全張量重力梯度弱異常信息的識別、提取與反演

《全張量重力梯度弱異常信息的識別、提取與反演》是依託中南大學，由魯光銀擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：全張量重力梯度弱異常信息的識別、提取與反演
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：魯光銀
• 依託單位：中南大學

項目摘要

針對全張量重力梯度數據處理與解釋方法這一勘探地球物理領域前沿性研究課題,本項目著重在複雜地質構造的全張量重力梯度弱異常信息的識別、提取與反演這一熱點問題上開展研究。基於複雜構造模型，推導無奇點的重力梯度張量正演公式，研究有限元非結構化格線的並行正演算法並算獲取重力張量數據；在研究其異常特徵基礎上，提出表征複雜構造的重力梯度張量模指標，進而提出適合複雜異常場源的邊界提取的張量不變數方法；通過改進傳統歐拉反褶積算法，引入自適應模糊聚類算法，並提出能識別多個異常場源的三維核密度估計方法；在開展正則化因子的自適應調節運算元和聚焦穩定運算元研究基礎上，提出全張量重力梯度數據的自適應正則化聚焦反演算法。通過本項目的研究，有望提出一套複雜構造的全張量重力梯度的弱異常信息的識別、提取與三維精細反演方法，對促進重力梯度張量數據處理和資料解釋等方面具有重要科學意義和實際套用價值。

結題摘要

針對重力梯度張量數據處理與解釋方法研究這一重磁勘探領域前沿性課題,本項目著重在複雜地質構造的重力梯度張量弱異常信息的正演計算、邊界識別與反演成像等方面開展了研究工作。項目從複雜地質構造模型出發，利用等參元，基於項目組成員提出的H-自適應有限元重力張量正演算法，開展了動態數據存儲策略和多核並行計算策略研究，進而提出了複雜構造的有限元非結構化格線重力張量快速正演算法。針對重力張量數據對於直接反應密度異常體的邊界、圈定地下地質體具有更高的精度，但是重力張量的異常形態比較複雜這一特點，首先根據正演程式，計算出典型地質模型的全張量重力梯度數據，分析、研究不同地質模型的重力張量數據異常特徵。然後，針對張量不變數模的不同表達形式，分析研究在不同地質構造模型下，不同張量模適應的地質情況，進而提出了多異常場源共存時的邊界提取算法。針對三維張量歐拉反褶積方程計算過程中，並不一定能完全根除歐拉反褶積解的發散問題，引入了自適應模糊聚類算法，在此基礎上，針對複雜地質構造中多異常場源的識別問題，尤其是具有弱異常信息的複雜異常場源的識別難題，提出能同時識別多個異常場源的三維核密度估計算法。在複雜構造的重力梯度張量反演成像方面，針對在傳統的多分量聯合反演中僅考慮反演數據的組成成分，並不考慮各分量自身特性的問題，引入了縮放因子，提出了一套自適應正則化聚焦全張量反演算法與混合正則化反演算法。最終總結歸納了一套重力張量弱異常信息的識別、提取與反演方法及資料解釋體系，並編制了一套解釋系統軟體。總體而言，在本項目的支持下，取得的研究成果，將對促進重力梯度張量數據處理和資料解釋等方面具有一定的理論價值和實際意義。