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基于离散余弦变换的位场谱方法及应用

张凤琴  
【摘要】: 位场数据处理是重磁勘探的重要组成部分,是伴随着计算机科学、计算机数学及重力学、磁力学和重磁测量手段的提高而不断发展的,随着地质目标和解决问题精度的不断提高,提高位场数据处理精度和分辨率的新方法、新技术的开发成为物探工作者致力研究的一项重要课题。 针对提高位场转换的计算精度,提出位场离散余弦变换(DCT)谱分析方法。利用余弦变换给出了重力位、磁位及磁场分量的余弦变换谱关系,推导出位场异常n阶导数以及异常解析延拓的余弦变换谱通式,建立了位场余弦变换谱分析及异常转换理论。以位场余弦变换谱分析和异常转换理论为基础,研究了基于DCT的重力归一化总梯度、归一化相位理论以及数值实现方法,并将研究方法应用于大庆探区外围盆地某剖面的重力异常数据处理中,证实了方法对识别断裂构造的有效性和可行性。以傅立叶(Fourier)变换理论和位场余弦变换谱分析理论为基础,从理论上详细分析了位场异常余弦变换谱分频原理,推导出基于DCT的匹配滤波公式,在数值上实现了异常分离的计算;在模型试验中将该技术与传统的匹配滤波法进行对比分析,证实了此法分离的异常具有较高的精度。以基于DCT的位场谱π/2相位偏移理论以及直立岩脉理论为基础,同时在小子域滤波技术的基础上,在理论及数值上实现“三方向小子域滤波”技术的分析过程,该法为断裂构造水平位置的识别提供了更丰富的信息。 上述理论应用在黑龙江虎林盆地布格重力异常数据处理中,采用基于DCT的位场异常向上延拓以及基于DCT的位场谱分频方法对异常进行了分离,研究了盆地区域场及剩余场的特征,并利用获得的剩余异常反演盆地的基底深度;采用三方向小子域滤波技术对盆地断裂构造进行了圈定;在综合分析盆地重力场特征、基底特征及断裂构造特征的基础上,对盆地构造单元进行了划分,取得了较好的效果。


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