航空重力梯度测量技术及应用

从重力和重力梯度的基本理论出发,介绍了旋转加速度计航空重力梯度仪的组成,详细推导了旋转加速度计航空重力梯度仪的测量原理,并举例说明了航空重力梯度测量在地球物理勘探中的应用及取得的效果。     

辽源煤矿采空区重力异常解释研究

地下采空区对于城市安全是一个潜在的地质灾害,因此需探明其具体的位置、深度和分布范围,为煤矿采空区的土地综合规划和开发提供科学依据。辽源煤矿位于吉林省东南部,其煤层开采殆尽,遗留下大量的采空区,且大多分布于市区范围内。煤矿采空区的密度小于围岩的密度,因此会产生一定的负重力异常。针对该区微重力测量结果,首先采用小子域滤波法进行场分离,然后采用边界识别和聚焦反演方法获得采空区的分布。结果表明,微重力测量结合有效的处理与解释方法,可实现采空区具体分布范围的圈定。     

基于Canny算子深源磁异常图像的边缘检测

边缘检测的效果受到地质体埋深的影响,随着深度的增加,边缘检测的范围会有所扩大。本文首先根据迭代法与FFT法向下延拓的曲线形态推断场源上顶埋深,然后用迭代法将位场值向下延拓至接近场源的深度以使磁异常图像的特征点与场源边界有较好的对应关系。在此基础上,利用Canny算子对特征点进行追踪,进而推断场源的水平边界。通过模型试验和实际资料处理,验证了该方法的正确性。     

超线性二阶微分系统多重正解的存在性

目的研究在超线性条件下,p Laplacian二阶算子系统正解的存在性和多解性问题.方法应用锥上不动点理论,从引理出发,通过理论分析和抽象证明来推导新的结果.结果特殊条件下p Laplacian算子方程存在两个不动点,并给出了新的定理,即在零点和无穷远点同时满足超线性条件时,p Laplacian二阶算子系统存在两个正解.结论笔者的研究方法与分析结果为p Laplacian算子方程正解的存在性及多解性进一步分析提供条件.     

重力异常处理中小子域滤波法的改进

在重力资料处理中,小子域滤波法会导致异常边界严重失真。为了弥补这一缺陷,提出一种改进的小子域滤波法,通过对子域剖分方式的改进以达到提升计算速度和控制异常边界失真的效果。通过模型试验对该方法的可行性进行验证,试验结果表明:重力异常数据利用改进的小子域滤波法多次迭代计算后,可以较好地反映地质体边界的分布情况,失真现象得到明显抑制;利用该方法描绘出虎林盆地断裂分布图,得到了25条断裂的分布情况,与已有的地质资料存在很好的对应关系。     

GOCE卫星检测的海地地震(Mw7.3)区域重力异常

利用GOCE卫星重力场模型数据(2009年11月—2010年1月)对海地地震(Mw7.3,2010)区域的重力异常进行了计算,同时利用GRACE重力场模型数据(2008年11月—2009年1月)计算了研究区域同期的重力异常,并将计算结果分别与该地区的地形进行了比较.结果表明:与GRACE卫星数据相比,利用GOCE重力场模型数据计算的重力异常精度有了显著提高,新的计算结果不仅与强震范围地形有较好的一致性,且与地质构造分布特征吻合较好;在2009—2010年间,研究区域的重力值在由北向南方向不断增加,此变化可能与地壳应力积累有关.此次地震震中位于重力异常变化剧烈的高重力梯度带上,这为从另一个角度更好地认识地震发生的机理提供了新的思路.     

高密度电法不同装置的探测效果对比

为了比较高密度电法不同装置对地下电性结构的响应,建立了水平相邻低阻异常体和隐伏直立低阻异常体2个地电模型,基于有限差分法和最小二乘法开展了正演和反演成像数值模拟.当探测水平相邻低阻异常体时,偶极、三极、复合对称四极装置要优于其它装置,对异常体位置和形态反映较好,与实际异常体较吻合.当探测隐伏直立低阻异常体,如直立断层、破碎带等时,温纳、二极和复合对称四极装置要优于其它装置,其异常与实际情况更接近,效果更好.研究结果表明:三极装置可作为探测水平相邻低阻异常体时比较好的折衷方案,温纳β可作为地下断层探测时优先考虑的装置.     

