反演问题正断层逆断层
反演常用方法
地球物理反演就是利用观测数据恢复地下地质结构和岩石性质的方法,狭义地说,反演就是从有限频带宽度的地震数据中恢复出宽带波阻抗。
地震反演从方法上大致可分为基于波动理论的波动方程反演和基于褶积模型的反演两大类。
以波动方程为基础的地震反演由于算法结构复杂,对地震噪音敏感等因素,要得到一个稳定的解是比较困难的,因此,这类方法还未得到广泛的实际应用。
以褶积模型为基础的地震反演,由于算法简单,对地震噪音敏感性小,一般情况下都能得到一个稳定的解,在生产中得到了广泛地应用。
稀疏脉冲法包括最大似然反褶积、L1范数反褶积、最小熵反褶积、最大熵反褶积、同态反褶积等，稀疏脉冲反演是基于脉冲反褶积基础上的递推反演方法,其基本假设是地层的强反射系数是稀疏分布的。
从地震道中根据稀疏的原则提取反射系数,与子波褶积后生成合成地震记录;利用合成地震记录与原始地震道残差的大小修改参与褶积的反射系数个数,再作合成地震记录;如此迭代,最终得到一个能最佳逼近原始地震道的反射系数序列。
该方法适用于井数较少的地区,其主要优点是能够获得宽频带的反射系数,较好地解决地震反演的多解性问题,从而使反演结果更趋于真实。
约束稀疏脉冲反演采用一个快速的趋势约束脉冲反演算法,用解释层位和井约束控制波阻抗的趋势和幅值范围,脉冲算法产生了宽带结果,恢复了缺失的低频和高频成分;同时,再加入根据井的波阻抗的趋势约束。
约束稀疏脉冲反演最小误差函数是J=∑(ri)p+λq∑(di-si)q++α2∑(ti-Zi)2(1)式中:ri为样点的反射系数;zi为样点的波阻抗;di是原始地震道;si 是合成地震道;Zi介于井约束的最大和最小波阻抗之间;ti是用户提供的波阻抗趋势;α为趋势最小匹配加权因子;p,q为L模因子;i是地震道样点序号;λ为数据不匹配加权因子。
如果从最大似然反褶积中求反射系数r(t),则在上述过程中为了得到可靠的反射系数估计值,可以单独输入波阻抗信息作为约束条件,从而求得最合理的波阻抗模型Z(t)=Z(t-1)（1+r(t)）/（1-r(t)）(2)稀疏脉冲法假设反射系数是稀疏的、离散的，利用测井资料可以得到井旁道的准确反射系数，通过上述反褶积方法，在测井资料、地质模型的约束下，逐道递推子波、反射系数，从而反演出波阻抗、速度等数据。
重力正演、反演
2)当σ>o时，极大值一侧对应着上升盘，极小 值一侧对应着下降盘，在极小值十分清晰且大 干极大值的绝对值时，属正断层类型，反之则 属逆断层类型。
二度铅垂柱体 对于沿水平方向延伸较长而横截面近于矩形的 矿脉，可以当成二度铅垂柱体来研究。在正演 它的异常时，坐标系及有关参数的选取见图,用 (x+α)与(x一α)分别代替铅垂台阶各公式中的 x，并将结果相减，即获得这一形体的重力异 常及各阶导数异常的公式:
当柱体的下底 H→+∞ 时，便可获得底部无限延 伸的铅垂脉的相应公式Δg→∞
( x − a) 2 + h 2 V xz = Gσ ln ( x + a) 2 + h 2 h h 2ah V zz = 2Gσ (tg −1 − tg −1 ) = 2Gσtg −1 2 x−a x+a x + h2 − a2 ⎡ ⎤ x+a x−a 2a ( a 2 + h 2 − x 2 ) V zzz = 2Gσ ⎢ = 2Gσ 2 − 2 2 2 2 ⎥ ( x + a) + h ⎦ ( x + a 2 + h 2 ) 2 − 4a 2 x 2 ⎣ ( x + a) + h
GM GMD = 2 2 nD ( x1 / n + D 2 ) 3 / 2
x 1/n = ± D n 2 / 3 − 1
取n=2，得x1/2=0.766D(X正半轴)和x’1/2=－0.766 D (X负半轴)，说明异常半极值点的横坐标为球心 深的0.766倍
4、当D不变，使M加大m倍时，异常也同样加大
[( x + a ) 2 + H 2 ][( x − a ) 2 + h 2 ] V xz = Gσ ln [( x + a ) 2 + h 2 ][( x − a ) 2 + H 2 ] H h H h ) − tg −1 − tg −1 + tg −1 V zz = 2Gσ (tg −1 x+a x+a x−a x−a ⎡ ⎤ x+a x+a x−a x−a − + − V zzz = 2Gσ ⎢ ⎥ 2 2 ( x + a) 2 + H 2 ( x − a) 2 + h 2 ( x − a) 2 + H 2 ⎦ ⎣ ( x + a) + h
地震反演技术
