誰有關(guān)于礦井地震勘探正反演的資料或者論文啊~?要大量的資料.急需~~~~
來源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-17 08:48:05
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誰有關(guān)于礦井地震勘探正反演的資料或者論文啊~?要大量的資料.急需~~~~【專家解說】: 我這里有重磁的正反演……剛剛寫完~不過我的重點(diǎn)是重磁異常正反演的數(shù)學(xué)研究呃 剛剛發(fā)現(xiàn) 圖片
【專家解說】: 我這里有重磁的正反演……剛剛寫完~不過我的重點(diǎn)是重磁異常正反演的數(shù)學(xué)研究
呃 剛剛發(fā)現(xiàn) 圖片都發(fā)不上來的說……公式都是圖片……
引言
重力勘探是利用地球內(nèi)部各種巖(礦)石間因密度差異而引起的重力場變化來查明地質(zhì)構(gòu)造和尋找有用礦產(chǎn)的一種地球物理勘探方法。磁法勘探是利用地殼內(nèi)各種巖(礦)石間磁性差異所引起的磁場變化(稱為磁異常)來尋找有用礦產(chǎn)和查明地下地質(zhì)構(gòu)造的一種地球物理勘探方法。這兩種方法觀測的是天然地球物理場的變化,都屬于天然場方法。在地球物理勘探中都是應(yīng)用廣泛的物探方法。
然而,巖石物性研究曾是我國地球物理工作的薄弱環(huán)節(jié),隨著石油重磁勘探從區(qū)域向局部、從低精度向高精度、從定性解釋到定量解釋、從構(gòu)造解釋到巖性解釋、從單一方法到多方法綜合勘探的發(fā)展,對(duì)巖石物性及物理-地質(zhì)模型的研究提出了越來越高的要求。重磁場的正演問題是重磁勘探解釋的理論基礎(chǔ)
給定地下地質(zhì)體中密度不均勻體和磁性體的幾何參數(shù)(位置、形狀、產(chǎn)狀等幾何要素)和物性參數(shù)(密度差和磁化強(qiáng)度矢量),求它在外部空間任意點(diǎn)的重磁場,稱為重磁場的正演問題。反之,由重磁場來推測地下密度不均勻體和磁性體的幾何參數(shù)和物性參數(shù),則稱為重磁場的反演問題。研究正反演問題的方法有許多,常用的有數(shù)學(xué)場論分析、數(shù)值分析、解析延拓等數(shù)學(xué)方法和頻譜分析、界面迭代、物性不均勻時(shí)界面等地質(zhì)方法。本文主要就重磁場異常時(shí)的正反演研究中的數(shù)學(xué)方法做歸納總結(jié)。
一.重力異常的正反演方法:
重力異常(gravity anomaly)指地球表面一點(diǎn)的實(shí)測重力值歸算到大地水準(zhǔn)面上與該點(diǎn)理論重力值之差。它可以反映出地球的自然表面與大地水準(zhǔn)面不符,也可以反映地球內(nèi)部質(zhì)量分布的不均勻。在地質(zhì)勘探中:是把地下物質(zhì)及其密度分布不均勻引起重力的變化稱為重力異常。它往往與地質(zhì)構(gòu)造(例如背斜、向斜,鹽丘、斷裂、巖體等)及礦體的存在有關(guān)。根據(jù)對(duì)地球表面重力異常分布的研究,可以獲得有關(guān)地質(zhì)資料,因?qū)?shí)測重力值歸算方法不同,重力異常分為空間異常、布格異常、均衡異常。具體如下圖所示: a: 表示正常重力值所對(duì)應(yīng)的地質(zhì)質(zhì)量分布;
b: 表示在地球自然表面上A點(diǎn)進(jìn)行重力觀測的觀測值;
c: 自由空間異常值 ; d: 地形改正,也稱法依異常;
e: 布格異常; f: 均衡重力異常;
為了解決上述問題,我們這樣來考慮,假設(shè)已知各種簡單性體的地質(zhì)體,分析其異常特點(diǎn),解決的辦法是用數(shù)學(xué)將不同形體的異常計(jì)算出來,分析其異常特點(diǎn),找出異常和地質(zhì)體的性質(zhì),產(chǎn)狀,位置,大小之間的聯(lián)系,達(dá)到地質(zhì)解釋的目的,前者根據(jù)已知形體,計(jì)算其異常,稱之為正演問題,反之根據(jù)異常特點(diǎn),說明地址特點(diǎn),稱之為反演問題,對(duì)我們來說,反問題是目的,正演問題是基礎(chǔ),兩者親密相關(guān),不可分割。
1. 有關(guān)場論知識(shí)
設(shè)有一任意形狀的地質(zhì)體,其體內(nèi)任一點(diǎn)的坐標(biāo)我們用A表示,p點(diǎn)的坐標(biāo)用P表示,如圖,根據(jù)萬有引力定律,物體中的任意質(zhì)量單元dm
由場論可知,物體Q在其外部某一點(diǎn)p的引力為:
式中 G為引力常數(shù)( CGS);
是物體Q的剩余密度;
dv是物體的Q內(nèi)的體積元;
R是小體積元到P點(diǎn)的距離;
下標(biāo)Q表示積分是對(duì)地質(zhì)體Q進(jìn)行的。
