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针对重力异常反演的现状,采用矩形单元体网格剖分的二度半体组合模型,模拟任意的多层密度界面或形体,实现了重力正演.该建模方法适应性强,适合于实际工作中常见的密度横向变化的复杂模型.使用改进的全局寻优的快速模拟退火算法,对重力异常进行反演,结合这种灵活的密度建模方法,反演过程中只需要反演各矩形单元体的密度参数,即可同时得到地质体的界面或形态以及密度值分布.通过复杂界面和形体的模型试验,证明了方法的效果.在江苏下扬子地质构造复杂区的实际应用说明,在地震等先验信息约束下,该重力反演方法提高了反演精度并减少了多解性,可有效解决古生界泥盆系-志留系目的层分布等地质问题. 相似文献
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重力反演是恢复地下密度空间分布的有效工具,而选择合理的密度模型约束方法是提升重力反演分辨率和可靠性的关键.常规约束方法大多是从剖分网格空间中的密度模型出发,通过调整光滑或稀疏约束权重来匹配反演目标,但当地质体类型多样、异常分离不准确及网格剖分方案不合理时,模型约束的合理性与灵活性难以得到有效保证.为此,本文提出了一种基于密度模型稀疏表征的重力反演方法.首先假设待反演的密度模型表征为模型特征矩阵和稀疏分解系数的线性组合,之后重新推导了重力反演目标函数,并给出了分解系数的稀疏求解过程.相比现有重力反演方法,用于构建模型特征矩阵的特征模型可包含不同类型地质体的先验几何信息,分解系数的稀疏性保证了待反演目标来自于最典型的地质模式组合.最后,通过模型试验及实际资料验证了基于密度模型稀疏表征的重力反演方法的有效性. 相似文献
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为改善反演效果,获得全局最小解,减小反演结果对初始模型的依赖程度,本文将变维数贝叶斯反演应用于时间域航空电磁数据反演。变维数贝叶斯反演方法在贝叶斯方法基础上利用可逆跳跃马尔科夫链蒙特卡洛方法(RJMCMC)实现反演模型层数的变化。这种方法根据建议分布并利用蒙特卡洛方法充分搜索模型空间进行随机采样。只统计同时满足数据拟合要求和接受概率的候选模型,受初始模型影响小,收敛稳定,反演结果可靠,最终可获得反演模型的概率分布和不确定度信息。由于实际飞行中发射源高度很难精确测量,因此本文在反演过程中将发射源高度分为不变和发射源高度变化两种情况。同时本文在电阻率先验概率密度函数中引入加权系数以调整对反演模型的约束强度,可有效地解决电阻率断面中间层反演效果不理想的问题。本文通过反演中心回线装置的H型和分离装置K型、HK型断面添加高斯噪声后的仿真数据以及实测数据,验证了变维数贝叶斯方法反演时间域航空电磁数据的有效性。 相似文献
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随着三维地质信息技术的发展,三维预测成为大比例尺深部找矿预测的重要途径和发展趋势.本文对研究区重力异常数据进行了三维反演,并用Voxler软件对反演结果进行了三维可视化呈现.对研究区已知钻孔、地质图等信息进行了数字化和投影,并以此为先验信息,选择了适当的可视化呈现方式,最后建立了能够反映区内密度分布结构的数字化模型.在此基础上,开展了部分地质解释和未知区找矿预测.结果表明:运用Voxler软件能恢复地下三维密度分布结构,以此建立的三维重力建模能够表达地质环境,并直观的对全区资料进行浏览、分析、研究.说明先验信息约束下的重力三维建模技术在研究在深、边部找矿和重力异常的精细处理等方面具有潜在的价值和广阔的应用前景. 相似文献
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常规协克里金方法反演重力或重力梯度数据具有抗噪性好、加入先验信息容易等优点,其反演的地下密度分布能够识别异常体中心位置,还原异常体基本形态,但反演图像光滑,分辨率低,这是由于常规方法估计的密度协方差矩阵全局发散、平稳.为了通过协克里金方法获得聚焦的密度分布需要改善密度协方差矩阵的性质.首先,本文推导了理论密度协方差公式,其性质表明,当理论模型聚焦分布时,其密度协方差矩阵是非平稳且聚焦分布的.为了打破常规协方差矩阵全局平稳、发散的特征,本文设置密度阈值处理协方差矩阵,通过不断更新协方差矩阵来迭代实现协克里金反演,最终得到相对聚焦的反演结果.用本文方法处理重力与重力梯度数据恢复两种密度模型,均得到了与正演模型匹配的反演结果;再将方法运用于文顿盐丘的实际测量重力与重力梯度数据,反演结果与已知的地质情况匹配较好. 相似文献
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为了提高复杂地层结构条件下,以统计学建模方法为基础的电阻率测深二维反演的准确性,本文改进了统计学建模的技术细节,建立统计学特征值与地质体空间位置、地层层参数的连接关系,并从建模环节开始加入先验信息.以常见的断裂模型为例,研究了用统计学判断地层结构建立初始模型、用加权统计的水平梯度确定断裂位置及用分段统计确定局部层参数,并在初始模型中加入先验信息.理论模型试算和对已知断裂上的实测高密度数据的反演表明,在复杂地层结构条件下,统计学建模方法可以建立较贴近实际的初始模型,通过反演获得清晰明确的结果. 相似文献