（4） 取第一项则有: （5） 整理上式得： （6） 式（6）右端是反射系数的变限求和，在实际资料处理中，通常使用反褶积后的地震道s(t)。但此时的地震道s(t)仍然是一个具有有限带宽的地震道，只不过相当于用一个更宽的频带对反射系数滤波的结果。 因此，对地震道s(t)变限求和，作为直流分量的已被滤掉，得到的是有限带宽的相对波
3、优缺点 避免了一般反褶积方法对子波是最小相位和反射系数是白噪的假设； 可使随机干扰不参与反演，在反演过程中，使用了多种来源的先验信息，以约束条件的形式限制了地震反演的多解性; 建立初始模型时，除了考虑测井、钻井地质资料外，还利用地震剖面上少数“控制道”。厚度、速度、密度及子波等参数的迭代修改只是在这少数“控制道”上进行，有了“控制道”参数之后，整个地质模型就根据这些“控制道”作内插，最后用内插结果作正演，得到合成地震剖面;
带限反演的处理流程图
3、应用与限制 基于地震资料直接转换的带限反演方法比较完整地保留了地震反射的基本特征，如断层、产状等，不存在基于模型反演方法的多解性问题，能够明显地反映岩相、岩性的空间变化。在岩性相对稳定的条件下，能较好的反映储层的物性变化。 带限反演方法具有较宽的应用领域。在勘探初期只有很少钻井的情况下，通过反演资料进行岩相分析确定地层的沉积体系，根据钻井揭示的储层特征进行横向预测，确定评价井位。 在开发前期，在储层较厚的条件下，递推反演资料可为地质建模提供比较可靠的构造、厚度和物性信息，优化方案设计。
地震反演的类型
地震反演的类型1．1 反演的分类1）从所利用的地震资料来分可分两类：叠前反演和叠后反演;2）从测井资料在其中所起作用大小可分为四类：地震直接反演，测井控制下的地震反演，测井—地震联合反演和地震控制下的测井内插外推；3）从实现方法上可分三类：直接反演、基于模型反演和地震属性反演。
4）从反演模型参数来分主要有：储层特性(如:孔隙度、渗透率、饱和度等)反演、岩石物性反演、地质结构反演、各向异性参数反演、阻抗反演以及速度反演等;5）从使用的数学方法可分为：最优化拟合反演、遗传算法反演、蒙特卡罗反演、Born近似反演、统计随机反演以及基于神经网络的反演等。
1．2几种主要反演方法的概述叠前反演尚处于研究试验阶段，而叠后地震反演近年来快速发展，形成了多种技术。
下面简要介绍几种主要反演方法：直接反演（递推反演和道积分反演）、基于模型反演、地震属性反演、测井约束反演和叠前AVO反演。
1．2．1直接反演两种基本做法：递推反演和道积分反演。
1）递推反演：递推反演是一种基于反射系数递推计算地层波阻抗的直接地震反演方法。
它完全依赖于地震资料本身的品质，地震资料噪音对反演结果敏感，影响大，地震带宽窄会导致分辨率相对较低，难以满足储层描述的要求。
典型的有Seislog,Glog，稀疏脉冲反演(实现方法又有MED,AR,MLD,BED方法等)等;Seislog,CLOG等使用测井信息后，只获得剖面上关键点的低频分量，整个剖面上的低频信息要靠内插来求得。
优点：计算简单，递推列累计误差小。
其结果直接反映岩层的速度变化，可以以岩层为单元进行地质解释。
缺点：由于受地震固有频率的限制，分辨率低，无法适应薄层解释的需要；其次，无法求得地层的绝对波阻抗和绝对速度，不能用于定量计算储层参数。
这种方法在处理过程中不能用地质或测井资料对其进行约束控制，因而其结果比较粗略。
2）道积分反演：是以反褶积为基础的地震直接反演法。
道积分是利用叠后地震资料计算相对波阻抗的直接反演方法，它无需测井资料控制，计算简单，其结果直接反映了岩层的速度变化，但受地震资料固有频宽的限制，分辨率低，无法适应薄层解释的需要，无法求得地层的绝对波阻抗和绝对速度，不能用于定量计算储层参数。
地球物理反演的原理与方法
地球物理反演的原理与方法地球物理反演是一种通过地球物理观测数据来推断地下介质性质和结构的方法，它在地球科学研究、资源勘探和环境监测等领域具有重要的应用价值。
本文将介绍地球物理反演的原理和常用的反演方法。
一、地球物理反演的原理地球物理反演的原理基于地球物理学中的物理规律和数学原理，通过分析和处理地球物理观测数据来推断地下介质属性。
主要涉及的物理量包括地震波传播速度、电磁波传播速度、重力场和磁场等。
1. 地震波原理：地震波是在地震或人工激发下，传播到地下并在介质中传播的波动现象。
地震波的传播速度与地下介质的密度、速度、衰减等有关，通过地震波的观测数据可以反演地下介质的速度结构。
2. 电磁波原理：电磁波是由变化的电场和磁场相互作用产生的波动现象。
地下介质的电磁性质会对电磁波的传播速度和衰减造成影响。
通过电磁波在地下的传播特性，可以反演地下介质的电阻率、磁导率等物理属性。
3. 重力场原理：重力场是由地球引力场和地壳、岩石体积密度变化所引起的。
重力场的测量数据可以反演地下介质的密度分布和构造特征。
