东天山重力场下延的方法及应用研究

摘要

重磁位场的空间分布特征，具有较强的直观性，是研究场源体的重要依据。目前，位场的向上延拓已有一套较为完整的方法，效果显著。向下延拓由于存在着高频振荡效应，是位场转换处理中最为困难的运算之一。但是，越靠近场源体。场的特征越能细致地反映场源体的特征，所以下延有着其他位场处理方法所不能取代的重要作用。因此，寻找一个比较合理的方法，消除或削弱位场下延过程中的高频振荡效应，实现位场精确、稳定下延是极为必要的。 本文研究以频率域下延方法为核心，在前人研究的基础上提出一套稳定下延的方案。该方案以网格化、奇异值分解、数据扩充和匹配滤波为预处理部分；以补偿圆滑滤波下延法为核心部分，充分利用多种方法的优点和互补性实现了重力场下延的稳定计算。论文以优秀数字信号处理软件Matlab7.0作为主要开发平台，编制程序(函数)20余个，对多种下延方法进行了实现。通过设计和正演模拟实测重力场的理论模型，对各种方法作了定性或定量的比较分析与评价。结果表明，稳定下延方案较单项的其他下延方法具有更高的精度和稳定性。 东天山地区是当今矿产勘查的重点区域，仍然具有巨大的找矿潜力。实现东天山重力场的稳定下延对该区的地质研究和矿产勘查工作有着实际意义。将稳定下延方案实施于东天山重力场，实现了不同深度下延、深部重力异常信息的提取和重力场的垂向分离。各种处理结果能够为东天山的地质研究和矿产勘查提供更多的重力场信息，尤其能够得到各种深度的重力异常的细部信息，这充分证明了稳定下延的重要性和必要性。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1问题提出及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3主要内容与研究思路

2位场转换处理的基本理论与方法

2.1数字滤波的基本原理

2.1.1傅立叶变换

2.1.2数字滤波器原理

2.2重力异常的频谱理论

2.2.1重力与重力异常

2.2.2重力异常的频谱及其特征

2.2.3重力异常的等效层原理与模型

2.3位场转换和处理的常用方法

2.3.1位场处理的奇异值分解法

2.3.2频率域位场处理的基本步骤

2.3.3补偿圆滑滤波方法

2.3.4匹配滤波方法

3东天山重力场的稳定下延方案及其实现

3.1解析延拓算子的推导

3.2频率域位场下延的基本方法

3.2.1串联匹配滤波下延方法

3.2.2补偿圆滑滤波下延方法

3.2.3正则化下延方法

3.2.4抽样分组下延方法

3.3下延中的振荡机制分析

3.4稳定下延方案的提出

3.5实现问题与算法的设计

3.5.1坐标系选择

3.5.2采用软件与文件格式的转换

3.5.3算法设计与程序实现

4理论模型试算与分析

4.1模型的设计与正演

4.2理论模型试算与分析

4.2.1预处理的效果检验与分析

4.2.2不同深度下延的效果与分析

4.2.3重力场垂向分离的效果与分析

5东天山重力场的下延及其应用

5.1研究区概况

5.1.1地理位置

5.1.2区域地质背景

5.2数据资料分析

5.3东天山重力场下延的结果与分析

5.3.1东天山重力场的不同深度下延

5.3.2东天山深部重力异常信息的提取

5.3.3东天山重力场的垂向分离

6结论与建议

6.1结论

6.2不足及建议

参考文献

附录

在读期间发表论文清单

致谢