曲率属性在重力勘探中的研究及应用

作     者：赵晨光 

作者单位：中国地质大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：姚长利;王君恒

授予年度：2020年

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：重力勘探 重力异常 曲率属性 边界识别 

摘      要：近些年来,曲率属性方法被广泛应用于地球物理勘探领域,特别是在地震数据的解释当中应用最多,这种方法主要通过地震反射体的弯曲程度来确定地层构造的断裂和起伏情况,从而达到地震解释的目的。在数学领域,曲率描述了曲线或曲面相比直线或平面的偏离程度。在重力勘探领域,地下结构横向不均匀所引起的密度差异能够产生重力异常,从而形成弯曲程度不同的异常曲线或曲面,所以,从理论角度出发,曲率属性方法可以用于重力异常数据的解释。曲率具有不同的属性特征,常用的曲率属性有11种:分别是高斯曲率、平均曲率、极大曲率、极小曲率、最大正曲率、最小负曲率、形态指数、倾向曲率、走向曲率、等值线曲率和弯曲度。每一种曲率属性都有其特殊的物理意义、计算方法。计算重力异常曲率属性的途径主要有两种,第一种是直接使用重力异常数据进行计算;第二种是通过重力梯度张量数据进行计算。本文首先通过建立简单和复杂的模型,将这11种常用的曲率属性进行对比分析,归纳出在不同影响因素下各种曲率属性的使用条件和使用效果。从而找到合适的计算方法来确定地下异常体场源的位置,以及异常体的边界等信息。其次,本文研究了在二维和三维空间中,使用重力异常数据进行曲率计算在理论层面的可行性,目的是进一步阐明曲率属性在重力方面的应用范围以及应用效果,剖析出重力异常数据体所包含的各种信息。另外,本文从曲率的数学定义出发,结合趋势面分析方法,对常用曲率在地球物理勘探领域中的局限性以及使用效果进行分析比较,找出更加适合的计算曲率属性的方法,同时探究利用重力异常数据或重力梯度张量计算重力曲率属性时的适用条件,以及对结果的影响因素。