4. 磁场原理：地球磁场的强度和方向受到地下岩石体磁性和磁化程度的影响。
通过采集和处理地磁场观测数据，可以反演地下介质的磁性特征。
二、地球物理反演的方法地球物理反演的方法主要包括正问题和反问题。
正问题是在已知地下介质模型的情况下，计算预测地球物理观测数据。
反问题则是根据地球物理观测数据，反推出地下介质模型及其属性。
1. 正问题方法正问题方法是在已知地下介质模型的情况下，通过物理规律和数学计算，推导出对应的地球物理观测数据。
常用的正问题方法有有限差分法、有限元法和射线追迹法等。
这些方法可以模拟地震波、电磁波、重力场和磁场等在地下介质中的传播过程。
2. 反问题方法反问题方法是通过分析和处理地球物理观测数据，推断地下介质的属性。
反问题的核心是求解最优化问题，即通过最小化目标函数来获得最佳的地下介质模型。
常用的反问题方法包括反演算法和数据处理技术。
断层解析
这类断层主要由水平挤压而形成，按断面的倾角又分为：冲断层（断面倾角＞45°）；逆掩断层（断面倾角在25°—45°间）；辗掩断层（断面倾角＜25°）。
地理概况丽江市位于云南省西北部云贵高原与青藏高原的连接部位。
位于东经100.25北纬26.86北连迪庆藏族自治州，南接大理白族自治州，西邻怒江傈僳族自治州，东与四川凉山彝族自治州和攀枝花市接壤。
总面积20600平方公里。
辖古城区、玉龙纳西族自治县、永胜县、华坪县、宁蒗彝族自治县，共有69个乡（镇）446个村民委员会，总人口110多万人。
丽江自古就是一个多民族聚居的地方，共有12个世居少数民族，其中纳西族23.37万人，彝族20.14万人，傈僳族10.62万人。
其中纳西族占全县总人口的57.7%。
，1961年成立丽江纳西族自治县。
1997年12月，丽江古城申报世界文化遗产获成功，填补了我国在世界文化遗产中无历史文化名城的空白。
大研古城是一座没有城墙的古城，光滑洁净的窄窄的青石板路、完全手工建造的土木结构的房屋、无处不在的小桥流水。
大研古城是一座人文的小城，明亮的阳光下，总会有步履缓慢的上了年纪的纳西老人悠闲地踱步，他们身着遥远年代的靛蓝色衣服，头戴红军时期的八角帽，哼着一首叫纳西净地的歌曲，吟唱着心中的净地，对眼前身后猎奇的目光视而不见、不屑一顾.由于位于青藏高原和云贵高原的交界地区，丽江境内多山,主要有玉龙雪山和老君山两大山脉。
有金沙江和澜沧江两大水系。
海拔最高是玉龙雪山的主峰扇子陡，海拔5596米，最低点是七河区江边坡脚金沙江出境处，海拔1219米，形成了寒、温、热兼有的立体气候这里大多数的城镇均坐落与云南人称之坝的一种小山间盆地中,丽江古城则位于丽江坝中部的狮子山南麓【地理位置】大理州地处云南省中部偏西，地跨东经98°52′～101°03′，北纬24°41′～26°42′之间。
反演问题正断层逆断层3
4、变质岩（2.6~2.8 g /cm³）
变质岩的密度一般大于原岩的密度；变质程度越深， 密度越大；动力变质而使岩石破碎，则密度减小。
变质岩的密度与矿物成分、含量和孔隙度均有关，这主 要由变质的性质和变质程度来决定；
向下延拓：将观测平面上的实测异常值，换算到观测平面 以下场源以外的某个深度上——称为向下延拓。目的：压 制深部的区域异常，突出浅部物质产生的局部异常
向下延拓
向上延拓
分
析
➢ 向上延拓：压制浅而小的地质体的局部异 常，突出了深部地质体的区域异常；
➢ 向下延拓：压制深部地质体的区域异常， 相对突出了浅部地质体的局部异常；
2、火成岩（2.5～3.6 g /cm³）
（1）主要取决于矿物成分及其含量的百分比，由 酸性→基性→超基性岩，随着密度大的铁镁 暗色矿物含量增多密度逐渐加大。
（2）成岩过程中的冷凝、结晶分异作用也会造成 同一岩体不同岩相带，由边缘相到中心相， 密度逐渐增大；
（3）不同成岩环境(如侵入与喷发)也会造成同一岩 类的密度有较大差异，同一成分的火成岩密 度，喷出岩小于侵入岩。
规
则
形
体
的
正
、
反
演
问
题
不同埋深的台阶剖面（a）和铅垂台阶的Vxz、Vzz、Vzzz
3、断层的重力异常理论曲线
规
则
形
体
的
正
、
反
正断层
逆断层
演
问
题
3、断层的重力异常理论曲线
规
则
形
体
的
正
、
地球科学中的正反问题
一、什么是正演问题和反演问题在地球科学中，有两大问题是离不开的，正演问题和反演问题。
由物理定律根据给定物理模型的参数计算出数据的问题是正演问题。
而由观测数据通过适当的方法计算物理模型参数来重建物理模型的问题是反演问题。
由卫星云图预报天气、由遥感影像估计粮食产量都是正演问题。
从思路上而言，正演问题比较简单。
如果给定物理模型的系数，由物理定律能够计算出与观测数据相比对的理论数据。
