太行山东南缘重力场特征及基底构造研究

为研究太行山东南缘基底构造特征,本文选用区域布格重力面积数据及1∶2.5万重力剖面数据,利用位场边界增强方法处理,分析断裂构造平面展布;采用小波变换方法进行场源分解处理,剖析不同深度下地壳横向结构;采用Parker变密度模型反演该地区的莫霍面深度,构建两条地壳密度结构剖面模型,查明研究区基底构造的分布特征、对局部断裂进行了精细厘定和修正。结果表明,研究区重力场整体呈现NE、NNE向的异常,并存在数量较多的小尺度线性重力梯度条带。区内断裂带多沿重力高、低异常梯度条带分布,并控制构造单元的走向。沉积层至上地壳的地壳结构复杂,形成多个明显的以NE、NNE方向为主的构造单元以及3条NE向区域性断裂,延伸至下地壳,次级断层延伸至中、上地壳,区域莫霍面深度为37.0～39.8 km,整体表现为西深、东浅的特点。综上所述,本文研究成果可为研究区断裂活动性、基础地质研究及矿产、清洁资源勘查提供依据,并为类似地质区域的基底构造研究提供了新的思路,具有一定的科学和实际应用价值。     

老挝万象北班根钾盐勘查区重力场特征及其成矿远景评价

老挝万象地区是世界级钾盐矿产的产地之一,为在钾盐勘探工作薄弱的万象北班根地区寻找优质钾盐资源,在充分吸收总结前人资料的基础上,通过在工作区实施高精度重力勘查,进行重力异常、断裂和剖面解释,利用重力资料反演三维密度界面,综合分析圈定成矿远景区。结果表明:班根钾盐勘查区布格重力异常全为负值,重力场具有西高东低的总趋势;盐岩地层的局部隆起和凹陷是引起剩余重力异常的主要原因,剩余重力负异常是寻找盐矿的有利部位;盐盆基底西部为斜坡,东南部为北西向坳陷,盐岩顶界面起伏不大;全区共划分出3类盐岩富集远景区,其中Ⅰ类远景区1个,Ⅱ类远景区2个,Ⅲ类远景区1个。     

理论自由空间重力异常处理在承德高原地区应用效果分析

布格重力校正方法中存在正常场校正的高程起算面误差、高程校正误差与地形和中间层校正误差,为避免传统布格重力校正方法中存在的误差影响,提高资料解释的准确性,本文采用了理论自由空间重力异常处理技术,对在承德御道口波状高原区的实测重力资料重新进行了处理。通过与布格重力异常的对比分析,对该方法进行了评价。研究结果表明,在波状高原地区,理论自由空间重力异常相较于布格重力异常能够较好地反映区域重力场的空间分布形态,对局部信息的展现也更加清晰、丰富,对构造形态表现更加合理、准确,根据不同的地质目的,合理选择布格校正和理论自由空间重力异常处理,可提升资料解释的可靠性。     

利用背景场与重力异常的相关性确定构造指数

欧拉反褶积是反演场源位置的有效方法,其中构造指数的确定是欧拉反褶积的关键。文章在前人基础上详细推导了欧拉反褶积计算的背景场与重力异常之间的关系,理论公式表明可利用二者之间的相关性确定构造指数。球体、水平圆柱体和有限台阶的模型实验表明,该方法可有效地选取构造指数。为提高相关性计算的抗干扰性,利用正则化稳定因子消除重力异常中的高频噪声,模型试验效果良好。将此方法应用于葫芦岛市黑鱼沟某矿洞重力数据,反演结果与实际情况基本吻合,证实了该方法的有效性。     

龙门山深部结构的三维视密度成像技术解析

为描述和解析龙门山深部地质构造特征,结合模型试算和效果分析,利用一种基于多空间异常分离的三维快速视密度反演成像技术,处理并得到了龙门山地区多空间多尺度源的视密度分布。视密度成像结果表明:松潘-甘孜地块地壳低密度物质流在向东推进时,受到扬子地块冷硬高密度物质的阻挡,导致沿龙门山形成高密度老变质基底物质逆冲倒转的推覆体弧形构造,中下地壳伴有大规模低密度中酸性热岩浆活动。这种三维空间密度信息的物质展布特征,在展示深浅部构造的差异性与继承性特征的同时,也较好地刻画了龙门山不同深度区域构造边界,为深入研究该地区地壳结构、深部构造演化、地震孕育动力等方面提供了依据。     

