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沃納(Werner)反褶積方法

根據磁測資料來解釋地質體的埋深、產狀,如切線法等壹類人工解釋法往往勞動強度大,而且帶有主觀性,這就促使人們研究利用計算機進行自動解釋地質體埋深、產狀的方法。Hartman、Tesky、Friedberg等人提出了沃納反褶積方法,該方法是對S.沃納1953年所提出的方法的推廣。S.沃納方法主要是用於分析瑞典的礦化巖墻,沃納反褶積方法除了利用記錄的磁場總場強度曲線外,還利用了壹條測量的或計算的垂直梯度剖面及壹條計算的水平梯度剖面。

沃納反褶積法的基本模型是下延無限的直立或傾斜薄板、接觸帶。用總場強度可以很好地解釋薄板異常,而用總場的水平梯度則可以解釋接觸帶或其他形式的磁性基底模型。沃納反褶積法是以簡單薄巖墻模型為基礎,把復雜的非線性問題線性化,其方法是對簡單模型的公式進行變形和簡化,建立線性方程組來求解含有7個或4個未知的中間變量,再由這些中間變量來獲得地質體的水平位置、上頂埋深、磁化強度的大小及方向等壹系列參數。

沃納反褶積方法的計算過程是設置壹個沿剖面逐點移動的窗口,窗口寬度可以改變,計算完窗口內磁性體的埋深、產狀後,再向前移動窗口再計算。壹個寬度的窗口計算完後再改變窗口寬度,又重新計算,通過逐次加寬沃納算子的寬度,和用不同的異常曲線(總場,水平梯度)計算,可以得到不同符號表示的結果,然後繪制出基底埋深及構造形態圖。可以想像,由於Werner窗口是沿著剖面逐點移動,每移動壹次就可以得出壹個Werner解;並且由於改變Werner窗口的大小,又可以得到不同窗口大小的Werner解;如何從大量計算出來的Werner解中挑選合適的結果呢?利用統計篩選的方法可以逐次把那些偏離真解太大的沃納解剔除掉,具體做法如下。

(1)分別求出沃納解的平均值,即水平位置、上頂埋深、板狀體傾角和磁化率:

地球物理勘探概論

(2)計算它們的標準差, ,σh,σα,σk。

(3)去掉偏離真解太大的解。如要求沃納解很集中,則以壹倍均方差作為選擇的標準:

地球物理勘探概論

地球物理勘探概論

把不滿足以上標準的沃納解剔除,否則以 、nσh、nσα、nσk作為標準重新選擇沃納解,n是均方差的倍數,取1,2,3…

(4)在縮小了範圍的沃納解中,重復(2)、(3)步驟,逐次地求均值和方差,逐次剔除那些偏離均方值較大的解,把最後的結果用可視化技術在屏幕上實時顯示並作圖輸出。

圖3-6-5是4個不同板寬、不同傾角、不同深度和不同磁化率的組合薄板模型沃納反褶積的計算結果。組合薄板模型上方的黑點表示沃納反褶積的計算深度。對於這樣的復雜水平疊加模型,沃納反褶積也能夠精確地反演出模型深度值。

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