在模型比较精确的情况下，正演一般能够获得比较好的效果。
当然，反演问题也在多个领域有应用，这里可以给出很多实例，比如太阳的内部结构探测、储油层厚度的估计、莫霍面深度的推断、核幔边界形态的分析等等。
由于我们不单对模型系数不清楚，甚至有时对物理模型本身都不甚清楚，所以我们可以断言反演比正演问题将面临更多更大的困难。
根据百度百科，正演问题（direct problem）定义：在地球物理磁法勘探的理论研究中，根据磁性体的形状、产状和磁性数据，通过理论计算、模拟计算或模型实验等方法，得到磁异常的理论数值或理论曲线，统称为正演问题。
反演问题（inversed problem）在磁法勘探理论研究和解释磁测成果时，根据磁异常特征，确定磁性体的形状、产状及其磁性等，称为“反演问题”。
这个概念给的范围太狭隘，就简单的地磁勘探而已，所以仅作为参考。
二、哪个先提出来现在有一个逻辑问题，是先有正演问题还是先有反演问题？似乎直观上先有前者，然而我认为，对大多数问题，尤其是系统复杂的问题，应当是先有后者。
科学研究的先驱们没有今天的人有这么好的条件，不可能通过课堂学习系统地掌握成体系的知识，也没有条件去图书馆查阅资料，更不用说利用检索工具搜集信息了，他们掌握的资料和信息是极其的贫乏的。
当先驱们涉足新的研究领域时，是没有经验可循的，也没有什么物理模型可以利用。
他们看到的是规律或者说模型所呈现出来的现象，他们的任务是找出规律、建立模型，这个任务本身就是反演问题。
蜗牛强烈推荐：地质构造及各类断层的示意图
构造大类组成地壳的岩层所具有的一定特征或形态的组构称为“地质构造” ，其基本类型有四类：水平构造、倾斜构造、褶皱构造和断裂构造。
(1)水平构造：岩层产状近于水平，出现在构造运动影响较轻微的地区或大范围内均匀抬升或下降的地区，岩层未发生明显变形。
(2)倾斜构造：指岩层层面与水平面有一定的夹角。
(3)褶皱构造：褶皱是岩层弯曲形成的构造，其基本类型主要有两种：背斜和向斜。
背斜的特征是岩层向上弯曲，中心核部较老，两侧岩层依次变新；向斜则相反，岩层向下弯曲，核部较新，两侧依次变老。
(4)断裂构造：断裂构造是由于岩层受力发生脆性破裂而产生的构造。
根据相邻岩块沿破裂面的位移量，又可分为节理和断层。
(A) 节理：节是当岩层，岩体发生破裂，而破裂面两侧岩块没有发生显著位移时的断裂构造。
其成因多种多样，在剪切应力下形成的节理称剪节理，在张性应力下形成的节理称张节理。
(B) 断层：是岩体发生较明显位移的破裂带或破裂面。
断层是地壳中广泛存在的地质构造，种类很多，形态各异，规模不一。
有的能深达 700 千米。
断层延伸最长可达数百甚至上千千米。
2、断层分类按断层两盘相对位移的方向分为正断层、逆断层和平移断层(见图5)。
图5 正断层(左)、逆断层(中)、平移断层(右)示意图①正断层：上盘相对下降，下盘相对上升，主要是引张力和重力作用形成。
②逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降，主要是由水平挤压力作用形成。
③平移断层：两盘沿断层面走向方向相对错动，断层面近于直立，主要是水平剪切作用形成的。
以上三大类断层在构造图上的标示见图6 所示。
图6 正断层(左)、逆断层(中)、平移断层(右)在构造图上的标示符3、断层在剖面上的形态单个断层在剖面上的形态多种多样，下图是主要几种(图7)：(1)犁式断层：上陡下缓，上凹。
其下降盘地层厚度明显增大，上升盘地层明显变薄或缺失。
(2)座椅式断层：断面上、下陡，中间缓，在拐点部分的下降盘往往形成逆牵引构造，是油气聚集的良好场所。
反向正断层整理
反向正断层有两种形式,一种是地堑边缘大断层伴生的,倾向与边界断层倾向相反的反向断层;另一种是指断层倾向与其所切地层倾向相反的反向正断层。
首先反向正断层发育在斜坡地带,与生油洼陷相邻,当深凹陷的油气由凹陷中央向斜坡运移时,反向正断层则首先获得油气;其次当反向断层开启时,可作为油气运移通道,若断层是封闭的,可以对油气起到聚集的效果。
你所说的这种反向正断层在三角洲中比较常见。
形成机理见下图1。
运移聚集油气的过程见图2说明反向断层是与地层掉向相反的断层。
仔细观察反向断层与地层组合的形态，是一个侧向封堵的构造高点，就是常说的反向屋脊。
正断层有两种运动形式：同向正断层和反向正断层。
同向正断层，地层转动方向和断面倾向一致，因而断裂加剧沉降。
反向正断层，断块转动方向与断层倾向相反，尽管下降盘在下降，但整体上，没有发生沉降。
如果是生长断层，则只出现局部沉陷。
反向正断层形式的抬斜运动在地壳变形中相当普遍，规模也不同。
夹持在反向正断层之间的断块称抬斜断块（或掀斜断块，翘倾断块）。