柴北缘德令哈地区重力场分析与构造特征研究

柴达木盆地北缘地处秦祁昆成矿域西段,成矿成藏条件优越,但油气成藏特征及油气分布受构造控制明显且构造体系复杂,前人通过地球物理勘探手段对该地区油气成藏主控因素的研究较为薄弱。结合以往柴北缘德令哈地区小比例尺的布格重力异常分布特征和该区域地质环境、基底岩性、起伏形态及构造特征分析,本研究实测的1∶25万数据填补了该区小比例尺面积性重力数据的空白,同时进行了重力异常的精细化新提取和反演解释。将柴北缘地区分为宗务隆山裂谷、欧龙布鲁克构造带、诺木洪盆地3个构造单元,并将欧龙布鲁克构造带进一步细分为德令哈凹陷、欧龙布鲁克断隆、欧龙布鲁克南缘裂谷、滩间山蛇绿混杂岩带4个次级构造单元,分别与本研究划分的重力北部高值区、中部高、低过渡区及南部低值区相对应。研究表明,柴北缘德令哈地区现今的重力异常特征能够反映基底构造。     

基于距离加权约束算法的围岩三维电阻率CT反演成像研究

孔中电极附近成像效果差的问题是一直以来困扰三维电阻率CT精细探测的难题,针对该问题,提出了"距离加权"约束反演的思路,通过构建"指数型"衰减的距离加权因子分布模型,对距孔中电源点不同远近的剖分单元赋予差异权重,重点改善了孔中电源点附近区域反演敏感度较高而造成的成像形态畸变问题,提高了三维电阻率CT反演成像方法对异常体三维定位和识别的精度及可靠性。通过数值反演试验和物理模型试验研究,进一步检验了距离加权约束反演方法在改善孔中电极附近异常体成像形态方面的有益效果,试验结果均比较准确地反映了异常体的空间位置、规模和形态。     

重力异常转换梯度在琼东南盆地构造识别中的应用

为了了解琼东南盆地的深部地质构造分布特征,利用频率域中由重力异常换算重力梯度异常的计算式,通过模型的建立和试算,分析重力梯度异常特征,并在获取琼东南盆地重磁异常数据的基础上,求其重力异常梯度张量异常,从6个分量异常特征中分析和识别盆地内断裂位置、走向,以及密度异常体的分布,从而获取琼东南盆地的基底断裂构造分布。     

地球物理方法在武川盆地地热勘查中的应用

为查明武川盆地的地热资源,利用地球物理方法寻找地下储水导热构造。通过分析研究区域岩石密度与磁性特征、布格重力异常分布特征和航磁特征圈定研究靶区。再通过开展可控源音频大地电磁、地震、地温测井等地球物理方法初步查明了勘查区地热赋存条件,研究了地热分布规律,圈定了地热异常区及地热有利开发范围,确定地热勘探孔井位,打出了地下低温热水,达到了勘查目的,取得了较好的地质效果。在利用常规地球物理方法分析武川盆地地热勘查的基础上,探讨了适合该地区的地热勘查方法。     

基于混合正则化的最小二乘三维电阻率反演成像

基于经典Tikhonov正则化(classical Tikhonov regularization)的最小二乘反演是三维电阻率反演的主要方法。对于电阻率分片连续的地质体,由于光滑反演解的光滑性使得目标区域与背景区域间边界模糊,不能很好地体现异常体的形态信息和位置信息,成像效果不好。将总变分正则化(total variation regularization)与经典Tikhonov正则化结合,提出混合正则化反演方法,通过模型分析比较经典Tikhonov正则化、TV正则化、混合正则化在反演结果上的不同,证明了引入混合正则化约束的最小二乘反演既保持了经典Tikhonov正则化方法解的稳定性,又具有TV正则化方法解的保边缘性,有效地改善了三维电阻率成像效果。最后将混合正则化的反演方法应用到实际工程,验证了该方法的有效性和实用性。     