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重力异常对地壳横向密度变化敏感,而无约束重力反演得到的密度模型其垂向分辨能力往往不理想.为了改善反演结果的垂向分辨率,本文参考已有先验分层模型,基于贝叶斯原理,提出了一种重震联合反演的新策略,可实现多种参考模型和复杂加权参数条件下的最大后验概率估计.理论模型测试结果表明,对于深度加权、多参考模型约束等多种问题,本文提出的新方法都可以稳健地获得最优化的模型参数.本文同时以中国地震科学台阵在龙门山地区及周边的一维接收函数分层模型和地震层析成像结果为参考,通过此方法对该区的重力异常进行反演,获得了该区的高精度三维密度结构,其水平分辨率优于10 km,垂直分辨率优于5 km.结合四条通过汶川和芦山地震震中的剖面进行分析后发现,反演得到的密度结构模型在过强震震源区位置横向变形显著,其揭示的分层地壳结构和变形模式与地表已知断裂构造具有相关性.本文提出的重震联合反演新策略,可为研究潜在强震风险源区的地壳结构和物性特征提供有效的科技方法支撑. 相似文献
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We invert 2D surface gravity data constrained both by geological and seismic information. We use a number of pre-processing tools in order to reduce the general multi-body inversion into several single-body inversions, whereby we can reduce the overall complexity of the inversion task. This is done with as few assumptions as possible. Furthermore, for a single-body inversion we uncouple the determination of the shape of the causative sources from the determination of their mass density contrast to the surroundings. The inversion for the geometrical shape of the source body is done in steps. Firstly, a rough 3D shape of the source is modelled—a model consisting of the vertical mass columns of equal height. The horizontal extension is implied by the surface gravity signal. Subsequently, the shape of each source body is modified to obtain a better fit to the surface gravity data. In each modification step, the overall change of the shape of the source body is followed by an update of the mass density contrast to the surroundings. The technique was applied to a set of gravity data from the Eastern Goldfield area in Western Australia. The area has been widely studied in the past. In 1999, two seismic profiles that cross-sect the area were measured. Furthermore, an extensive geological modelling for the area has been conducted. The practical goal of this work was to verify the geological interpretation using the potential field data (mainly the gravity data although magnetic data were also available) and only weakly constrained by the seismic information. The result was the reconstruction of the ‘rough’ 3D geometry of the source bodies and the estimation of a constant mass density contrast to the surroundings. A possible extension of this technique for detailed studies of the geological model is briefly discussed. 相似文献
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Constraints in 3D gravity inversion 总被引：5，自引：0，他引：5