反向正断层的上升盘由于断层面和上升盘岩层的倾向相反，因而上升盘地层在断面附近形成具有良好圈闭条件的高部位，由于这种圈闭在剖面上形似“屋脊”，因此，东部各油田上常称为“屋脊断块”。
卡贝雪夫（1971）对世界上14个含油气区的150个区域性单斜层上的构造遮挡油气田作了统计和研究，发现其中处于反向正断层上升盘的有105个，占70%，处于同向正断层下降盘的有37个，占25%，他认为，大部分构造遮挡油气藏之所以与反向正断层有关，石油与反向正断层具备产生圈闭的良好条件，从反向正断层产生一开始，上部储集层及沿此断层与相邻断块的非渗透性岩层（本储集层的盖层）接触，从而构成油气圈闭，随着断层的发育，含油气圈闭的范围也在扩大，二沿同向正断层下降盘分布的含油气圈闭，仅是在此断层断距达到超过储集层厚度的情况下才能形成。
因此在发育时相同的情况下，反向正断比同向正断圈闭条件要好。
地球物理反演重点
局限性：
分辨率低
Z(t ) Z0e
2 r(t ) dt
0
t
频宽和主频决定分辨率 相位决定波形形态 递推反演中几个要点: 1) 没考虑子波 . 这意味输入的地震数据必须是零
假设条件： 反射系数是地层波阻抗的对数对时间微分的一半， 在进行道积分之前，一定要做好零相位处理。 具体实现步骤如下： （1）将地震记录振幅标定到反射数量级 （2）计算积分道
相等或相
1
问题反演问题的解，要注意以下几个： 是否存在符合观测数据的模型？
（1）存在性:
（2）可解性：若存在解，如何构造？ （3）唯一性：是否不止一个模型符合观测数据？ （4）稳定性：若多个模型符合观测数据， （即多解性） ，模型的什么信息 是唯一确定的？ 2 简单代性回归 如果一个反问题，可以用线性方程表示 d=Gm，若在观测值 d 和模型参数 m 之间存在精确的关系，则可以用非常简单的过程，从观测 值求出 m。 3 Castagna 公式：Vp=aVs+b （1）实验室测定； （2）Castagna 经验公式； （3）偶极横波测井； 4 直接反演 道积分反演（连续反演） ：利用叠后地震资料计算地层相对波阻
的模拟相似比制作成物理模型，并用超声波或激光超声波等方法对野外 地震勘探方法进行模拟的一种地震模拟方法 地震物理模型的优缺点 与数学模型相比，其最大的优点就是地震物理模型模拟结果的
2/9
当波在声学介质中传播时，要保持波的动力学特征必须满足 模型介质和声学介质的弹性常数 K 和介质密度 的拉梅弹性常数 、 和介质密度
进而递推计算出地层波阻抗或层速度。
1
稀疏脉冲反演 （Sparse-spike Inversion ） ： 基于稀疏脉冲反褶积基础
正断层，逆断层，最应注意活断层
正断层，逆断层，最应注意活断层昨晚印尼又地震了中国地震台网正式测定：03月02日20时49分在印尼苏门答腊岛海域（南纬4.90度，东经94.21度）发生7.8级地震，震源深度20公里。
那一刻，大家又想起了2004年印度洋海啸的恐怖。
2004年12月26日，印尼北部苏门答腊岛海域发生8.9级地震，并引发强烈海啸，十余米高的海啸呼啸而过，造成了巨大的人员伤亡和财产损失。
至少28万人死亡，包括至少600名华人。
一时间，大家开始担心3月2日的地震是否也会引起海啸。
但实际情况是，这次地震并没有引发海啸，截至到今天为止，尚无人员伤亡的报告。
其实地震引发海啸通常需要具备三个必要条件，即震级足够大，震源深度较浅；地震发生在陆地和海洋交界处及其附近；以及发震断层的错动方式以垂直方向的运动为主。
此次地震的发震断层以走滑断层为主，相对于逆冲断层，海底地形的起伏变化小，即第三个条件“发震断层的错动方式以垂直方向的运动为主”不满足，所以不容易引发海啸。
小明等等……不是说地震吗，怎么又出来断层了？断层是什么，跟地震有什么关系？1什么是断层地球从内到外由地核、地幔和地壳三部分组成，地壳位于地球的表层，地壳运动会产生强大的压力和张力，超过了岩层本身的强度，对岩石产生破坏，使岩层或岩体顺破裂面发生明显位移，形成了断层。
在力的作用下，本应连续的岩层发生破裂对于人类而言，断层的存在既有好的方面，例如，断层可以构成油藏构造的组成部分，在其它矿产的形成过程中也起着重要的作用；也有有害的一面，比如，断层能错断煤层，增加开采的难度，断层的存在能造成岩体的破碎，产生地质灾害，也不利于工程建设。
2断层的分类活动断层依据运动学性质分为：正断层：上盘下降，下盘抬升的断层；逆断层：上盘抬升，下盘下降的断层；走滑断层：两盘块体作水平运动的断层，包括右旋和左旋走滑断层。
如下图所示，断层两侧块体作水平运动，运动后并不会引起明显的地面起伏，因此在3月2日印尼发生的7.8级地震中，并不满足“发震断层的错动方式以垂直方向的运动为主”的条件，也就不容易引起海啸。
