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裂陷盆地基底混合Lp范数约束三维重力反演

裂陷盆地基底混合Lp范数约束三维重力反演

低空航磁在浅覆盖区预测成矿靶区的勘查效果评价

第二届中国石油物探学术年会

作者：冯旭亮西安石油大学地球科学与工程学院

本文针对裂陷盆地基底重力反演问题,提出了混合Lp范数约束的三维非线性重力反演方法,其由数据误差函数、已知深度约束函数和模型约束函数构成,其中模型约束函数利用盆地基底断裂作为先验信息(可由地质解释或位场边缘识别方法得到)以结... 详细信息

本文针对裂陷盆地基底重力反演问题,提出了混合Lp范数约束的三维非线性重力反演方法,其由数据误差函数、已知深度约束函数和模型约束函数构成,其中模型约束函数利用盆地基底断裂作为先验信息(可由地质解释或位场边缘识别方法得到)以结合不同阶次的Lp范数,对于基底非光滑区域,p在0～0.5之间取值,反之p则在1.5～2.0之间取值。裂陷盆地模型测试结果表明,混合Lp范数可以较准确的刻画裂陷盆地基底形态,特别是对于控凹断裂的反映效果优于L1范数和L2范数联合约束反演方法。渭河盆地西安凹陷的实际资料处理结果表明,混合Lp约束反演方法具有较好的实用性,可为裂陷盆地构造研究、油气勘探等提供关键地球物理支撑。

关键词：裂陷盆地重力异常非线性反演 Lp范数基底深度

来源： cnki会议评论

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工程地球物理学报 2024年第1期21卷 72-80页

作者：岳想平张健陈宗刚冯旭亮中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710065 甘肃省地矿局第一地质矿产勘查院甘肃天水741020 西安石油大学地球科学与工程学院陕西西安710065

我国黄土覆盖区面积广阔,黄土浅覆盖区岩(矿)石出露较少,地质及地球化学等地表勘查技术难以发挥作用,矿产资源勘查程度总体偏低,在黄土覆盖区如何快速、有效地圈定成矿有利区靶区,是目前存在的主要难题。本文主要介绍了在黄土浅覆盖区... 详细信息

我国黄土覆盖区面积广阔,黄土浅覆盖区岩(矿)石出露较少,地质及地球化学等地表勘查技术难以发挥作用,矿产资源勘查程度总体偏低,在黄土覆盖区如何快速、有效地圈定成矿有利区靶区,是目前存在的主要难题。本文主要介绍了在黄土浅覆盖区开展低空航磁测量,通过对取得的磁测ΔT做化极处理,结合实地调查划分了区内的主要断裂构造,进一步对化极后的ΔT做向上延拓处理,以及垂向二阶导数等处理,根据地表花岗岩体出露情况,结合地质及成矿理论,有效圈定了成矿靶区。通过地面查证、槽探揭露和钻探验证,在钻孔深度131.52 m、150.1 m、162.32 m处见得三层钨矿体,在146.24 m处见得一层铷矿体。并提交了小型矿产地一处,取得了较好的找矿效果,可为其他类似黄土覆盖区找矿提供参考。

关键词：低空航磁激发极化法黄土覆盖区成矿靶区

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空间域密度界面反演方法及其进展

地球科学进展 2019年第1期34卷 57-71页

作者：冯旭亮西安石油大学地球科学与工程学院陕西西安710065

利用重力数据反演密度界面一直是重力学研究的重要内容,其在区域构造研究和油气勘探等领域发挥着越来越重要的作用。按照计算域的不同,密度界面反演方法可分为频率域方法和空间域方法。简要介绍了空间域方法中研究和使用较多的直接迭代... 详细信息

