基于谱矩分析的边界识别方法研究

论文摘要

位场边界识别对地质构造和异常体的解释具有重要的意义,它可以帮助我们指出地下断层,岩体的边缘和其它构造单元的边界位置。因为矿产资源和地质构造的密度往往与围岩显著不同,所以重力勘探在探查矿产资源和地质构造边界时具有广泛的应用。历经几十年的发展,重力勘探已成为一种非常重要的地球物理勘探方法。然而,由于自然界的地质环境十分复杂,在野外数据的采集过程中也会受到各种各样因素的干扰和影响。因此,如何能够更为准确地判定不同地质异常体,地质构造的边界,位置和规模是我们在地球物理工作中一直需要优化改进的问题。本文将工程学中较为成熟的表面形貌识别方法引入位场边界识别中,利用位场表面不同阶次的谱矩及其统计不变量来表征重力异常中的不同异常参量。在本文中,通过模型试验来模拟不同地质异常在位场表面上的表达,对常见边界识别方法的识别结果（总水平导数法,解析信号法,倾斜角法,正则倾斜角法等）和位场表面谱矩分析法的识别结果进行对比分析。得出位场表面谱矩分析方法对地质异常体边界中小异常更为敏感,对深浅异常更为平衡,识别边界效果更为精细的特点。应用控制变量法讨论了滑动窗口的大小对异常边界刻画细致程度及对噪声压制效果的区别,为实际数据处理和分析提供了理论基础。本文对丰镇-官屯堡地区1:5万的重力测量数据进行了位场分离与边界识别,提取了测区不同深度的剩余重力异常。通过数据处理对该测区重力异常特征与线性异常构造边界特征有了初步的认识。结合丰镇地区地质综合资料与多种常见边界识别方法对该地重力异常边界的处理识别结果,对该测区断裂及构造边界进行了初步的推断和勾画,共勾画出31条断裂与2处岩体边界,并结合当地地质信息,对31条断裂中的10条进行了详细的地质解释。

论文目录

摘要

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第1章绪论

1.1 论文选题背景、目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 重力异常边界识别方法研究历史及现状

1.2.2 表面形貌识别方法研究历史及现状

1.3 主要研究内容及成果

1.3.1 主要研究内容

1.3.2 主要研究成果

第2章表面谱矩分析方法

2.1 基本概念

2.1.1 轮廓与表面

2.1.2 用轮廓来表示表面

2.1.3 表面和轮廓的功率谱

2.2 轮廓谱矩与表面谱矩

2.2.1 轮廓谱矩

2.2.2 表面谱矩

2.2.3 表面谱矩与轮廓谱矩间的关系

2.2.4 表面谱矩与统计不变量

2.3 基于表面谱矩的位场线性异常边界分析方法

2.3.1 位场中轮廓及表面谱矩的数学表达

2.3.2 表面谱矩在空间域中的离散表达

2.3.3 位场上线性异常边界的数学描述

2.4 本章总结

第3章模型试验与特征分析

3.1 常用边界识别方法

3.2 边界识别方法结果对比

3.2.1 模型一:单一长方体模型

3.2.2 模型二:复合分离模型

3.2.3 模型三:复合叠加模型

3.2.4 模型四:深浅异常叠加模型

3.2.5 模型五:二维倾斜台阶模型

3.3 噪音对各边界识别方法的影响

3.4 窗口大小对表面谱矩分析结果的影响

3.5 本章小结

第4章丰镇地区重力异常数据处理及解释

4.1 区域地质概况

4.2 重力异常数据处理

4.3 局部重力异常边界识别

4.4 研究区断裂构造划分及解释

4.5 本章小结

第5章结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

致谢

参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 吴玮丹

导师: 姚长利,薛典军

关键词: 边界识别,谱矩分析,重力异常场,丰镇地区

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P631.1

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000762

总页数: 70

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