三维电阻率空间结构约束反演成像方法

 反演的多解性是三维电阻率探测的固有问题,极易造成地质解释的误差甚至错误。针对该问题,提出利用其他勘探地球物理方法(如地震反射方法、地质雷达方法等)获得的异常体的空间结构和形态信息作为电阻率反演先验约束的学术思路。首先,提出空间结构约束这一新约束的构制方法,将已知异常区域(由其他勘探地球物理方法得到)映射到三维反演模型中,使得对应区域的各网格之间的电阻率差异极小,建立一种表达简单、易于实现的空间结构约束矩阵,可表征常见典型构造,特别是形态或结构较复杂的地质构造。在此基础上,构造携带空间结构约束的三维电阻率探测反演目标函数及其反演成像方程,形成三维电阻率探测空间约束反演成像方法。然后,基于上述反演方法,开展数值试验和工程应用,将地质雷达和地质分析获得的空间结构约束施加到三维电阻率反演中,发现利用三维电阻率空间结构约束反演方法大大增加了异常区域的先验信息,可有效去除反演成像中的假异常和多余构造,对异常体的定位精度和界面分辨效果较传统的电阻率反演方法有了很大的提高,使得反演结果与地质原型较为一致,显著压制了电阻率探测反演的多解性问题,证明三维电阻率探测空间结构约束反演成像方法是抑制多解性、改善定位精度和界面分辨效果的可行途径。     

云南麻栗坪铅锌矿床成矿地质背景及成矿作用

滇东北麻栗坪铅锌矿位于扬子板块西南缘活动大陆边缘,川、滇、黔铅锌成矿区之昭通—曲靖铅锌成矿带中部。大陆边缘局限盆地为区域铅锌矿化的有利岩相古地理条件,布格重力异常区域重力线稀疏、拐弯或有变异的部位,剩余重力异常零值或负异常线附近拐弯处及膨缩部位为该区域铅锌矿成矿有利部位;呈南北向带状分布的元素Pb、Zn、Ag、Sb、Hg、As及Ba中低温热液成因组合的组合异常,且与震旦系、寒武系及石炭系分布区域对应较好的地区,为铅锌成矿最有利地段。南北向的甘洛—小江断裂、北东向顺层断裂褶皱构造及北北东向为主的羽状裂隙系统分别为铅锌矿化主要的导矿、控矿容矿及次级容矿构造。麻栗坪铅锌矿均产于寒武系下统渔户村组,为热卤水沉积成因,后期经华力西晚期峨眉山玄武岩浆活动,热动力改变古地热场形成热水循环,产生叠加改造。     

基于模糊证据权模型的冀中坳陷孔隙型地热资源潜力评价

冀中坳陷孔隙型地热资源储量丰富,开发潜力巨大。本文以冀中坳陷孔隙型地热资源为研究对象,根据地热资源成藏机理研究,确定布格重力异常、磁异常、地温梯度、盖层厚度和基底埋深等5个评价指标,通过构建模糊证据权模型开展地热资源潜力评价。预测结果显示地热资源分布的后验概率为2.82×10^-5～3.21×10^-2,按自然间断点法将全区划分极高潜力区、高潜力区、中潜力区、低潜力区与极低潜力区共5级分区,并发现深泽、新城和陌南为3处尚未完全开发的高潜力区。预测结果与地热资源实际分布特征基本一致,说明模糊证据权模型在地热资源潜力评价方面具有良好适用性。     

三维上覆岩层压力计算方法研究

 提出一种基于单点算法假设的三维上覆岩层压力计算方法,能够利用三维密度数据准确计算三维上覆岩层压力。首先,利用测井约束地震反演技术求取三维密度数据体;然后,以单点算法和空间插值为基础利用密度反演数据逐点计算上覆岩层压力梯度;最后,再次借助空间插值技术重构三维上覆岩层压力体。该算法将单井约束和地质分层信息相结合,有效提高三维上覆岩层压力场的计算精度。根据三维上覆岩层压力计算方法编制相应的计算机程序,以酒东盆地营尔凹陷的一地震勘探区域为例计算该区域的三维上覆岩层压力梯度,并与该区域上的已钻井的单井上覆岩层压力梯度进行对比分析。对比结果证明该方法计算精度较高,可以满足工程需要。     