瓦斯地质
许疃煤矿地质构造特征及其对瓦斯赋存的控制摘要：地质构造不仅决定了煤的赋存条件,也决定了煤层的开采条件。
本文针对淮北许疃煤矿的地质构造,依据现有的矿井资料和前人研究成果,对许疃煤矿的地质构造进行统计分析,结合板块构造和区域地质演化的研究成果,对许疃煤矿的构造演化进行反演;并对构造复杂程度进行综合评价；针对井田的地质构造和瓦斯赋存特征,分析地质构造对瓦斯赋存的控制作用,对矿井生产具有一定的指导意义。
本文分析取得了以下成果：井田内断层发育,正断层较逆断层略多,占全矿井的56%,逆断层占44%，走向北东向、北北东向的断层占全矿井断层的43.7%，井田内褶皱发育极少,断层两盘的相对错动引发少量牵引褶皱；许疃煤矿32煤层构造复杂程度整体表现为较简单一较复杂型；82煤层总体表现为较复杂型；许疃煤矿的瓦斯含量等值线与煤层底板等高线趋势一致,瓦斯赋存整体趋势受埋深控制。
【关键词】构造发育特征；构造演化；构造复杂程度评价；瓦斯赋存特征1.地质构造对瓦斯赋存作用国内外研究现状在国外,以苏联、法国、澳大利亚等国对瓦斯地质方面研究较为详细。
法国早在1914年已设立了“防治煤与瓦斯突出的专门委员会”,从地质的角度研究瓦斯的分布规律,防治突出。
前苏联自50年代开始瓦斯地质研究,1951年设立“防止煤和瓦斯突出中央委员会”,通过研究,指出瓦斯的分布受地质因素控制,具有不均匀分布的规律性,与构造复杂程度、煤层围岩、煤变质程度有关[8]。
英国的Davidp提出在煤系地层中地质构造对瓦斯的赋存状态和分布情况起主导影响因素,建议加强地质构造演化与瓦斯地质规律的研究澳大利亚的Jshherd(1981)对地质构造与瓦斯突出的关系也作了广泛的研究[9]。
Bibles CJ等学者[10]在研究全球范围的瓦斯涌出现象时,指出矿区构造运动不仅影响煤层瓦斯的生成条件,而且影响瓦斯的保存条件。
英国的FrodshamK等人认为地质构造对煤层的影响是在构造挤压、剪切作用下,煤层结构破坏,形成发育广泛的构造煤,为瓦斯的富集提供了载体[11]。
重力勘探4-正反演汇总
g ( x)
G
(
x)2
2
dd
2GD
x2 D2
最大值为
2G
x 0, gmax D
半极大值为
1
2GD G
x x1 , 2
2 gmax
x2 1
D2
D
2
3.1.2 无限长均匀水平圆柱体 深度D与异常形态之间的关系
x1 D 2
同理，有
x1 D n 1 n
即
gmax D
2G
转换异常特征：
3. 截面较小形体的简化
当地质体的在某方向上有一定延伸，截面最大延展尺度L 与其至计算点最小距离D满足 L < (1/5) D 可近似为物
质线。
4. 厚度较小形体的简化
当地质体的在某平面上有一定延伸，其厚度 与其平面
上的延展尺度D满足
<<D
可近似为物质面。
5. 对复杂形体可分割成若干个小规则形体的组合 ——“化整为零”
半径 R， 剩余质量M，中心埋深D，剩余密度
g(x, y,0) G
[(
( ,, ) x)2 ( y)2
]2
3 2
ddd
GMD
[x2
y2
D
2
]
3 2
在y=0 的剖面上，为
GMD
g ( x)
[x2
D
2
]
3 2
x 10-3 4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
-50
-40
-30
-20
D -10
0
gx
G
4Dx (x2 D2)2
gz
正逆断层的判断方法
正逆断层的判断方法
【正逆断层的判断方法】
1、结构特征法：
断层的正逆可以根据断层带中构造特征的分布状况来分析。
正断层的一侧分布的是折痕构造，另一侧分布的是扭转构造；而逆断层的一侧分布的是扭转构造，另一侧分布的是折痕构造。
2、扭转阶段及转向法：
扭转阶段及转向法是依据断层带的形态及构造，由断层带的形态及构造变化，分析断层活动的展布过程，从而推断出断层的正逆。
正断层的断层带由上段向下段转变，逆断层的断层带由下段向上段转变。
3、结构及构造垂直比较法：
此法是根据相应地区地质剖面的构造特征和相关的地震断层特
征来判断断层正逆，其根据断层的活动及断层带的走向及展布来比较，从而判断出断层的正逆关系。
4、水平间断法：
水平间断法是依据断层的断层带在横向的分布特征来判断断层
的正逆。
正断层在水平展布上活动，断层带在横向展布时，一侧的断层带比另一侧的断层带厚；而逆断层在水平展布上活动，断层带在横向展布时，一侧的断层带比另一侧的断层带薄。
- 1 -。
正断层、逆断层的判断
正断层、逆断层的判断
