基于磁异常ΔT计算投影分量ΔTPro的迭代算法

总磁场强度异常(ΔT)与磁场矢量异常(Ta)在主磁场(T0)方向的投影分量(ΔTPro)之间存在差异,在高磁环境下该差异更显著。为了计算方便,传统算法均将ΔT近似为ΔTPro,这可能会导致定量解释偏离实际情况。为此,提出一种基于ΔT的ΔTPro高效迭代算法。该算法采用ΔT近似为ΔTPro的理论误差公式,将实测ΔT数据代入公式,通过多次迭代得到高精度的ΔTPro。首先通过模型试验,分析了该迭代算法的有效性、收敛速度与计算精度的影响因素以及计算效率;然后,通过实际数据应用,讨论了运用该算法需要注意的相关问题,分析了该算法与传统方法之间的差异。模型试验与实际应用均表明了该方法的可靠性与稳定性;与传统方法相比,该算法所需的计算量与计算机存储量均较小,因而具有较高的计算效率和较强的实用性,值得在实际应用中推广。

基于L-BFGS反演算法的ΔT精确计算磁异常分量T_(ap)方法

磁法勘探理论中,将ΔT磁异常看作磁异常矢量Ta在地磁场方向的分量T_(ap),是ΔT异常处理与解释的物理基础,然而这种近似存在误差,理论计算及实验已经证明这种近似所产生的误差将随着Ta异常强度的增大而迅速增加。当磁异常Ta远小于地磁场T0时,误差影响小,可忽略,在强磁异常情况下,误差大,ΔT异常的处理解释精度会受到很大的影响。对于高精度磁法勘探而言,必须将ΔT转换成磁异常分量T_(ap)进行处理解释。笔者提出了基于有限储存BFGS(L-BFGS)反演算法的ΔT精确计算磁异常分量方法,首先推导了T_(ap)计算ΔT的正演公式,利用ΔT与T_(ap)的差值构建反演T_(ap)的目标函数,采用L-BFGS算法由ΔT解算T_(ap)。模型实验表明该方法计算得到的T_(ap)十分接近理论值,即可将误差降低两个数量级。在存在噪声与背景场情况下该方法也都能得到很好的结果。将本方法应用于福建阳山铁矿ΔT磁测资料的处理,得到了与实际更加符合的处理解释结果。

总磁异常△T与油气田火山岩展布研究

东海某油气田研究区分布有火山岩。鉴于火山岩具有磁性这一特征,基于总磁异常△T成果,采用总磁异常△T变倾角化极技术、小波多尺度分解技术,研究了火山岩在该区的展布与厚度。研究结果表明,具备必需的物性、磁性体分布规模等条件,在油气田开发中采用磁测成果研究磁性体展布是可行的。

利用全球地磁场模型研究ΔT与T_(ap)之间的差异性特征

采用全球地磁场模型EMM2017计算得到总磁场强度异常(ΔT)与磁力异常矢量(Ta)在主磁场方向的投影分量(T_(ap))差异的全球分布,分析该差异的幅值大小、空间分布特征与影响因素,为构建与应用全球岩石圈磁场模型提供参考资料。

不同纬度地区航磁三分量矢量解释技术应用研究

我国的航磁三分量勘查系统于2017年研制成功,但是利用大面积性航磁三分量数据开展地质解释研究尚处于起步阶段,通过研究认为垂向分量、东向分量和北向分量数据需要进行化极,虽然相关文献和教材开展了航磁三分量中三个分量的化极理论公式的推导但并不是最终结果,本文经过深入的理论公式推导首次获得了三个分量的化极理论公式,同时将化极后的三个分量数据得到的磁异常总强度矢量数据的相关意义进行了深入分析,得出磁异常总强度矢量图可以较好地指向磁性地质体的赋存位置,在此基础上设计了单一异常体的简单模型和4个异常体的复杂模型开展理论分析,对不同纬度的三个分量数据化极效果进行了分析,得出虽然在低纬度地区三个分量的化极效果并不理想,但是所绘制的磁异常总强度矢量箭头图却可以不受低纬度化极效果不好的影响,在纬度1°-90°的三个分量数据经过化极后绘制的磁异常总强度矢量箭头总能指向磁性地质体,而且汇聚的矢量箭头的位置还可以反映地质体的埋藏深度,然后将该思路应用于中国北部某地区的航磁三分量数据,所绘制的磁异常总强度矢量箭头图出现了指上和指下的现象,通过研究认为箭头图指上的现象是由于该区域的磁性地质体存在有剩磁现象,通过对比地质资料并得到了验证。

南海磁场特征研究

建立客观的磁力△T异常,获得可信的磁力△Z_⊥异常、居里面成果,在此基础上开展综合地质地球物理研究,对于解决南海资源等相关的地质、地球物理问题意义重大.本文汇集我国历年在南海取得的磁力实测资料,重新处理、校正、整合,特别是追溯南海周边的国际地磁台的日变资料进行日变改正,形成的南海磁力△T异常,其资料品质得到了极大提高.采用全磁纬变倾角化极技术,获得磁力△Z_⊥异常,其与实测证实的磁性海山、海岛有非常好的匹配关系,建立起可以直接用于反演处理解释的南海磁力△Z_⊥异常.选择磁力△Z_⊥异常的小波多尺度分解四阶逼近,采用单一磁性界面反演技术进行深度反演,获得居里面又称磁性底界面.建立了认识、解释南海的磁场基础体系,证实了南海基性岩浆岩分布区与磁力△Z_⊥异常的正磁异常高密切相关,区域性的磁力△Z异常负磁异常区可能与居里面深度相关.

磁异常相关的四种物理信号性质分析

建立了一种特殊坐标系,从理论上推导了磁异常强度、全梯度模信号、张量梯度模信号和拉普拉斯信号等物理信号的表达式,并分析了它们具有的物理性质。采用仿真计算表明:拉普拉斯信号在空间的等值面非常接近于球面,其在平面上的等值线极大值对应磁性目标中心位置,而其它3种信号在平面上等值线极大值与磁性目标中心位置则存在一定的偏差。而且,4种物理信号随测点至磁性目标中心间距离的衰减速度也存在差异,其中,拉普拉斯信号与距离呈5次方衰减,磁异常强度与距离呈3次方衰减,而全梯度模信号和张量梯度模信号与距离都成4次方衰减。

广西及邻区航磁异常与全球岩石圈磁场模型解算数据之间的对比分析

全球岩石圈磁场模型可以辅助航空与地面磁测数据处理。为了挑选出适用性较高的模型,进一步为广西及邻区航磁异常数据的处理与解释以及磁异常场建模等提供参考资料,选取三个代表性的高阶全球岩石圈磁场模型,将其解算磁异常数据与航空磁异常数据进行对比分析,包括差异性分析和相关性分析。分析结果表明,NGDC720v3p1、WDMAMv2与EMM2017三个最新的全球岩石圈磁场模型在广西地区的适用性均较差,相比而言.EMM2017模型较优。