[發明專利]一種基于重力不同階梯度特征值交點的場源位置識別方法

在審

• 申請號: 202110025350.3
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112596113A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 馬國慶;明彥伯;王泰涵;李麗麗;張蕊;李達斌
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V7/00
• 分類號: G01V7/00;G06F17/15
• 代理公司: 西安合創非凡知識產權代理事務所(普通合伙) 61248
• 代理人: 張燕

本發明公開了一種基于重力不同階梯度特征值交點的場源位置識別方法，包括：通過求取不同階梯度比值的特征值連線交點獲得場源的真實界線結果；采用三維不同階垂直梯度交點成像方法，通過對數據進行向下延拓處理，并尋找向下延拓數據的不同階梯度的交點位置，即為構造的位置。本發明的方法，利用重力不同階垂直梯度特征值在地質體位置位置處相交的特點進行場源位置的識別，有效解決單獨二階導數特征值受埋深影響得不到準確位置的缺陷，具有更高的精度。

技術領域

本發明涉及地球科學技術，具體涉及一種基于重力不同階梯度特征值交點的場源位置識別方法。

背景技術

目前，我國礦產資源接替基地面臨的主要找礦難題是：老礦山深部和各類隱伏區的探礦難度大，急需先進、高效的理論和技術方法指導深部找礦。我國大部分金屬礦山位于地形條件相對較好的地區，探查和開采深度均停留在500米以上范圍。

隨著衛星、航空等勘探手段的綜合應用，以及數據精度和勘探精度要求的不斷提高，重力勘探在深部探測方面的作用顯著增強。但傳統的反演方法運算量大、計算速度慢，難以滿足當前大數據量下高精度深部反演的需求。空間成像類方法相比傳統的反演方法，具有更快的計算效率的同時，也具有較高的精度。

現今大多是利用二階垂直導數的特征值來圈定地質體的位置，但是由于特征值位置與地質體埋深相關，為此場源位置的識別精度較低。本發明創造性的利用重力數據的不同階垂直梯度的特征值位置與地質體埋深的關系，提出不同階垂直梯度的構造位置追蹤方法，建立了構造位置追蹤的技術體系，直接、準確地給出地質體位置。在場源位置識別方面，本方法具有更高的精度，同時具有較高的計算效率，并在實際地區地質構造位置識別中得到了良好的應用。

現有技術缺點：

現今大多是利用二階垂直導數的特征值來圈定地質體的位置，但是由于特征值位置與地質體埋深相關，為此場源位置的識別精度較低。

重力勘探以勘探目標與圍巖間密度差異為物性基礎，通過測量重力異常來研究地下空間地質構造特征。因其具有經濟、勘探深度大及快速獲得面積上信息等優點，在地球深部構造探測、區域地質構造單元劃分、沉積盆地圈定、固體礦產及油氣資源勘查等領域獲得廣泛應用。近年來，隨著硬件設備的升級和計算機技術的快速發展，重力勘探裝備精度與效率都有了很大提高，同時數據處理與解釋方法也由傳統的定性解釋逐步向定量解釋發展。

在重力數據解釋中，場源位置的識別與成像是重力數據處理與解釋中一個必不可少的任務。發明一種重力不同階垂直梯度特征值交點可直接給出場源位置的方法，其能夠快速、準確地對場源水平及深度位置進行識別很有必要。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種基于重力不同階梯度特征值交點的場源位置識別方法，利用重力不同階垂直梯度特征值在地質體位置位置處相交的特點進行場源位置的識別，有效解決單獨二階導數特征值受埋深影響得不到準確位置的缺陷，具有更高的精度。

本發明采用的技術方案是：一種基于重力不同階梯度特征值交點的場源位置識別方法，包括：

通過求取不同階梯度比值的特征值連線交點獲得場源的真實界線結果；

采用三維不同階垂直梯度交點成像方法，通過對數據進行向下延拓處理，并尋找向下延拓數據的不同階梯度的交點位置，即為構造的位置。

進一步地，所述通過求取不同階梯度比值的特征值連線交點獲得場源的真實界線結果包括求取地下異常體的三維重力異常場的一階垂向梯度和二階垂向梯度：

三維重力異常表示為公式（1）

(1)

式中V為重力位，k為密度和萬有引力常數有關的常量，N為地質體的構造指數，（x0,，z0）為場源中心坐標，（x，z）為觀測點坐標；

通過公式(1)可以推導出三維重力異常的一階垂向梯度為公式(2)

(2)