位于断层面以上的岩块叫上盘，位于断层面以下的岩块叫下盘，上盘和下盘与正断层和逆断层无直接关系；与正断层和逆断层有关系的是上盘和下盘的运动方向：上盘相对下降、下盘相对上升的叫正断层，反之，上盘相对下上、下盘相对升降的叫逆断层
发生断层的地方，会在断层面两侧形成两个岩块，一般断层面都是倾斜的，位于断层面以上的岩块叫上盘，位于下部的叫下盘。
垂直的断层面不区分上下盘。
如果是正断层，等值线绝对值大的或地层深的一盘为上盘（下降盘，当然，上升或下降是相对位置而言，断层分析里有讲的）,另一盘为下盘（上升盘）
如果是逆断层，等值线绝对值大的或地层深的一盘为下盘（下降盘）,另一盘为上盘（上升盘）。
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精品。
断层按两盘相对运动关系分为
断层按两盘相对运动关系分为
断层按两盘相对运动关系分为三种类型：正断层、逆断层和平移断层。
一、正断层
在正断层中，断层面几乎是垂直的。
上盘（位于平面上方的岩石块）推动下盘（位于平面下方的岩石块），使之向上移动。
反过来，下盘推动上盘使之向下移动。
由于分离板块边界的拉力，地壳被分成两半，从而产生断层。
二、逆断层
逆断层的断层面也几乎垂直，但上盘向上移动，而下盘向下移动。
这种类型的断层是由于板块挤压形成的。
冲断层与逆断层的移动方式相同，但断层带几乎是水平的。
在这类同样是由挤压形成的断层中，正断层上盘的岩石实际被向上推移至下盘的顶部。
这是在聚合板块边界中产生的断层类型。
三、平移断层
在平移断层中，岩石块沿相反的水平方向移动。
正如转换板块边界中所述，地壳块相互滑动时形成这些断层。
在所有类型的断层中，不同的岩石块紧密地相互挤压，在移动过程中形成很大摩擦力。
如果这种摩擦足够大，这两块岩石将咬合，因为摩擦力使它们无法相互滑动。
在这种情况下，来自板块的力量继续推动岩石，从而增大施加在断层上的压力。
如果这种压力大到可以克服摩擦力，岩石块将突然向前运动。
换句话说，当构造作用力推动“咬合”岩石块移动时，积聚了潜在的能量。
在这些板块最终移动时，这些积聚起来的能量变成了动能。
一些断层的变动在地球表面形成了明显变化，但也有一些岩石的变动发生在地表以下的岩石中，因此无法形成地表断裂。
反向正断层整理
反向正断层有两种形式,一种是地堑边缘大断层伴生的,倾向与边界断层倾向相反的反向断层;另一种是指断层倾向与其所切地层倾向相反的反向正断层。
首先反向正断层发育在斜坡地带,与生油洼陷相邻,当深凹陷的油气由凹陷中央向斜坡运移时,反向正断层则首先获得油气;其次当反向断层开启时,可作为油气运移通道,若断层是封闭的,可以对油气起到聚集的效果。
你所说的这种反向正断层在三角洲中比较常见。
形成机理见下图1。
运移聚集油气的过程见图2说明反向断层是与地层掉向相反的断层。
仔细观察反向断层与地层组合的形态，是一个侧向封堵的构造高点，就是常说的反向屋脊。
正断层有两种运动形式：同向正断层和反向正断层。
同向正断层，地层转动方向和断面倾向一致，因而断裂加剧沉降。
反向正断层，断块转动方向与断层倾向相反，尽管下降盘在下降，但整体上，没有发生沉降。
如果是生长断层，则只出现局部沉陷。
反向正断层形式的抬斜运动在地壳变形中相当普遍，规模也不同。
夹持在反向正断层之间的断块称抬斜断块（或掀斜断块，翘倾断块）。
反向正断层的上升盘由于断层面和上升盘岩层的倾向相反，因而上升盘地层在断面附近形成具有良好圈闭条件的高部位，由于这种圈闭在剖面上形似“屋脊”，因此，东部各油田上常称为“屋脊断块”。
卡贝雪夫（1971）对世界上14个含油气区的150个区域性单斜层上的构造遮挡油气田作了统计和研究，发现其中处于反向正断层上升盘的有105个，占70%，处于同向正断层下降盘的有37个，占25%，他认为，大部分构造遮挡油气藏之所以与反向正断层有关，石油与反向正断层具备产生圈闭的良好条件，从反向正断层产生一开始，上部储集层及沿此断层与相邻断块的非渗透性岩层（本储集层的盖层）接触，从而构成油气圈闭，随着断层的发育，含油气圈闭的范围也在扩大，二沿同向正断层下降盘分布的含油气圈闭，仅是在此断层断距达到超过储集层厚度的情况下才能形成。
因此在发育时相同的情况下，反向正断比同向正断圈闭条件要好。
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• 1.请解释重力异常的实质. • 2.岩矿石的密度有哪些特征? • 3.画出球体重力异常的剖面特征与平面特征，它
与水平圆柱体重力异常有何不同？ • 4.什么是相对布格重力异常？写出其表达式. • 5.什么是重力异常的解析延拓?向上与向下延拓各
有什么作用? • 6.什么是重力的导数法?重力高次导数有什么作用? • 7.举例说明重力勘探的应用.
