论文部分内容阅读
随着国家大规模的现代化建设和经济快速发展,尤其是最近几年铁路、高速公路的修建和房地产的开发,矿产资源(尤其是铁矿石等)消耗十分迅速。而据统计,我国多数矿山浅层的矿产资源已经开采殆尽,国家不得不加大从国外进口矿产资源的力度。但长期依赖进口毕竟不是长久之计,因此找矿目标已由浅部转向矿山的外围和深部,深部找矿已经成为了我国地质和地球物理勘察的热点。
井中三分量磁测方法依靠钻井深入地下,能够灵敏地发现纵向矿体的存在,是为矿山深部找矿的一种有效手段。井中三分量磁测能够有效地避开地面及浅部磁性体的干扰,在钻孔中实现全方位测量,有很高的纵向分辨率和精度。另外,井中三分量磁测可以提供井及周围一定空间范围内磁性地质体空间分布和空间磁场变化等资料,是普查勘探磁铁矿床和含磁性矿物多金属矿床的一种行之有效的井中地球物理勘探方法。
在地球物理学的各个分支中,都包括正演、反演两个问题,前者是后者的基础,只有做好了正演,才能做好反演,为实际问题的解决提供参考。井中三分量磁测解释推断的主要对象是井中磁异常,而井中磁异常的特征取决于地质体的磁化强度、大小、形状、位置和产状,这两者之间有着密切的对应关系。因此,为了掌握磁异常的反映规律,更好地进行地质解释,首先有必要用数学的方法分析磁异常特征与地质体几何形状、物性参数之间的对应关系。这种分析,就是井中三分量磁测中的正、反演问题。给出磁性体的磁性、大小、形状、位置和产状等参数求取所引起的磁异常,这就是井中三分量磁测正演;反之,通过测量所得的磁异常数据来求取磁性体的磁性、大小、形状、位置和产状等参数,则为反演问题。
针对井中三分量磁测,本文做了如下研究工作:
(1)系统的调研了井中三分量磁测在国内外的研究现状;
(2)系统的研究并介绍了井中三分量磁测的理论知识以及其探测范围和主要用途,并详细介绍了井中三分量磁测数据的处理方法;
(3)为了掌握磁异常的反映规律,更好地进行地质解释,本文对几个规则地质体(包括球体,水平圆柱体以及各种的厚板状体和薄板状体)做了正演研究,得出了其磁异常水平分量、磁异常垂直分量以及磁异常总分量等的分布规律,同时,根据所获得的磁异常各分量分布规律,根据前人研究成果,选取了两种启发式的蒙特卡洛反演算法(模拟退火反演算法和遗传算法)进行反演计算研究。其中,反演数据是由正演研究所得数据加入百分之五随机噪声数据得来。由反演结果可以看出,模拟退火反演算法和遗传算法反演的地质体的磁化强度、大小、形状、位置和产状能够很好的与正演模型参数吻合,说明这两种启发式的蒙特卡洛反演方法都能很好的用来做井中三分量磁测数据的反演来获取地质体的磁化强度、大小、形状、位置和产状;
(4)基于前文的研究成果,以及VB.net语言简单易学和其非常强大的GDI+绘图功能和Fortran语言强大的科学计算功能,为了取得较快的运算速度,本文选取VB.net语言和Fortran语言在Microsoft Visual Studio2010环境下混合编程,编制了井中三分量磁测数据处理软件。现目前本软件能够读取重庆地质仪器厂井中三分量磁测数据格式(fld格式文件)进行处理。本软件具有如下功能:①读入数据,设置正常场水平分量H0、正常场垂直分量Z0和剖面磁方位角A,并求得磁异常的垂直分量△Z、磁异常的水平分量△H、磁异常总矢量△T、水平分量模差△H’和磁异常总矢量模差△T’等磁异常参数;②按照一定的格式保存计算的各磁异常参数;③通过加载绘图模版绘制磁异常的曲线图和矢量图;④根据实际需要输出bmp位图或者emf矢量图件;⑤根据所绘图件曲线图和矢量图,大致判定磁性地质体的磁性、大小、形状、位置和产状等参数,并选择合适的模型和合适的反演方法进行反演计算获得磁性地质体的磁性、大小、形状、位置和产状等参数。