A three-dimensional (3D) inversion program is developed to interpret gravity data using a selection of constraints. This selection includes minimum distance, flatness, smoothness and compactness constraints, which can be combined using a Lagrangian formulation. A multigrid technique is also implemented to resolve separately large and short gravity wavelengths. The subsurface in the survey area is divided into rectangular prismatic blocks and the problem is solved by calculating the model parameters, i.e. the densities of each block. Weights are given to each block depending on depth, a priori information on density and the density range allowed for the region under investigation. The present computer code is tested on modelled data for a dipping dike and multiple bodies. Results combining different constraints and a weight depending on depth are shown for the dipping dike. The advantages and behaviour of each method are compared in the 3D reconstruction. Recovery of geometry (depth, size) and density distribution of the original model is dependent on the set of constraints used. From experimentation, the best combination of constraints for multiple bodies seems to be flatness and a minimum volume for the multiple bodies. The inversion method is tested on real gravity data from the Rouyn-Noranda (Quebec) mining camp. The 3D inversion model for the first 10 km is in agreement with the known major lithological contacts at the surface; it enables the determination of the geometry of plutons and intrusive rocks at depth. 相似文献
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Subsalt exploration for oil and gas is attractive in regions where 3D seismic depth-migration to recover the geometry of a salt base is difficult. Additional information to reduce the ambiguity in seismic images would be beneficial. Gravity data often serve these purposes in the petroleum industry. In this paper, the authors present an algorithm for a gravity inversion based on Tikhonov regularization and an automatically regularized solution process. They examined the 3D Euler deconvolution to extract the best anomaly source depth as a priori information to invert the gravity data and provided a synthetic example. Finally, they applied the gravity inversion to recently obtained gravity data from the Bandar Charak (Hormozgan, Iran) to identify its subsurface density structure. Their model showed the 3D shape of salt dome in this region. 相似文献
