重力聚焦反演方法在长白山地区的应用与研究

【摘要】重力勘探方法是应用地球物理学的一个极其重要的分支，其原理是通过探测由地下异常体引起的重力场，研究分析其密度差异，并给出合理的地质解释，最终达到勘探找矿与研究地壳结构或者构造的目的。但是在自然界中，真实的地质情况往往复杂万分，不同的地质体其物性参数并不均一、形状也不规则，所以常常会出现一些影响重力勘探数据处理解释的情况，例如：多个地质体相互穿插交叠等，致使现阶段的重力勘探数据处理解释存在有两个重要难题，即如何确定重力勘探方法反演结果的稳定性与唯一性。传统的重力勘探反演方法原理基本上是建立在最大光滑标准的基础上，最终得到稳定解。这种基于最大光滑标准的重力勘探反演方法最终能够提供给我们的，往往只是真实地质结构的光滑解，而非聚焦成像解。Zhdanov于1999年提出了一种全新的反演方法，他将惩罚函数与最小共扼梯度泛函的稳定器相结合,并由此引入了新的稳定泛函，这种反演方法就是聚焦反演。聚焦反演的原理是：通过对异常源的多次迭代，使反演图像逐步的聚焦，从而更好的反映地下异常体的几何形体和物性参数。但目前聚焦反演方法在重力勘探中的应用较少，本文最初建立了几个具有代表意义的理论模型，将平面聚焦反演方法应用到模型实验上，在得到了很好的实验效果之后，进而尝试性地将其应用到实测重力数据的处理中，并与传统反演方法的处理结果进行了比较。本文中对重力聚焦反演方法的研究内容和成果具体如下：1、重力聚焦反演方法的原理及其优缺点：聚焦反演方法是一种全新的反演方法，该方法通过对异常源的迭代，使图像逐步的聚焦，从而更好的反映地下异常体的几何形体和物性参数。其原理是将惩罚函数与最小共扼梯度泛函的稳定器相结合,并由此引入了新的稳定泛函，是最小体积法的一种延伸。该方法在反演地下异常体时，无论该异常体的体积大小，都能反演出相应的物性结果。从而在反演地下异常体时可以产生更加清晰的边界。缺点是有时会使地下异常体过度聚集而产生虚假异常。2、重力聚焦反演方法的理论模型实验：在确定该方法原理的基础上，对重力聚焦反演方法进行了三次具有代表性的模型实验，分别是单一矩形块状异常体模型实验、倾斜和直立异常体组合模型实验和两个直立异常体组合模型实验。通过对理论模型的多次试验讨论，证明了重力聚焦反演方法在理论上是可行的。为之后将重力聚焦反演方法在实测数据中的应用打下基础。除此之外，在模型实验过程中发现了该方法的局限性，为作者以后在该方法的研究上提供了方向。3、尝试性地将重力聚焦反演方法应用到长白上地区某实测资料的位场数据处理解释当中。由于该区的测井工作在文章完成时尚未开展，无法验证重力聚焦反演方法在该工区应用结果的准确性，故通过与现阶段较成熟的反演方法——欧拉反褶积反演方法相互比较，来探讨其在实际应用中的可行性。
【作者】李秋辰；
【导师】吴燕冈；
【作者基本信息】吉林大学，地球探测信息与技术，2014，硕士
【关键词】重力反演；聚焦反演；长白山地区；

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