隧道三维电阻率E-SCAN超前探测反演与优化方法研究

超前地质预报是隧道施工中必不可少的环节,将地面三维电阻率E-SCAN观测模式引入到隧道超前预报中,其中供电与采集电极都布置在隧道掌子面,可有效降低旁侧干扰因素的影响,提出了基于三维电阻率E-SCAN的隧道超前探测新型观测模式。建立了隧道三维电阻率E-SCAN超前探测地电模型,获得了敏感度矩阵分布特征:矩阵元素数值较小且相差悬殊;元素绝对值随深度衰减迅速;靠近供电与采集电极位置元素绝对值较高。为改善反演的深度定位问题,对敏感度矩阵中元素施加不同大小的增益因子,对原有敏感度矩阵中高值元素进行抑制,对低值元素进行增益,形成了基于敏感度增益因子的隧道三维电阻率E-SCAN超前探测反演优化方法,在理论上可以提高异常体的深度定位精度。开展数值算例与物理模型试验研究,结果表明在隧道三维电阻率E-SCAN超前探测中,相较于常规光滑约束反演,反演优化方法在异常体的深度定位精度方面具有明显优势。     

用欧拉反演方法对巴西Cajazeiras铁矿磁异常解释的效果

巴西Cajazeiras铁矿工作区属于低纬度区,在对该区实测磁异常数据处理中,作者采用多种不同的构造指数和窗口对于区内实测磁异常进行欧拉反演计算,将其反演结果与磁异常化极结果进行对比分析,结合区内地质特征选取其中一种参数的计算结果作为反演成果。综合分析表明,欧拉反演结果可以较好地反映区内构造特征及岩体分布情况,同时也可以反映出该区铁矿(化)体的分布以及埋深情况,获得了良好的地质效果。     

西侧四川盆地对地震动影响的谱元法模拟

考虑地壳构造不均匀性和第四系构造分层建立横向构造不均匀三维四川盆地模型,本文基于并行计算技术以及谱元法模拟了汶川地震USGS有限断层作用下四川盆地模型地震动响应.通过对比不均匀地壳构造下第四系土层分层前后模型地表速度峰值(PGV)的分布,研究USGS震源模型下第四系沉积层厚度分布对地震动的影响.结果表明第四系沉积层厚度...     

基于参考模型的三维电阻率约束反演方法研究

三维电阻率探测存在反演多解性问题,易造成地质解译困难甚至判断错误。针对该问题,提出将多种地球物理探测手段获得的已知信息构建为参考模型约束施加到电阻率反演方程中的解决思路。以地质钻探获得介质电阻率信息,以地质雷达法获得异常体界面信息,将得到的已知信息映射到三维电阻率反演得到参考模型,在电阻率反演中施加参考模型约束,形成了基于参考模型的三维电阻率约束反演方法,其中携带有已知先验信息的参考模型约束,具有定向引导电阻率反演方向的作用,理论上有助于压制反演多解性。开展相应的数值试验和工程应用,结果表明上述电阻率反演方法实现了对异常体形态、规模、电阻率值等的较好反映,是实现多元地球物理探测信息融合、压制多解性的一条可行途径。     

利用剩余高程异常模型建立阳山矿区GPS高程转换算法

随着卫星重力测量技术的不断完善和发展,使得利用重力场模型进行GPS点高程转换的精度和可靠性都获得了极大提升。文章利用SRTM、DTM2006.0模型和EGM2008模型求得阳山矿区GPS点剩余高程异常,并进行残余高程异常拟合,建立阳山矿区剩余高程异常转换计算方法。在对阳山矿区22个D级GPS点,48个E级GPS点的高程数据进行比较后,发现此方法转换最高精度能达到2.8 cm,最差精度为4.4cm,平均精度为3.2 cm,从而证明了此方法可以提高阳山矿区GPS高程转换的精度。     

长方体的拟合方法

利用无反射电子全站仪观测长方体形房间内表面上均匀分布的点位,根据观测点的三维坐标,通过最小二乘原理可以拟合出长方体的空间表面参数和顶点坐标。本文介绍了两种拟合方法,通过顶点坐标分步拟合长方体和附加限制条件的间接平差直接拟合长方体,阐述了两种方法的数学原理与计算过程,并对两种方法的精度以及各自的优缺点进行简单分析比较,通过对某实测数据的拟合结果的计算与分析,验证了拟合模型可靠性与准确性。