基于预优共轭梯度的磁化强度反演方法及应用

基于预优共轭梯度算法的反演方法在求解磁化强度大、规模欠定线性方程组时,可改善方程组的条件数,并提高算法的纵向分辨率。该方法对磁性体形状无要求,且收敛速度快、稳定性好,能较直观地反映磁性体特征。本文通过理论模型试验结果分析证明了基于预优共轭梯度的磁化强度反演方法的稳定可靠性,并对云南北衙铁金矿区万硐山矿段L32线磁异常进行了反演,结果表明了该方法应用于实际资料处理与解释的有效性和可靠性。

双重约束下的磁化强度三维反演

目前的磁化强度反演方法存在利用已知信息不充分、约束手段单一的问题，其反演结果具有“上漂”现象，尤其是在进行三维反演时难以得到合理的结果。因此，在提出的磁化强度相关概率成像与基于钻井的位场特征约束相结合的双重约束方法中重点改进了概率成像扫描函数，并给出了定性与定量相结合的约束扩展方案。通过反演模型对新、旧反演方法的对比及实际资料处理结果证明了该反演方法的正确性和实用性。

球坐标系下磁化强度矢量反演方法及其应用

磁化强度矢量反演方法在磁法勘探中具有现实意义,能够获取磁场强度大小和磁化方向。磁化强度矢量反演方法通常是基于笛卡尔直角坐标系进行计算,在野外和实验室测得的岩石磁性数据都是以磁化强度和磁化方向的形式给出,将其变换到笛卡尔直角坐标系中进行计算,显然增加了计算的冗余性。这里首先通过模型实验证明球坐标系下的磁化强度矢量反演方法具有两个优点:①减少了未知数的个数,因而可以减少计算时间;②反演结果更加聚焦,深度分辨率更高。然后将球坐标系下的磁化强度矢量反演方法应用于卡拉塔格红海-黄土坡勘查区,对该区的实测航磁数据进行处理,计算得到了勘查区的磁化率模型,为深部找矿提供地球物理借鉴。

磁化强度矢量反演新方法及其在卡拉塔格铜多金属矿床找矿中的应用

磁异常的反演是地球物理勘探的重要手段,三维磁化率反演是磁异常定量解释中的一种重要方法.由于剩磁的存在使得磁化方向与地磁场方向产生偏差,从而影响了磁异常反演与解释的精度.本文基于磁异常模量反演和磁化强度矢量反演方法得到了一种新的磁化强度矢量反演方法.与以往的磁化强度矢量反演方法相比,该方法以磁异常模量反演得到的磁化率模型为约束,采用Lp范数正则化方法求解,提高了磁化强度矢量反演的精度和效率.本文通过模拟试验的反演计算,验证了这种磁化强度矢量反演方法的有效性.最后,将本文方法应用于新疆东天山卡拉塔格地区航磁数据的解释,获得了地下空间不同磁性差异的磁性体的空间分布特征,为进一步分析研究区隐伏矿床提供了重要信息.

鲜水河断裂带南东段的深部孕震环境与2014年康定M_S6.3地震

2014年11月22日16时55分在四川省甘孜藏族自治州康定县发生的6.3级地震,结束了鲜水河断裂带近30多年以来没有较大地震发生的历史,其潜在的地震危险性再次引起国内外地学工作者的关注.为了研究鲜水河断裂带南东段深部孕震环境和探求康定MS6.3地震的成因,本文先利用四川区域数字地震台网和康定地区及周边所布设的流动地震台阵在2009年1月1日至2014年12月5日期间所记录到7397次区域地震事件的99287条P波到时资料,反演得到了鲜水河断裂带南东段上地壳范围内不同深度的三维P波速度结构特征;再对康定震区及周边的重力、航磁数据进行视密度、视磁化强度反演,得到了壳内不同深度密度的横向变化信息和视磁化强度的分布特征;在此基础上综合研究鲜水河断裂带南东段的深部孕震环境.研究结果表明,雅江—九龙一带的低速区与泸定—宝兴高速区的速度结构特征表明了鲜水河断裂带南东段两侧壳内物质存在显著的横向介质差异,康定MS6.3地震发生在该高低速异常区的分界线上;结合康定MS6.3地震的1028个余震序列的精确定位结果可以看出,重新定位后的余震沿着鲜水河断裂带南东段呈条带状分布,且震源深度优势分布层位深度为8~15km,该余震序列的空间分布特征与鲜水河断裂南东段的深部介质条件密切相关.鲜水河断裂带南东段特有的视密度和视磁化强度异常分布特征反映了康定地区东西两侧块体的基底性质存在明显差异,康定—石棉及其以东地区所表现出的磁异常高和重力高的位场特征,反映该区域由强磁性、高密度物质组成,而康定MS6.3地震就发生在康定—石棉重力梯度变化带上、雅安—泸定磁性穹窿区的西边界线上.随着川青块体向南东方向滑移,受到四川盆地西缘边界刚性基底对川青块体的强烈阻挡,加剧了康定—石棉及其以东地区基底岩层的褶皱变形并产生了强烈的应力积累,所积累的应力突然释放导致了康定MS6.3地震的发生,这正是此次鲜水河断裂带南东段康定地区强震孕育和发生的深部构造环境和介质特征.根据本文对鲜水河断裂带南东段深部孕震环境的综合研究成果可知,石棉段处于重磁异常梯级带上且其北东侧表现出的高密度、强磁性和高波速等物性特征有利于区域应力的相对集中,因此,鲜水河断裂带南东段石棉地区的地震活动趋势和地震危险性背景值得进一步关注和研究.

