用于位场场源水平边缘增强的均衡形态学滤波器

位场场源水平边缘的增强对于地质构造研究具有重要意义。现有用于源水平边缘增强的滤波器多数基于位场数据的导数构建,但这些滤波器常表现出一些不足,如输出边缘发散、无法均衡强弱异常或结果中存在额外虚假边缘等。本文通过数学形态学基本算子的组合叠加,首先定义了基于数学形态学的边缘增强滤波器MMA,为了使该滤波器具备均衡不同振幅异常的能力,提出了MMAZ和MMAT滤波器,通过二者的极大值位置均可实现对位场场源边缘的圈定。合成数据试验结果表明,MMAZ和MMAT滤波器具有很好的均衡能力和抗噪性能,同时相比传统几种滤波器,根据这两种滤波器获得的地质体水平边缘更加清晰收敛,而且针对包含正负异常的地质情况,输出结果中没有额外边缘的产生。最后将这两种新的均衡滤波器应用到老挝万象盆地某钾盐矿区的重力异常和中国西北某金属矿区航磁异常数据的处理中,获得的构造线位置更加准确清晰,从而进一步说明了这两种滤波技术的有效性。

基于机器学习松辽盆地大地热流计算与特征分析

大地热流是地球内部热量在地表的直接显示,对地热资源评估具有极高的参考价值,由于传统利用钻井技术的热流测定方法既昂贵又困难,至今松辽盆地仍未能实现高质量、高分辨率的大地热流测量。机器学习是一种用于数据分析的技术,它可以识别数据中的模式并将其用于自动计算未知数据。本文引入机器学习方法来计算区域大地热流。这项研究基于全球大地热流实测数据与地质构造数据,首先采用了Kriging回归算法和机器学习算法计算某已知热流分布区域的大地热流,并计算了均方根误差和相关系数,表明机器学习算法能获得误差更小、相关度更高的结果。随后使用机器学习方法计算了松辽盆地的大地热流值。计算结果显示盆地中部大地热流最高,以大庆、松原之间的区域为中心呈环状向外逐渐变低,中心区域大地热流超过80 mV/m2。该结果与区域实测地温梯度测量结果具有良好一致性,为进一步分析松辽盆地地热资源分布规律提供参考。最后,利用Sobol方法进行地质特征灵敏度分析,量化各参数的影响。本文的研究表明机器学习方法在大地热流值计算方面具有较高的研究和应用价值。

基于贝叶斯理论面波频散曲线随机反演

面波频散曲线反演是获得地下横波速度结构的重要地球物理方法。常规基于迭代最小二乘等线性反演方法依赖于初始模型,且存在多极值、容易陷入局部最小、反演精度低等问题。基于贝叶斯理论的随机反演方法是一种可以融合先验信息的非线性反演方法,该方法无需人为给定初始模型,仅利用先验信息对模型进行随机采样,根据概率分布筛选接受合适的后验概率密度估计结果,可达到对细节信息的准确估计。本文针对瑞利面波频散曲线,提出了基于GPR数据先验资料约束的贝叶斯马尔科夫蒙特卡洛(MCMC)随机反演方法,通过随机改变模型参数并计算其频散曲线与实际频散曲线的似然函数来选择是否接受新的模型参数,不断重复此过程,最终得到与实际频散曲线拟合效果最佳的最优解以及横波速度解的后验概率密度分布。通过理论模型以及实际数据反演测试,验证了该方法与常规无约束的随机反演相比,可以有效地提高反演速度和反演精度。

基于双磁性界面和变磁化率模型的居里面深度反演计算

笔者提出了一种改进的Parker-Oldenburg界面反演方法,通过引入纵向磁化率变化和双界面模型约束反演算法,同时采用新的迭代算法来确保迭代收敛性和稳定性。通过理论模型对比测试,验证了本文方法相比于常规Parker-Oldenburg方法具有更高的反演精度。利用松辽盆地区域航磁数据,应用本文方法反演获得松辽盆地居里面深度为18~25 km,在松辽盆地中北部具有明显的居里面隆起,与区域地温梯度分布和地质构造分布有很好的一致性,论证了松辽盆地后期深部构造活动对前期深部构造形态的继承和改造,并揭示了松辽盆地地热开发远景区分布。

伊通盆地西北缘断裂乐山南段电磁异常特征与地质单元

本文运用可控源音频大地电磁测深(CSAMT)方法对伊通盆地西北缘断褶带进行勘探。将所得的电性剖面与区域地质地球物理资料进行有机结合后,对研究区域进行了综合地质解释,发现研究区由大黑山隆起、西北缘断褶带及伊通盆地三个地质单元构成。通过电性剖面特征共划分出两条北东向的断裂(F_1,F_2),一条近东西向的断裂(F_3),确定了各地层结构,以及地层单元间的接触关系为构造接触。

3D inversion modeling of joint gravity and magnetic data based on a sinusoidal correlation constraint

Joint inversion based on a correlation constraint utilizes a linear correlation function as a structural constraint.The linear correlation function contains a denominator,which may result in a singularity as the objective function is optimized,leading to an unstable inversion calculation.To improve the robustness of this calculation,this paper proposes a new method in which a sinusoidal correlation function is employed as the structural constraint for joint inversion instead of the conventional linear correlation function.This structural constraint does not contain a denominator,thereby preventing a singularity.Compared with the joint inversion method based on a cross-gradient constraint,the joint inversion method based on a sinusoidal correlation constraint exhibits good performance.An application to actual data demonstrates that this method can process real data.

海底水平层状黏弹介质地震波有限差分正演模拟

地震波在海底地层的传播,有必要考虑到介质对地震波发挥的衰减和频散效应.这些效应通常可以通过品质因子Q来量化.论文讨论了水平层状黏弹介质内平面波的数值模拟,采用了一种计算垂向黏弹性介质里的平面波响应的FDTD有效算法,用来估算存在垂向速度变化模型的平面波传播参数响应值.将视品质因子Q和视速度与实测的数值对比,证实了该算法在黏弹性模拟中的精确性,证明了在10~40 Hz的相关频率范围内,即使是强衰减介质,该算法也能取得良好的计算结果.在此基础上,应用这种算法求解海底水平层状介质模型,得到了海底黏弹介质的一维地震波场响应,取得了理想效果.