三维体地—井瞬变电磁三分量测量响应规律研究

地—井瞬变电磁法的主要用途是探测盲矿体的性质、规模、方位以及赋存状态,为此,采用本征电流等效模拟三维长方体和球体的三分量电磁响应规律,为定性和定量解释三维盲矿体提供理论依据。计算结果表明:三维地质体电导率值越大,其电磁响应越强;随着三维地质体的规模的增大,其电磁响应逐渐减弱;异常体水平时,Z分量响应曲线幅值以及Y、X分量过零点的位置反映了异常体的中心位置;异常体倾斜时,Z分量响应曲线过零点的位置反映了异常体的中心位置,若Y、X分量曲线过零点的位置位于异常体中心位置上方则三维地质体上倾,反之下倾;对于球体和长方体而言,Z、X分量曲线形态一致,若Y分量曲线形态为"S"型,则异常体为长方体,若Y分量为单峰异常,则异常体为球体。     

基于Matlab平台实现二维复杂地质模型多边形网格建模及重力异常正演计算

对已知地质模型进行重力异常正演计算是利用重力场数据对地下介质的密度异常信息进行解释的重要手段。针对三维复杂地质体的建模困难且不便,而且多数三维线性地质体可以近似看作二维地质体以实现快速方便处理的情况,对二维地质体进行多边形网格建模,并利用Matlab平台编写了适用于复杂二维地质模型的重力异常计算的软件系统。该软件系统对模型设定简单、运算速度快。选择华北地区的剖面使用目前业内广为使用的IGMAS正演软件和文中的软件系统进行了对比试验,结果显示两种方法计算的重力异常结果相当。     

微重力异常的变阶滑动迭代趋势分析法在某油田中的应用

由于油气构造引起的重力信号较弱和深部区域背景的影响，油气构造引起的微重力信息往往被噪声屏蔽，而常规的数据处理方法提取的微重力异常的效果不显著．对变阶滑动趋势分析法进行改进，提出变阶滑动迭代趋势分析法，用最优趋势面的值迭代窗口内数据，作为下次趋势分析的数据，使窗口内的趋势面具有较好的继承性，提高了识别微弱重力异常信号的能力，能在强干扰背景下较理想地提取与油气构造相关的信息．在某油田高精度重力测量工作中，变阶滑动迭代趋势分析法成功地提取了微重力异常，并获得良好的地质效果。     

若干物探技术的最新进展

评介了若干物探技术的惊人的或革命性的进展,这些进展是航空重力张量测量,航空时间域电磁法系统(特别是直升机时间域电磁法系统),航空磁力全张量SQUID梯度仪系统以及高温SQUID在地面时间域电磁法(瞬变电磁法)中的应用。     

重磁综合推断中南地区隐伏的中酸性岩体

分析中南地区岩石物性可知,中酸性岩体的平均密度均小于其围岩的密度,视为低密度体,为重力低异常进行圈定中酸性岩体提供了依据;中酸性岩体的磁性变化范围较大,大多数属于弱磁性且存在剩磁影响,因此对航磁数据进行化极用于圈定中酸性岩体效果不佳。为了在一定程度上压制剩磁的影响,文中采用剩余磁异常模量以及磁异常总梯度模数据处理方法进行磁法数据转换。本文以重力负异常特征为主,结合航磁异常转换数据,综合推断中南地区隐伏的中酸性岩体。中酸性侵人岩与银、铜、铅、锌多金属矿产关系密切,这类异常区是间接寻找上述矿产的有利地带。     

基于GRACE星间距离变率数据的地球重力场模型

讨论了利用重力场探测与气象实验卫星(GRACE)星间距离变率数据反演地球重力场模型的动力学法,推导了将两颗卫星加速度计的尺度和偏差以及初始相对速度作为待求参数与位系数一起求解的数学模型.基于67 d GRACE星间距离变率和加速度计观测数据解算出80阶次的地球重力场模型TJGRACE02S.该模型与EIGEN-GL04C模型(前72阶)所表示的全球(2.5°×2.5°格网点)大地水准面差值的中误差和重力异常差值的中误差分别为0.052 m和0.50×10~(-5)m/s~2.结果表明:TJGRACE02S模型的精度要明显优于相同阶次的EIGEN-CHAMP03S和EGM96,而与EIGEN-GL04C和GGM01S模型的精度比较接近.     