2、火成岩（2.5～3.6 g /cm³）
（1）主要取决于矿物成分及其含量的百分比，由 酸性→基性→超基性岩，随着密度大的铁镁 暗色矿物含量增多密度逐渐加大。
（2）成岩过程中的冷凝、结晶分异作用也会造成 同一岩体不同岩相带，由边缘相到中心相， 密度逐渐增大；
（3）不同成岩环境(如侵入与喷发)也会造成同一岩 类的密度有较大差异，同一成分的火成岩密 度，喷出岩小于侵入岩。
规 则 形 体 的 正 、 反 演 问 题
1、球体
x 10-3 4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
P(x,0)
0
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
D
讨论：
R
ΔE
Δσ
g
G
m D (x2 D2 )3/2
30
40
50
Δg
m 4 R3
3
lim g 0;
x
m gmax G D2 ;
3、随着成岩时代的久远及埋深加大，上覆岩层对下伏岩层的 压力加大，这种压实作用也会使密度值变大。
4、变质岩（2.6~2.8 g /cm³）
变质岩的密度一般大于原岩的密度；变质程度越深， 密度越大；动力变质而使岩石破碎，则密度减小。
变质岩的密度与矿物成分、含量和孔隙度均有关，这主 要由变质的性质和变质程度来决定；
（三）重力异常
1、定义： 在重力勘探中，由地下岩（矿）石密度分 布不均匀所引起的重力变化称为重力异常。
广义的讲：
g g观 g0
g观 ——测点的重力观测值 g0 ——测点的正常重力值 g ——重力异常
4、引起重力异常的条件
△g
+
0
-
σ1
σ2
σ3
σ0
σ1>σ0
σ2<σ0
σ3=σ0
4、引起重力异常的条件
（1）探测对象与围岩要有一定的密度差。 （2）岩层密度必须在横向上有变化，即岩层内有密度不同的地
质体存在，或岩层有一定的构造形态。 （3）剩余质量不能太小（即探测对象要有一定的规模） （4）探测对象不能埋藏过深
（例如，△m=50万吨的球形矿体，当中心埋深为100米， 可产生355μGal 的异常，当中心埋深为1000米； 则只能 产生3.4μGal的异常，该强度的异常仪器不能观测到。）
当Δh << h2时可将台阶看成位于台阶
中心，埋深为h0 ，剩余面密度为的
（5）干扰场不能太强或具有明显的特征。
一、岩（矿）石的密度及地球密度分布
（一）岩（矿）石的密度的一般规律
1、火成（岩浆）岩密度＞变质岩密度＞沉积岩密度
根据长期研究的结果，认为决定岩、矿石密 度的主要因素为：
※ 组成岩石的各种矿物成分及其含量的多少； ※ 岩石中孔隙度大小及孔隙中的充填物成分； ※ 岩石所承受的压力等。
通常，由于重结晶等作用，区域变质作用将使变质岩比 原岩密度值加大；
经过变质的沉积岩，如大理岩、板岩和石英岩比原生石 灰岩、页岩和砂岩更致密些。
由于变质作用的复杂性，所以这类岩石的密度变化显得 很不稳定，要具体情况具体分析
2、布格重力异常
重
力 在法耶异常基础上再加上中间层校正，即经过正
反
g 2G h
演 当 x 时，
问
g 0
题
当x=0 时，
o
x
h2
1
h1
h
2
h
g G h
3、垂直台阶
规 则
平面异常特征：
形
体
的
正
、
反
演
问
题
等值线为一系列平行台阶走向的直线，在断面附近等
值线最密，称为“重力梯级带”，且异常向台阶延伸
x1/2 0.766 D;
m gmax D2 G
规 则 形 体 的 正 演
g
Vz
G
m D (x2 D2 )3/2
Dx VXZ 3GM (x2 D 2 )5/2
VZZ
GM
2D2 x2 (x2 D2 )5/2
VZZZ
3GMD
2D2 (x2
方向单调增大。
3、垂直台阶
规
则
形
体
的
正
、
反
演
问
题
不同埋深的台阶剖面（a）和铅垂台阶的Vxz、Vzz、Vzzz
3、断层的重力异常理论曲线
规
则
形
体
的
正
、
反
正断层
逆断层
演
问
题
3、断层的重力异常理论曲线
规
则
形
体
的
正
、
反
正断层
逆断层
演
问
题
线性重力高与重力低之间的过渡带
异常轴线明显错动的部位
4、半无限水平物质面
测 常场校正、地形校正、布格改正（高度校正和中
量 间层校正）的重力异常，称为布格重力异常。
所
观 测
g布＝g A＋g地＋g高＋g中－g0
的
重
力
异
常
1、球体
规 则
近似于等轴状地质体，如盐丘、矿巢、溶洞等
形体的ຫໍສະໝຸດ 正、反演
问
题 球体参数：半径30m，中心埋深50m，密度
2.0g/cm3，重力异常单位g.u.
Vzzz
2 g z 2
3、垂直台阶
规
断层或不同岩层的接触带都可作为台阶处理
则 形 体
g
G (h
x ln
x2 x2
h12 h22
2h1tg 1
x h1
2h2tg 1
x h2
)
的 正 由公式可见：
2G h
、 当 x 时，
G h
（4）年代老的岩体的密度小于新岩体的密度。
3、沉积岩（1.6~2.7 g /cm³）
沉积岩的密度主要取决于岩石的孔隙度及岩石所处的构 造部位：
1、沉积岩一般具有较大的孔隙度，如灰岩、页岩、砂岩等， 这类岩石密度值主要取决于孔隙度大小，干燥的岩石随孔 隙度减少密度呈线性增大；
2、孔隙中如有充填物，充填物的成分(如水、油、气等)及充 填孔隙的百分比也明显地影响着密度值；
3x2 D2 )7/2
均匀球体的理论异常
2、水平圆柱体
规 则 形 体 的 正 、 反 演 问 讨论： 题
2GD
g x2 D2
2G
g x0 gmax D
D
x1/ 2 D
规
则
形
体
的
正
、
反
演
问 题
无限长均匀水平圆柱体的理论异常
Vz g Vxz g
x
Vzz g z