[发明专利]一种基于变密度变深度约束的重力密度界面反演方法

说明书

本发明公开了一种基于变密度变深度约束的重力密度界面反演方法，包括：对获取的研究区内重力异常数据通过二维傅里叶变换转换，在频率域中进行正反演计算，得出修正后的重力异常场反演计算递推公式；基于全球地壳模型和实测地震资料信息获取研究区内密度界面的密度、深度信息情况；以得到的已知密度、深度信息数据作为约束条件，利用得出的修正后重力异常场反演计算递推公式，在频率域中进行密度界面反演计算。本发明通过同时考虑密度和深度变化的频率域重力密度界面反演方法，计算速度快，还能方便快捷的对大量数据进行处理。且本发明以已知的先验信息为约束条件，进行密度界面反演，能极大的提高重力方法反演的准确性，与实际情况相贴近。

技术领域

本发明涉及地球物理重力勘探技术领域，特别是涉及一种基于变密度变深度约束的重力密度界面反演方法。

背景技术

随着地球物理数据处理及解释水平的不断提高，重力勘探方法已经成为地球物理技术方法中不可缺少的一环。重力勘探方法是根据地下物质之间的密度差异来研究地球重力场变化特征及其与矿产、构造等地质问题的一种方法。造成地球重力场变化(重力异常)的因素包括从地表附近至地球深处的物质密度的不均匀分布，重力异常是地下各物性界面起伏和岩性不均匀变化的综合体现，通过重力异常的反演，可以获取地下密度界面的起伏。

当地质界面的上、下层的物质的密度存在差异时，就构成了密度分界。密度分界根据上、下层密度差异的地球物理含义的不同，可分别与地层界面、地壳界面(Moho面)、岩石圈界面等地质地球物理界面相对应。因此研究密度界面的分布形态对于Moho面起伏、岩石圈厚度、区域构造等研究具有十分重要的意义。

在地球物理方法进行密度界面的方法研究过程中，地震和重力方法是目前最为常用的方法和手段。地震方法对于密度界面的精细研究可取得较好的应用效果，但地震方法成本高，且多为剖面形式布设，无法快速获得大面积范围内的密度界面起伏特征。另外，在存在屏蔽层的区域，地震方法无法获得部分层位的信号。较地震方法而言，重力勘探具有经济、勘探深度大以及可快速获得面积性信息等优点，特别是随着卫星重力精度的提高，在研究地质体的横向不均匀性等方面，具有独特的优势。因此，对重力异常数据进行密度界面反演是了解地球内部结构的一种重要方法。

目前，主流的重力密度界面反演方法可分为空间域和频率域两类。在空间域方法中，典型的方法有经验公式法、直接迭代法、压缩质面法和非线性反演方法。频率域方法则以Parker、Oldenburg所提出Parker-Olden burg频率域密度界面迭代反演方法为代表。密度界面反演中，密度和深度是非常重要的参数，其取值将直接影响反演界面结果的准确性和可靠性。

而现有的重力密度界面反演方法存在如下缺陷及不足之处：

现有频率域中的重力密度界面反演方法仅采用密度和深度分别为一个不变的常数进行反演，由于地质界面的深度和密度在不同区域均不一样，前人针对于地质界面的密度横向或纵向深度变化情况仅采用一常数进行密度界面反演，不足以满足对实际情况的计算和拟合，特别是计算范围面积超过4°×4°时，这种常数计算所得界面与真实情况相差更远，如果用由此得出的界面开展地质解释将会导致错误的认识。

因此，本申请就是在上述现有技术的基础上，创设一种基于变密度变深度约束的重力密度界面反演方法，使其能同时考虑密度和深度变化的重力密度界面反演，为重力勘探方法更为可靠的获取地球内部圈层结构奠定坚实基础。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于变密度变深度约束的重力密度界面反演方法，使其能同时考虑密度和深度变化的重力密度界面反演，为重力勘探方法更为可靠的获取地球内部圈层结构奠定坚实基础，从而克服现有的重力密度界面反演方法的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于变密度变深度约束的重力密度界面反演方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：