06重磁异常反演及磁异常解释ppt课件

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一、重磁异常的反演问题
计算机上用得较多的最优化选择法反演的基本 作法：
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数。
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二、磁法勘探与重力勘探异同
在理论基础和工作方法上有许多相似之处，但是它们之 间也存在一些重要的差别，主要有：
(1) 就相对幅值而言，磁异常比重力异常大得多。 地壳厚度变化引起的重力异常最大，达5.6gal，若正常重力 以980gal计算，则最大重力异常值也仅为正常重力值的千分之 五。强磁性体产生的磁异常高达10-4T，若正常地磁场强度按 0.5×10-5T计，则最大磁异常可以比正常地磁场强度大一倍。
重磁异常反演及磁力资料解释
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一、重磁异常的反演问题
1.反演问题的定义 重磁异常反演问题，简单地说就是由实测重磁 异常及其导数的数值大小、空间分布和变化规 律，定性和定量推断地下客观存在的异常地质 结构、构造和地质体的形状、产状和剩余密度/ 磁性的分布。 反演问题的数学定义为： (1) 由观测面上重磁 异常分布，在给定物体边界位置函数的条件下， 求解物体的剩余密度/磁性分布函数；(2) 由观 测面上重磁异常分布，在给定物体密度/磁性函 数的条件下，求解物体的边界位置函数；(3) 由观测面上重磁异常分布，在给定特殊约束 （如设物体密度均匀、均匀磁化形态规则）条 件下，求解物体密度/磁性参数和几何参数。在 这里，给定的函数和特殊约束称为反演问题的 2
在计算机上实现的最优化选择法，其基本原理 是从表示地质体的许多理论模型中，选择出一 个其理论异常同观测异常符合得最好的模型表 示实际的地质体。
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一、重磁异常的反演问题
（2）确定物性分界面的深度及起伏
确定物性分界面的深度及起伏（习惯上称为“界面演”）， 实际上也是确定模型体参数。例如，为了求一个密度分界 面的起伏，用一组呈二维分布的长方体作模型，固定模型 体顶面深度，界面深度就可以由这些长方体的底面深度来 表示。 确定物性分界面深度的方法主要是迭代法，即根据观测异 常给出界面深度的初值，然后在观测异常和界面深度之间 不断进行迭代计算，以改善反演结果。 此外，还有利用统计分析、频谱展开式及多项式求界面深 度的方法。
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一、重磁异常的反演问题
（2）选择适当的模型体
为了表示形状不规则的地质体，一般采 用一组组合模型而不是单个模型，组内 每个模型的几何形状要尽可能简单。在 计算时，要根据实际的地质、钻井及其 他地球物理资料给出接近实际地质体模 型参数的初值。
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一、重磁异常的反演问题
（3）应用合适的计算方法
反演计算过程能否快速、收敛并得到精确的结 果，除了给出适当的模型体参数初值外，主要 取决于所用的计算方法。应针对不同的问题选 择适当的计算方法，而且在计算过程的不同阶 段不断调整、修改所用的计算方法。
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就相对幅值而言，磁异常比重力异常大得多。 磁异常反映的地质因素却比较单一,重力异常 反映的地质因素较多。 密度体只有一个质量中心，而磁性体则有两个 磁性中心(磁极)
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三、重磁异常的定性解释
对重磁异常进行地质解释的首要任务是判断 重磁异常的成因。
重磁异常的定性解释包括两个方面的内容： 一是初步解释引起重磁异常的地质原因，二是根 据实测重磁异常的特点，结合地质特征运用密度 体(磁性体)与重力场（磁场）的对应规律，大体 判定异常体的形状、产状及其分布。
方程，用近似方法求解。
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一、重磁异常的反演问题
3.反演问题研究涉及的主要问题 （1）选择用于反演的场值 进行反演必须采用从观测异常中分离出 的单纯由反演目标引起的那部分异常值。 例如，要确定或估计某个密度界面的起 伏，必须首先从布格异常中分离出由这 个密度界面引起的异常。 也可以应用对观测场值所作的某些变换， 例如求出异常的导数，傅立叶频谱等的 场值作为反演用的原始数据。
（4）减少多解性（非唯一性）的影响
反演计算结果的可靠性是反演方法的基础，可
靠性主要指的是反演得到的模型体与实际地质
体的符合程度，而不是由模型体计算出的理论
异常与观测异常的“拟合”好坏。采用适当的
模型，并且应用已知资料施加约束，能够取得
比较可靠的结果。
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一、重磁异常的反演问题
4.常用的反演方法
（1）确定地质模型体参数 反演问题包括线性反演问题和非线性反演问题。如果给 定模型体的几何参数，只求物性参数（如密度、磁性的 分布），则由异常的正演公式形成线性方程组，从而构 成线性反演问题，它需要用线性规划等方法求解。如果 求模型体的几何参数，不管其物性参数是否已知或者是 否需要计算，则将构成非线性反演问题。 对于确定地质模型体参数的这种非线性反演问题，常用 非线性最优化选择法求解。
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(2) 从地面到地下数十公里深度内所有物质的密 度变化都会引起重力的变化，说明重力异常反映 的地质因素较多。 但磁异常反映的地质因素却比较单一，只有各类磁 铁矿床及富含铁磁性矿物的其它矿床和地质构造 才能造成地磁场的明显变化。
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(3) 密度体只有一个质量中心，而磁性体则有两 个磁性中心(磁极)，且它们的相对位置因地而异。 当地质体置于不同的纬度区时，重力异常特征不 变，而磁异常特征则要改变，因此磁异常总是要 比重力异常复杂一些。
一、重磁异常的反演问题
2.反演的基本原理
通过已知各测点的空间坐标（x，y，z） 及相应的异常值f （x，y，z），求场源 的几何参数、空间位置、和物性参数b1、 b2… bn。 f （x，y，z）=Φ （x，y，z， b1、 b2… bn ） 对简单规则形体，为简单多元非线性函 数；
复杂条件下不规则形体，为非线性积分
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一、重磁异常的反演问题
常用的选择法 选择法的原理是根据实测重磁异常在剖 面或平面的分布和变化的基本特征，结 合工区的地质、其他地球物理和物性等 资料，给出引起异常的初始地质体模型， 然后进行正演计算； 将计算的理论异常与实测异常进行对比， 当两者偏差较大时，根据掌握的场源体 资料，对模型进行修改，再计算其理论 异常，再进行对比，如此反复进行，以 两种异常的偏差达到要求的误差范围时 的理论模型表示实际的地质体。
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实际工作中，由于地质任务和地质条件的不 同，定性解释的重点与方法也不同，但一般都从 以下几个方面着手。