設(shè)r為dm到任一點(diǎn)的距離,設(shè)A坐標(biāo)是(ζ,η,ε),任意點(diǎn)p的坐標(biāo)是(x,y,z)表示,則式中的:
對(duì)其求一次導(dǎo)數(shù)得:
分別對(duì)三式求x,y,z的導(dǎo)數(shù):
將上式中的三式相加得:
v
而 =
所以得到: 0
上式為拉普拉斯方程,對(duì)產(chǎn)生引力物體以外的任意一點(diǎn)都適合。
2. 解正演問題的基本公式
在正演問題中,一般令r為dm與P點(diǎn)之間的距離,dm的坐標(biāo)是(ζ,η,ε),p點(diǎn)坐標(biāo)是(x,y,z),所以有r=
dm的重力異常為de的鉛垂分量,即
式中 表示質(zhì)量單元在P點(diǎn)的引力與鉛直方向的夾角??紤]到dm= 為剩余質(zhì)量與體積單元的乘積,于是整個(gè)地質(zhì)體在該點(diǎn)引起的重力異常應(yīng)當(dāng)是對(duì)它的全部體積的積分,即:
3、簡單形體重力異常的正反演問題(以球體為例)
對(duì)于一些等軸狀,球體可近似看成是均勻的地質(zhì)體,如穹窿,鹽丘,侵入體等具有實(shí)際意義,另一方面,是為了方便討論其他形體的正反演問題。設(shè)有一球體,剩余質(zhì)量為M,半徑為R,求埋藏深度為D,采用直角坐標(biāo),則由球體引起在xoy平面上的引力。
如上圖,計(jì)算得:
式中r為球心到p點(diǎn)的距離,當(dāng)觀測點(diǎn)是沿x軸上分布,則y=0,那重力異常沿x軸上的值可用下式表示:
(1)
從上述兩式,不難看出,穿過球體中心的任意剖面上的重力異常曲線的形狀都是一樣的,并且曲線對(duì)縱軸是對(duì)稱的,那么在平面圖上,曲線為一系列同心圓,在球體頂部及外部,等異常線較稀,而球體邊緣部分等異常曲線較密,根據(jù)已知產(chǎn)狀的地質(zhì)體,利用公式計(jì)算得到的異常曲線,我們稱之為理論曲線,根據(jù)這曲線,我們可以研究地質(zhì)體的埋藏深度,范圍大小。
同時(shí)按公式(1),令x=0,即觀測點(diǎn)在球體正上方0點(diǎn), 最大,用 表示,則
當(dāng)x遠(yuǎn)離o點(diǎn)時(shí),引力作用逐漸減小, 也隨之減小,當(dāng)x趨于無窮大時(shí), 趨于0,但在實(shí)際工作中,由于觀測系統(tǒng)精度的限制, 減小到一定程度時(shí),就測不出了,在此為了說明異常范圍的大小,我們規(guī)定:當(dāng) 減小到最大值的0.1倍以下時(shí),可以認(rèn)為異常沒有顯示,令g=0.1 ,有上述(1)式有:
解上式得: =2D
這就是說,當(dāng)觀測點(diǎn)遠(yuǎn)離原點(diǎn)時(shí),其水平距離為二倍于球體的埋藏深度,這時(shí)觀測到的重力異??梢院雎圆挥?jì),由此可見,地質(zhì)體引力大小和其埋藏深度之間關(guān)系是:當(dāng)D越大時(shí), 越小,異常范圍越大, 曲線變化越平緩,D越小 越大,異常范圍越窄,曲線變化越陡。還有地質(zhì)體的剩余質(zhì)量越大,重力異常值越大,異常范圍顯示亦越大。
討論了正演問題,下邊簡單分析一下反演情況。
為求得球體的埋藏深度,我們利用了重力異常曲線上的半極點(diǎn),設(shè)半極點(diǎn)的橫坐標(biāo)是x1,然后將重力異常的半幅值和x1代入上述公式得:
解上式得:D=1.305x1
由此可見只要找出異常半幅值的橫坐標(biāo)再乘以1.305即得球體的埋藏深度,再將上述結(jié)果帶入 = 可得剩余質(zhì)量M值。
如果知道球體對(duì)圍巖的剩余密度 ,我們還可以求出下式求出球體的半徑R值。
由于 , ,有了球心深度D和球體半徑R,我們還可以求得球體頂部的埋藏深度H:
H=D-R
在這里需要指出的是:球體和圍巖的密度差,實(shí)際上經(jīng)常是不知道的,這樣球體的半徑就不能確定,這時(shí)如果我們還要問:球體的半徑是多大,那么其解答是非單一的,因?yàn)橹灰3諱不變,不論球體的大小,其異常曲線完全相同,就是說,同一異常曲線,可以解釋為大球體或小球體所引起,這就是物探解釋人員所說的多解性,為此在作物探資料解釋時(shí),應(yīng)盡可能確定有關(guān)參數(shù),如密度等。
由上所述,對(duì)于簡單的規(guī)則形體,可導(dǎo)出其簡單的函數(shù)關(guān)系,計(jì)算其引力引起的異常,但實(shí)際上,地質(zhì)體的形狀是復(fù)雜的,想找出其函數(shù)關(guān)系是困難的,為了解決這類問題,人們采用了很多新的方法,如量板法等等,這些方法很復(fù)雜,我們現(xiàn)有的知識(shí)不能完全了解并接受,因此這里沒有辦法做詳細(xì)的介紹,希望以后能夠多接觸到這些知識(shí),并且能靈活的掌握和運(yùn)用。
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