强剩磁条件下磁数据三维反演研究

发布时间：2022-01-15 07:24

　　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... 

【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 引言
    1.1 研究背景、目的和意义
    1.2 研究现状和存在的问题
        1.2.1 国内外的研究现状
        1.2.2 存在的主要问题
    1.3 研究内容和主要创新点
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 主要创新点
第二章 弱敏感于磁化方向的磁异常转换量
    2.1 磁异常模量
    2.2 归一化磁源强度
        2.2.1 模型试验
        2.2.2 推导过程
            2.2.2.1 梯度张量矩阵计算
            2.2.2.2 合理选择坐标系
            2.2.2.3 计算公式
    2.3 小结
第三章 反演方法
    3.1 模型空间反演方法
        3.1.1 总目标函数
        3.1.2 数据拟合差
        3.1.3 模型目标函数
        3.1.4 深度加权函数
        3.1.5 物性正约束
        3.1.6 正则化参数的选择
            3.1.6.1 偏差原理
            3.1.6.2 广义交叉检验
            3.1.6.3 L 曲线准则
        3.1.7 目标函数的优化
            3.1.7.1 NSS 反演的目标函数的优化
            3.1.7.2 模量反演的目标函数的优化
            3.1.7.3 磁异常模量反演的雅可比矩阵计算
        3.1.8 模型空间反演算法
            3.1.8.1 NSS 反演算法
            3.1.8.2 磁异常模量反演算法
        3.1.9 实际应用中需要注意的问题
            3.1.9.1 正则化参数的确定与噪声水平的估计
            3.1.9.2 α系数的确定
            3.1.9.3 模型扩边
            3.1.9.4 共轭梯度迭代相关
        3.1.10 小结
    3.2 数据空间反演方法
        3.2.1 总目标函数
        3.2.2 物性正约束
        3.2.3 模型定义
        3.2.4 目标函数的优化
        3.2.5 数据空间反演算法总结
        3.2.6 实际应用中需要注意的问题
            3.2.6.1 模型扩边
            3.2.6.2 共轭梯度迭代相关
        3.2.7 小结
第四章 大规模数据的快速反演方法
    4.1 数据自适应采样
    4.2 小波压缩
        4.2.1 离散小波变换性质简述
        4.2.2 快速正演过程简述
        4.2.3 算法复杂度对比
        4.2.4 算法具体实现总结
第五章 模型试验
    5.1 反演算法测试
        5.1.1 立方体模型
        5.1.2 倾斜板状体模型
        5.1.3 组合倾斜板状体模型
    5.2 大规模数据反演算法测试
    5.3 小结
第六章 反演算法在实际资料中的应用
    6.1 实际资料一
        6.1.1 地质概况
        6.1.2 反演结果
    6.2 实际资料二
第七章 结论与建议
    7.1 结论
    7.2 建议
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]重磁数据三维物性反演方法进展[J]. 陈召曦,孟小红,郭良辉.  地球物理学进展. 2012(02)
[2]基于剩余异常相关成像的重磁物性反演方法[J]. 孟小红,刘国峰,陈召曦,郭良辉.  地球物理学报. 2012(01)
[3]磁异常ΔT三维相关成像[J]. 郭良辉,孟小红,石磊.  地球物理学报. 2010(02)
[4]重力和重力梯度数据三维相关成像[J]. 郭良辉,孟小红,石磊,李淑玲.  地球物理学报. 2009(04)
[5]重磁异常三维物性反演随机子域法方法技术[J]. 姚长利,郑元满,张聿文.  地球物理学报. 2007(05)
[6]磁化强度矢量反演方程及二维模型正反演研究[J]. 王妙月,底青云,许琨,王若.  地球物理学报. 2004(03)
[7]重磁遗传算法三维反演中高速计算及有效存储方法技术[J]. 姚长利,郝天珧,管志宁,张聿文.  地球物理学报. 2003(02)



本文编号：3590177