)格點距數(shù);M和N分別是x和y方向的總點數(shù));z表示平均界面深度;F[…]代表傅立葉變換;H代表界面相對于參考界面的深度,在z的正方向為正值,z的負(fù)方向為負(fù)值.假設(shè)沉積地層的密度隨著深度的加大線性增加,則基底面上下地層的密度差可用函數(shù)Δρ(ξ)=β0+β1ξ表示.同樣的坐標(biāo)體系下,界面密度差隨深度指數(shù)衰減的波數(shù)域重力Par

8、ker正演公式表示為1.2　常磁性界面的磁異常正演計算在相同的坐標(biāo)下,常磁性界面波數(shù)域的磁異常Parker正演公式為其中,m~a表示垂直磁化下的磁力譜