强剩磁条件下磁数据三维反演研究

【摘要】近年来，磁测数据的定量解释在矿产勘探中扮演着重要的角色。其中，三维磁性反演已逐步成为主要方法技术。通常，磁异常三维反演方法需要已知场源体的磁化方向，这意味着解释者通常需要假设场源不包含剩磁，且自退磁效应可以忽略，即磁化方向与地磁场方向一致。然而，由于实际地质情况往往非常复杂，场源中往往包含比较强的剩磁，此时总磁化方向可能与地磁场方向大不相同。在这种情况下，传统的三维反演算法的反演结果必然会出现较大偏差，甚至是完全错误的结果。为此，近年来已有多位学者对此开展了相应的研究，取得了显著成果。但由于该问题的复杂性，还存在一些困难和结果不理想的情况，为此需要不断深化研究。本论文的工作就是试图对最新研究成果进行深入剖析，对存在的问题进行针对性分析，以期改进、完善。此外，在位场物性反演中，存储核函数矩阵所需的内存和反演所需的计算时间随数据量的增大和地下模型剖分的精细程度呈指数增长，严重限制了反演算法的实用性，为此，本项研究也将开展深入的实用化研究。针对上述两个问题，本文首先利用模型空间反演方法和数据空间反演方法反演磁异常模量和归一化磁源强度这两个对磁化方向弱敏感的转换量来减少剩磁的影响，实现磁异常的三维反演成像。为减少存储量和计算量，采取结合位场自适应采样和小波变换的方法来减少大规模数据反演中存储核函数所需的内存和矩阵向量相乘消耗的时间，从而有效地实现了磁异常三维反演的实用化。本文的主要研究成果是，在研究前人算法的基础上，提出了磁异常模量的数据空间三维反演方法。该方法与受到普遍重视的模型空间反演方法相比，具有计算量小，成像结果聚焦程度高等优势。此外，通过自适应采样和小波变换来减少原始数据和核函数矩阵中的冗余信息可以同时减少约三个数量级的内存消耗和计算时间。因此，对于大规模数据，不管是否包含剩磁，现在都可以在主流计算机上快速有效的求解，大大促进了三维反演的实用化。
【作者】李泽林；
【导师】姚长利；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），地球探测与信息技术，2014，硕士
【关键词】三维反演；磁测数据；剩磁；大规模数据；数据空间；

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