川滇交界东段昭通、莲峰断裂带的深部结构特征与2014年鲁甸M_S6.5地震

2014年鲁甸M S6.5地震位于川滇菱形块体向东突出的过渡变形区大凉山次级块体南东缘的昭通、莲峰断裂带内部,属于青藏高原东南缘南北地震带的中南段,近十多年来,该断裂带及其周边中强地震的发生频次明显增多,昭通、莲峰断裂带是否具备孕育和发生强震的深部构造背景成为一个亟待研究的问题.为了研究昭通、莲峰断裂带的深部结构特征及孕震背景,探求2014年鲁甸M S6.5地震的成因的深部动力机制,本文充分收集了四川、云南等区域数字地震台网和“中国地震科学台阵探测-南北地震带南段”(“喜马拉雅”项目Ⅰ期)流动地震台阵的观测数据,应用区域震和远震联合反演的方法得到川滇地区三维速度结构图像,在此基础上重点剖析和研究了昭通、莲峰断裂带P波速度结构;再对昭通、莲峰断裂带及周边区域的重力、航磁数据进行三维视密度和视磁化强度反演,得到了壳内不同深度层视密度的横向变化特征和反映壳内磁性物质的分布范围以及结晶基底的视磁化强度异常分布情况,综合分析研究昭通、莲峰断裂带的深部结构特征及孕震动力环境.研究结果表明:川滇交界东部昭通、莲峰断裂带及其周边地区上地壳物质存在显著的横向介质差异,中下地壳深度范围大凉山次级块体西南缘存在低速异常分布,并呈现出近SN向的展布特征,2014年鲁甸M S6.5地震位于该高低速异常的分界线附近略偏向高速体一侧.P波速度结构还揭示了鲁甸M S6.5主震震源体下方中下地壳存在大范围低速异常分布,P波速度异常扰动与重磁异常的展布特征、梯度变化在深度和分区特征上均具有较好的联系和可比性,结合昭通、莲峰断裂带中下地壳范围内存在大范围的低密度弱磁性异常分布,综合表明了该区中下地壳物质相对较为软弱,这种特有的深部物性结构特征有利于应力在脆性的上地壳内积累和集中.研究结果还揭示了共轭断裂的深部构造形态,高低航磁异常边界与NW向的苞谷脑—小河断裂的深部展布形态相一致,苞谷脑—小河断裂处于航磁异常突变带附近,昭通断裂北段(昭通—鲁甸段)位于上地壳强磁性、高波速异常区内且具有深大断裂的深部地球物理场响应特征,因此该断裂段(昭通—鲁甸段)具备发生7级及以上强震的深部构造背景.当大凉山次级块体内部的中下地壳低速管流层自NW向SE方向运动到昭通、莲峰断裂带附近时,受到华南块体的强烈阻挡,应力在昭通、莲峰断裂附近基底性质存在差异处集中,脆性上地壳中低强度区域在横向挤压的构造应力场作用下易于破裂从而引发强震,这也正是昭通、莲峰断裂带内部鲁甸M S6.5地震孕育和发生的深部构造环境.

航磁、航空TEM数据精细化处理手段在黑龙江嘎来奥伊地区矽卡岩型铅锌矿的应用研究

对航磁和航空TEM数据精细化处理手段——磁化强度矢量反演和Maxwell板状体反演进行了简单介绍,并以黑龙江嘎来奥伊地区矽卡岩型铅锌矿为例,阐述了两种处理手段在该地区实测数据的处理结果,总结出一套数据处理、分析及解释的思路,即磁化强度矢量反演加视电阻率剖面能够分析成矿环境,分析提取矿致异常,继而采用Maxwell对异常地段进行板状体反演,模拟矿体(低阻体)在地下的分布位置,从而指导钻孔布设,在已知矿区的试验效果较好。

航空和地面综合地球物理方法开展干热岩探测研究

通过讨论干热岩对其附近岩层磁性和电性的影响,结合磁法和大地电磁法勘查的发展现状,提出了利用航空和地面综合地球物理方法开展干热岩勘探的思路设想,即利用航磁测量、航空天然场电磁测量(ZTEM)及大地电磁测量(MT)综合方法互相配合、优势互补,利用磁化强度矢量反演得到地下三维磁化率分布特征模型,利用印模法将ZTEM与MT数据有机结合起来,得到较大面积的地下三维视电阻率特征模型,磁电综合分析,实现快速勘探干热岩,加快我国开发和利用新型清洁能源——地热能的步伐。