基于磁异常的场源边界增强方法影响因素研究

发布时间：2020-08-09 05:51

【摘要】：磁法勘探是地质构造研究和矿产资源调查的一种重要地球物理勘探方法,而磁异常的处理解释是上述工作方法的基础。其中,基于磁异常的场源边界识别是磁异常资料处理解释工作的重要内容,它对实际圈定异常具有重要意义。磁法勘探在实际工作生产中,由于测网布置、场源埋深、斜磁化和噪声等因素的影响,基于磁异常的场源边界识别技术往往不能直接准确识别场源体边界,因而,前人研究了许多场源边界增强方法以期加强场源边界识别能力。这些方法有从数值分析出发统计数值特征(如归一化标准偏差法),也有利用导数增强边界特征(如斜导数法),虽针对理论模型效果良好,但实际工作中可能并不适用。例如实际生产中测网比理论模型测网稀疏,观测数据相比理论数据所含细节更少且其中还存在噪声等,在这些问题存在的情况下,基于磁异常的场源边界增强方法的有效性还有待检验。本文对近年来提出的边界增强方法进行梳理,选择了12种常用的方法对比分析,设计了更贴近实际的模型探讨影响边界增强方法的因素,归纳了这些方法在不同场源特征以及不同测量条件下它们的优缺点和适用条件,为实际生产中划定磁异常边界的方法选择提供了参考。本文通过研究,认为化极能提高各种边界增强方法的标定边界能力,若工区地质资料不充分,化极参数未知,可以选择稍大的磁倾角化极,能得到比不化极更好的边界增强效果。总水平导数、Theta图和归一化标准偏差法在多种因素的影响下,适用性较强,可以结合三者共同标定场源边界位置。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P631.2
【图文】：

导数,物理意义,示意图,地质体

2 场源边界增强方法理论与评价地质体因为具有地球物理特征而会产生特定的地球物理场，而地质体的边界是指地质体间存在明显物性差异或者地质学上所述地质构造等。地质体在这些位置所产生的地球物理场会有明显的特征变化，例如重力场和磁力场，它们的数值会有较大的波动或者不连续。场源边界增强方法便是根据这些特点，设计出合适的滤波器去放大这些特征，从而方便工作者寻找到地质体边界，为探明地下地质体分布提供依据。场源边界增强方法大多基于重磁异常数值或者其变换量，这种理论思想至今还拥有巨大的影响力，由此发展出许多方法，最主要可以分为两大类：导数分析类和数理统计类。磁异常导数在地球物理解释中应用十分宽广，它可以用作压制区域场、圈定局部场，分离叠加异常（刘天佑，2013）。图 2-1 是导数的物理意义。

磁异常,模型,垂直磁化

英高海等（2016）对比分析多种场源边界增强方法，并定性得出了这些方法的优劣，本文在此基础上，进一步定量分析这些边界增强方法的误差水平。2.2.1 单个垂直磁化立方体模型实验对于任意形状的三度体，总可以表示成很多不同体积和磁性的长方体的近似组合（管志宁，2005）。磁法勘探中，垂直磁化地质体的磁异常具有最简单的特征，且与地质体对应最为直接，任意一种磁异常边界增强方法，若是对最简单的磁异常形式都不能有很好的效果，那么更不可能在其他复杂情况有较良好的表现因此，本文设计了垂直磁化的直立长方体模型 A，其东西宽 300m ,南北长 200m上顶埋深 30m ，下底埋深 80m ，磁化强度1M 6A m = ，网格间距 2 m 。地磁场方向和磁化方向均垂直向下。

边界,倾斜角,磁异常,解析信号

14图 2-3 模型 A 磁异常 12 种边界增强方法处理结果（黑色虚线代表模型真实边界）（a）垂向导数 VD;（b）总水平导数 THD; （c）解析信号模 AS; （d）倾斜角 TA;（e）倾斜角总水平导数 TTHD; （f）倾斜角解析信号模 ASTA; （g）Theta 图；（h）二阶 Theta 图 STM; （i）解析信号模倾斜角 Tas; （j）正则倾斜角 TDX;（k）归一化总水平导数 NTHD; （l）归一化标准偏差 NSTD。

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