利用重力数据反演密度界面一直是重力学研究的重要内容,其在区域构造研究和油气勘探等领域发挥着越来越重要的作用。按照计算域的不同,密度界面反演方法可分为频率域方法和空间域方法。简要介绍了空间域方法中研究和使用较多的直接迭代法、脊回归法和正则化方法的基本原理及改进措施,3种方法的应用效果对比表明,直接迭代法和脊回归法反演结果均为光滑形态的密度界面,而正则化方法可反演非光滑形态密度界面,并且方便施加先验约束信息。密度界面反演结果受位场分离精度的影响较大,应尽量利用已知信息作为约束进行位场分离或采用逐层分离技术。待反演界面上下的密度差对反演结果影响亦很大,需充分利用研究区密度资料构建符合构造特征的三维密度差变化模型以提高反演的精度。在反演方法原理方面,需要结合先验约束信息(可通过钻井、地震资料等获得)来提高反演的准确性。更重要的是,需明确反演密度界面与地质构造界面的对应关系,以正确评价反演结果。最后提出了密度界面反演方法将来的研究重点和发展方向:随着重力观测技术的快速发展以及研究目标的多样化,今后需研究适用于大区域或全球尺度的密度界面反演方法;随着地质目标勘探难度的增大,亦亟需研究符合构造特征的精细的单密度界面反演方法,并发展多层密度界面反演技术。

关键词：重力密度界面反演空间域

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裂陷盆地基底双界面模式二维重力反演

地球物理学报 2014年第6期57卷 1934-1945页

作者：冯旭亮王万银刘富强李建国鲁宝亮长安大学重磁方法技术研究所长安大学地质工程与测绘学院长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室西安710054 山西省地球物理化学勘查院运城044004

裂陷盆地基底的起伏表现为非光滑的几何形态,传统的重力反演结果并不能很好地反映这种特点.此外,大多数情况下,重力观测面并不位于盆地上界面,应为单独的起伏观测面,盆地应为上界面和基底组成的双界面模式.基于此,本文研究了起伏观测面... 详细信息

裂陷盆地基底的起伏表现为非光滑的几何形态,传统的重力反演结果并不能很好地反映这种特点.此外,大多数情况下,重力观测面并不位于盆地上界面,应为单独的起伏观测面,盆地应为上界面和基底组成的双界面模式.基于此,本文研究了起伏观测面上裂陷盆地基底双界面模式二维重力反演方法.研究中假设沉积盆地的沉积层与基底的密度差随深度按双曲线规律变化.将沉积盆地的沉积层剖分成相邻的垂直柱体,其水平尺寸是已知的,顶面与沉积层上界面重合,底面深度代表基底的深度,即为要反演的参数.反演中引入全变差函数作为盆地模型的约束,使得反演结果呈现非光滑形态,符合裂陷盆地基底特征.为减小反演多解性,引入已知深度点作为约束.建立由重力数据拟合、已知深度约束及全变差函数组成的目标函数,采用非线性共轭梯度算法使目标函数最小化.模型试算结果表明该方法可反演裂陷盆地基底起伏,并通过调整正则化参数的值可反演坳陷盆地基底起伏.将该反演方法用于珠江口盆地惠州凹陷和运城—临汾裂陷盆地实际资料处理,其结果较好地反映了裂陷盆地基底起伏特征,为研究盆地构造、油气勘探等提供重要参考.

关键词：裂陷盆地基底双界面模式二维重力反演起伏观测面全变差函数非线性共轭梯度算法

基于MSP430单片机的LXI数据采集器的设计及实现

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基于MSP430单片机的LXI数据采集器的设计及实现

作者：冯旭亮西安电子科技大学

学位级别：硕士

LXI是以太网技术在仪器领域的拓展，是一种新型仪器总线技术，它兼具GPIB、VXI、PXI等仪器总线技术的优点，并结合了应用最广泛的以太网技术，它的出现推动了自动测试系统向网络分布式系统方向发展。本课题的主要任务是以LXI数据采集器... 详细信息

LXI是以太网技术在仪器领域的拓展，是一种新型仪器总线技术，它兼具GPIB、VXI、PXI等仪器总线技术的优点，并结合了应用最广泛的以太网技术，它的出现推动了自动测试系统向网络分布式系统方向发展。本课题的主要任务是以LXI数据采集器为研究对象，设计并实现符合LXI规范的C类仪器。本文首先介绍了测试总线的发展历史和LXI总线技术的出现，分析了数据采集系统的国内外研究现状，确定了本课题LXI数据采集器所要实现的功能和技术指标。其次，对LXI规范的关键技术和数据采集器的技术指标进行了详细的分析。在此基础上，提出了基于MSP430单片机的软硬件设计方案。再次，根据总体方案，设计了LXI数据采集器的硬件平台并调试。在软件设计中，移植了TCP/IP协议栈，在嵌入式系统中实现了Web服务器，编写了LXI仪器的内置网页，然后编写了SCPI命令翻译器，设计了LXI模块间通信。最后，完成了CS8900A驱动程序设计以及数据采集功能程序设计。