基于BP神经网络的重力异常分离

重力勘探资料是不同深度地质异常体的综合反映,位场分离工作向来都是重力勘探的重要环节。本文首先通过构建BP神经网络模型和趋势分析模型来拟合低频区域重力场,进而分离出局部异常场信息;然后通过理论模型的分离结果对比分析,对于中浅部的局部异常体信息,BP神经网络模型分离结果精度高,其短波长信息源更精确。最后,将BP神经网络模型运用到南非Witwatersrand Basin某实测航空重力测网数据分析中,其分离结果的Theta map成像结果较好地吻合了实际地质资料,验证了BP神经网络模型在实际重力勘探解译中具有一定的适用性。     

综合物探技术在邯郸地热田勘查中的应用

以往根据大地地温平均梯度划分,邯郸地区一直被作为非地热异常区而没有被重视,致使地热研究程度低。本文以邯郸汽贸城区的地热资源勘查为例,主要利用重力与可控源音频大地电磁法的综合应用,说明此综合物探技术在实现对地热存储条件和热储空间分布的勘查与有利地热井区预测的综合效果。该方法充分利用重力法对基底构造平面异常的显示优势和电磁法对剖面构造异常的刻画优势,从而形成对地热异常体的三维显示与定位。最后,讨论了综合地球物理勘查技术在今后地热勘查新突破中的应用前景。本文研究内容为邯郸地区进一步开展深部地热开发提供了依据,也对丰富地热勘查理论具有一定的实际意义。     

微重力与微重力梯度异常的广义逆综合反演

将微重力异常与微重力梯度异常同时代入广义逆反演过程中，不需进行人为约束，在微重力异常和微重力梯度异常分别得到拟合的前提下，自动地综合修改模型参数，不仅其反演结果的多解性大大减少，而且其收敛速度比单一异常反演的收敛速度快；此外，综合反演还能使短剖面的异常对复杂地质体的反演成为可能。广义逆综合反演的基本原理可推广应用到其它地球物理方法中去。     

同轴全息粒径测量的仿真研究

采用同轴数字全息术和数字图像处理技术相结合的方法对粒子场中的粒径进行测量.阐述了同轴数字全息术的基本概念和原理,确定了粒子的边界并测量了粒子的尺寸,并针对一个粒子和多个粒子的情况进行了仿真实验研究.实验结果表明,测量的相对误差均在8%以内.     

地球重力场模型在高程控制网中的应用

不同地球重力场模型的优选及不同拟合方法的合理选择是GPS高程转换所需考虑的关键问题。随着以卫星重力梯度为主要观测值的GOCE重力卫星的发射成功及其相关重力场模型的推出,地球重力场模型的精度及分辨率有了较大提高,有必要将其应用于GPS高程转换的研究。本文提出了用目前具有较高精度的SGG地球重力场模型来代替以往较低精度地球重力场模型的策略,计算分析了这种模型解算全球高程异常的精度,并将这种模型应用于”移去一拟合一恢复”法的GPS高程转换中,使GPS提供真正意义上的三维坐标。     

具有p-Laplacian算子的S-L奇性边值问题的解的存在性

利用上下解方法证明一类具有p-Laplacian算子的Sturm-Liouville型二阶非线性奇异微分方程的两点边值问题的解的存在性.证明基于Schauder不动点定理应用到一个修正的边值问题,其解也是原问题的解. 同时,利用Arzela-Ascoli定理证明所定义的算子N是紧映射.