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高精度金星重力场的获取,是金星探测的重要内容.本文利用最新的金星地形和重力模型,通过高通滤波后的残差地形（RTM）并在考虑均衡改正的情况下改进了重力的短波成分,最终提出了一个新的金星重力模型VGM2013,该模型赤道分辨率达10 km量级,大大高于现有的金星重力场模型,最终结果是金星表面重力加速度和重力扰动.研究中同时发现金星在Airy-Heiskanen均衡模型下的全球最优补偿深度为30 km,金星地壳的密度可能小于当前认为的2700~2900 kg·m-3.VGM2013模型的结果可为将来的金星探测器定轨和着陆导航提供参考,作为重力计算的先验模型.但由于该模型没有包含短波重力观测信息,不建议直接用于更小尺度的地质和地球物理解释. 相似文献
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优化算法的选取在很大程度上影响着三维重力反演的计算效率，从而制约着三维重力反演的实用性.在复杂地质构造背景下，不同岩性单元之间可能会发生物性突变，产生尖锐边界.为此，本文提出了一种新的基于柯西分布约束和快速近端目标函数（Fast Proximal Objective Function，FPOF）优化的三维重力反演方法.FPOF优化方法的一个突出特点是在每一步迭代过程中逐一计算剖分网格内的未知密度参数，因此，有较低的计算复杂度和较高的计算效率.此外，目标函数中柯西范数（Cauchy norm）的引入会对反演结果施加稀疏性，有助于产生块状效果.理论模型测试表明，本文方法不仅能产生更加聚焦的反演效果，而且反演所需的时间也比传统的共轭梯度优化方法少.最后将本文方法应用于我国西部某地区实际重力数据，反演结果与已知的地质信息有较好的一致性. 相似文献
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地质体的重力建模是正确解释和应用重力资料的关键问题之一.针对非规则形状变密度的三度体,本文提出了基于3D Delaunay剖分算法的重力建模方法.采用3D Delaunay剖分算法将三维目标地质体分解为若干变密度四面体体元,推导了基于四面体体元的重力正演公式,建立了剩余密度值与重力异常值的线性方程组;以变密度的长方体和倾斜台阶组合体为例,比较分析了常规块体算法和3D Delaunay剖分算法应用于重力正演的有效性,并采用共轭梯度法加密度约束条件对非规则形状变密度的倾斜台阶组合体进行了密度反演.计算结果验证了本文方法的正确性和有效性.基于3D Delaunay剖分算法的重力建模可应用于存在褶皱、断层、裂缝等复杂地质体的重力正反演计算. 相似文献
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为了实现龙门山区域地质信息的科学管理与共享，推动该区域地球物理资料的统一管理，本文在整理现有二维地球物理探测数据的基础上构造了龙门山断裂带区域的三维地壳结构模型，并结合实测的布格重力异常数据对模型进行了分析。结果表明，地层模型正演的整体重力场与实测布格重力异常基本吻合，初步证明该模型的正确性。局部重力场显示:在该模型的尺度下，沉积层对整体重力场的变化贡献较小；中上地壳有不同程度的隆起和坳陷，与前人研究所揭示的低速异常体吻合；地幔表现为规则的自西北至东南单调上升的重力异常梯度带，与前人反演结果的趋势一致，从而证明了模型的可靠性。最后在重力资料约束下对模型进行了反演，进一步修正了模型。 相似文献
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研究九瑞矿集区成矿地层和岩体的三维分布特征可为区域成矿背景和成矿规律研究提供新的信息,实现研究区深部及外围找矿突破.本文首先综合分析研究区区域地质及地层和岩石密度和磁化率特征,然后将区域地质和12条地质剖面信息利用自行开发的GIF2UBCmodel程序构建剩余密度和磁化率参考模型和上下边界约束模型,实现了带约束重磁数据三维反演.反演结果揭示九瑞矿集区剩余密度和磁化率三维分布特征,解译了矿集区主要地层和岩体分布特征.该区存在邓家山—东雷湾以及武山—丁家山两个大型岩体;盖层褶皱与结晶基底隆起方向一致,是深部基地隆起的继承.通过与矿集区已知矿床对比发现,高磁性岩体边缘和基底隆起(高密度体)两翼为成矿有利区. 相似文献
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本文研究了一种基于随机地震反演的Russell流体因子直接估算方法,该方法是一种基于蒙特卡罗的非线性反演,能够有效地融合测井资料中的高频信息,提高反演结果的分辨率.本文应用贝叶斯理论框架,首先通过测井数据计算井位置处的Russell流体因子,利用序贯高斯模拟方法(sequential Gaussian simulation,SGS)得到流体因子的先验信息;然后构建似然函数;最后利用Metropolis抽样算法对后验概率密度进行抽样,得到反演的Russell流体因子.其中对每道数据进行序贯高斯模拟时,采用一种新的逐点模拟方式,具有较高的计算速度.数值试验表明:反演结果与理论模型和实际测井数据吻合较好,具有较高的分辨率,对于判识储层含流体特征具有较好的指示作用. 相似文献
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针对重力与地震联合反演存在的问题,结合已有的研究成果,本文研究实现了速度和密度随机分布共网格单元模型的建模技术,以适应密度和速度剧烈变化的复杂模型及联合反演的计算要求.重力正演利用了该网格的二度半体模型,并进一步改进了地震走时的二维射线追踪计算方法,以适用于速度随机分布的网格介质.结合改进的模拟退火算法,实现了这种共网格条件下的重力与地震资料的同步联合反演.模型试验证明了重力与地震联合反演可以准确确定复杂物性界面的密度和速度结构,适用于物性界面不完全一致和物性变化剧烈的复杂模型,并且联合反演结果要优于单独的重力反演.带先验信息约束下的实际资料的联合反演,进一步证明了该方法的适用性和效果,可提高反演精度并减少多解性. 相似文献