关键词： LXI MSP430 SCPI Web服务器数据采集

裂陷盆地基底全变差正则化二维重力反演方法研究

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裂陷盆地基底全变差正则化二维重力反演方法研究

作者：冯旭亮长安大学

学位级别：硕士

沉积盆地的研究中，基底结构是十分重要的。裂陷盆地是一种很重要的沉积盆地。对于大多数裂陷盆地来说，其两侧或一侧受断裂控制，盆地沿走向延伸很长，故可近似为二度体。对于地震、钻井、测井等资料较少的区域，二维重力反演方法可提... 详细信息

沉积盆地的研究中，基底结构是十分重要的。裂陷盆地是一种很重要的沉积盆地。对于大多数裂陷盆地来说，其两侧或一侧受断裂控制，盆地沿走向延伸很长，故可近似为二度体。对于地震、钻井、测井等资料较少的区域，二维重力反演方法可提供裂陷盆地基底起伏的重要资料。裂陷盆地基底的起伏表现为非光滑的几何形态，传统的重力反演结果并不能很好的反映这种特点。此外，大多数情况下，重力观测面并不位于盆地上界面，应为单独的起伏观测面，盆地应为上界面和基底组成的双界面模式。基于此，本文研究了裂陷盆地基底双界面模式全变差正则化二维重力反演方法，详细的阐述了正演和反演的原理，并推导了计算公式。研究中采用变密度规律并直接利用起伏观测面重力数据计算，更符合实际情况。反演中引入全变差函数作为盆地模型的约束，使反演结果呈现非光滑形态，符合裂陷盆地基底特征。为减小反演多解性，引入已知深度点作为约束。建立由重力数据拟合、已知深度约束及全变差函数组成的目标函数，采用非线性共轭梯度算法使目标函数最小化。模型试算的结果表明全变差正则化方法能够实现起伏观测面双界面模式裂陷盆地基底二维反演。通过模型试算认为：首先，对于裂陷盆地基底的反演，不能采用自适应方法，需要给定正则化参数进行反演;其次，全变差正则化反演方法的分辨力与模型的形态有关，对于深度较大且宽度与深度的比值小于4的裂陷盆地，反演误差较大，其他裂陷盆地反演效果较理想;再次，全变化正则化方法较稳定，几乎不受观测误差的影响，但在反演时需要尽可能地消除非基底引起的重力异常，否则反演结果并不一定是真实的盆地基底;最后，组合模型的试算结果表明，全变差正则化方法可适用于复杂的裂陷盆地基底反演，并且优于迭代法。将全变差正则化反演方法用于运城—临汾裂陷盆地实际资料处理，其结果较好的反映了裂陷基底起伏形态，为研究盆地构造、矿产资源勘探和评价等提供了重要资料。

关键词：裂陷盆地基底全变差正则化二维重力反演双界面模式起伏观测面非线性共轭梯度算法

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南薇西盆地重磁场特征及油气资源远景

地质力学学报 2019年第1期25卷 105-114页

作者：冯旭亮刘斌西安石油大学地球科学与工程学院陕西西安710065 自然资源部海底矿产资源重点实验室广东广州510075 西安长庆科技工程有限责任公司陕西西安710021

结合南薇西盆地及邻区的重、磁力异常特征分析与综合反演,文章对该区油气有利远景区进行了预测。南薇西盆地北部坳陷和北部隆起以高重高磁特征为主,火山活动强烈。中部坳陷、南部隆起及南部坳陷的北部表现为整体低重、低磁背景上的局部... 详细信息

结合南薇西盆地及邻区的重、磁力异常特征分析与综合反演,文章对该区油气有利远景区进行了预测。南薇西盆地北部坳陷和北部隆起以高重高磁特征为主,火山活动强烈。中部坳陷、南部隆起及南部坳陷的北部表现为整体低重、低磁背景上的局部团块状高重、高磁异常,为火山岩与碳酸盐台地的综合反映。南薇西盆地新生界厚度呈北东向条带状薄厚相间的特征,南部坳陷新生界厚度最大,中部坳陷次之。盆地北部处于莫霍面隆起区,而南部莫霍面相对较深,为减薄型陆壳的特征。北部坳陷和北部隆起居里面整体较浅,可能与南海扩张引起岩石圈的强烈伸展减薄、地幔物质上侵有关。中部坳陷和南部隆起的居里面明显浅于南部坳陷,表明中部坳陷和南部隆起的热活动强于南部坳陷。重磁场特征及其反演结果与石油地质特征表明,南薇西盆地的中部坳陷、南部隆起及其西南盆地外围的区域应为盆地最好的油气远景区,其次为南部坳陷,北部坳陷和北部隆起油气潜力不大。在油气远景区内,局部团块状、等轴状的重力高异常区部分可能为碳酸盐台地,生物礁较为发育,应为未来的勘探目标。

关键词：南薇西盆地重力异常磁力异常油气远景区构造特征

基于L_p范数正则化的V字型密度界面重力反演

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地球物理学报 2019年第3期62卷 1022-1036页

作者：冯旭亮王万银宋立军袁炳强西安石油大学地球科学与工程学院西安710065 长安大学重磁方法技术研究所长安大学地质工程与测绘学院西安710054

V字型密度界面是一类常见的密度界面,如海沟、半地堑以及俯冲带之下的莫霍面,利用重力数据刻画此类密度界面形态对于区域构造研究、油气勘探以及物理海洋学等都具有重要意义.本文首先建立了Lp-范数形式的模型约束函数,并利用正则化原理... 详细信息

V字型密度界面是一类常见的密度界面,如海沟、半地堑以及俯冲带之下的莫霍面,利用重力数据刻画此类密度界面形态对于区域构造研究、油气勘探以及物理海洋学等都具有重要意义.本文首先建立了Lp-范数形式的模型约束函数,并利用正则化原理将其与重力数据误差函数和已知深度约束函数结合形成V字型密度界面反演的目标函数,推导了目标函数的梯度表达式,并以非线性共轭梯度法为核心给出了反演流程.二维简单模型试算结果表明p=5时该方法能准确地刻画V字型密度界面起伏特征,且亦能准确地应用于二维复杂密度界面和三维界面的反演.最后将反演方法应用于挑战者深渊及邻区的实际资料处理之中,利用研究区海底地形数据和沉积层厚度数据对自由空间重力异常逐层剥离而得到莫霍面引起的重力异常,用本文方法对此重力异常进行反演,结果呈现了板块俯冲作用引起的V字型莫霍面起伏特征.

关键词： V字型密度界面重力异常 Lp-范数非线性反演正则化

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基于界面反演增强的位场边缘识别方法

物探与化探 2022年第1期46卷 130-140页

作者：冯旭亮魏泽坤西安石油大学陕西省油气成藏地质学重点实验室陕西西安710065 西安石油大学地球科学与工程学院陕西西安710065

准确识别含油气构造及控矿断裂与岩体等地质边界是能源和资源勘查的重要任务之一,重、磁位场边缘识别方法在研究地质边界方面有独特的优势,已成为能源和资源勘查中不可或缺的重要手段。为增强位场边缘识别方法对深部小规模构造的识别能... 详细信息

准确识别含油气构造及控矿断裂与岩体等地质边界是能源和资源勘查的重要任务之一,重、磁位场边缘识别方法在研究地质边界方面有独特的优势,已成为能源和资源勘查中不可或缺的重要手段。为增强位场边缘识别方法对深部小规模构造的识别能力,本文将界面反演与归一化总水平导数垂向导数(NVDR_THDR)位场边缘识别技术结合起来,首先利用密度界面反演技术处理重力异常,使结果能突出小规模地质构造特征,之后将NVDR_THDR作为边界提取和增强的技术处理反演的界面深度。裂陷盆地模型试验及孤立形体组合模型试验结果表明,本文方法具有明显的边缘增强效果,并且能在一定程度上平衡深部和浅部异常。最后将该方法用于鄂尔多斯盆地北部重力资料处理之中,结果也表明了本文方法可以更好地识别盆地基底小规模断裂,实际应用效果较好。

关键词：边缘识别密度界面反演重力异常边界增强