计算地球物理作业

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1、计算地球物理单位：海洋二所姓名：潘少军学号：JX10028盆地多源地球物理信息复合与自仿射分形计算单位:海洋二所姓名：潘少军学号：JX10028摘要：用对数径向功率谱方法计算了盆地区域重磁异常的分维值，将不同地球物理异常场的分维值作为研究盆地深层构造的参数，同时，将分维值作复合处理，得到复合后的盆地多源地球物理异常场的分维异常图。最后，分析复合分维异常图在研究盆地深层构造中的作用和效果，探讨了这种自仿射分维值大于3的问题。关键词：盆地；地球物理场；信息复合；分型用1种地球物理信息可以进行盆地构造的研究，

2、但往往不够全面。因为任何一种地球物理信息的获取都是有一定的地球物理前提，都是某种物性的反映。所以，不同的地球物理信息正是不同的物性的反映。人们为了更加全面、客观地反映地质实际，就想到要用多种地球物理方法来作综合研究。这样，一方面可以互相佐证，尽量减小地球物理反演中的多解性；另一方面也是为了获得研究对象的全面印象。除了各种地球物理信息作综合解释之外，人们想通过对各种地球物理信息复合来获得一种复合信息。这种信息自然比单个信息源所提供的信息更丰富，反映地质客观实际更全面。以往的信息复合，多采用简单的复合，如将

3、重力异常(也许作了一些常规变换处理)和航磁异常作简单的叠加(相加)，这样获得的信息比单源信息当然要丰富一点。但是，这样作存在一个致命的弱点，就是重力异常与航磁异常毕竟是2种性质完全不同的物理场，它们是对不同物性的反映。简单地将2种异常场作叠加，得到的信息从物理意义上讲，它没有明确的物理意义。因此，这样作是牵强附会，是不合适的。但是，对同一区域所作的地球物理测量，所得到的不同地球物理信息却又是具有一定事实上的内在联系(相关性)的，因为，它们都是对同一地质实体的不同方面(物性)的反映。特别是用这些地球物理信

4、息作构造研究时，就更是如此,同时，盆地深层构造相对于造山带的深层构造等相对要简单一点。1基本思路与方法原理在地球物理信息复合研究中碰到的各种地球物理场都是一种统计自仿射分形(StatisticalSelf—affineFracta1)。所谓统计自仿射分形，在二维空间中的定义是：f(rx,rhy)与f(x,y)是统计自相似的，其中H是Hausdorff测度，r是一个标度因子。由此可见，统计自仿射分形不是各向同性的。这一点对地球物理工作者来说是显明的。1.1基本思路将各种反映盆地区域的、深层构造的二维空间地

5、球物理信息(地球物理异常场，二维物性界面等)通过不同的研究窗口(窗口尺寸视分辨率要求、研究的目的而定)变换到波数域(即相空间)中来，然后求得各种信息在波数域中的特征参数(如对数径向功率谱的斜率、截距，亦即幂指数型功率谱的幂指数与系数等)，将那些能反映盆地构造的特征参数(如分维值、不平度等)进行复合(如作加权平均等)；然后把复合的结果再放回到实际的二维空间中去(如将求得的复合特征参数放在所用的窗口中心点上)，用计算机绘出这些窗口(可以是小距离的滑动窗口)中心点的特征参数的区域变化图形或图像(如分维值异常图

6、)。通过这种特征参数图的分析，可以达到研究盆地区域、深层构造之目的。1.2方法原理各种区域地球物理信息都可以看成是二维空间(x，y)中的一个函数f(x,y)(f(x,y)可以是重力异常场△g(x,y)，可以是磁异常场△z(x,y)或航磁△T(x,y)，也可以是各种物性界面埋深h(x,y)等)。将f(x,y)在x,y方向上离散成N×N的网格(对某一窗口而言)，则f(x,y)就成了f(n,m)(n,m=0,1,⋯,N一1)，即测点上的场值或反演点上的界面埋深等，其二维离散Fourier变换由下式给出：式中：

7、L是计算窗口的边长；u是x方向上的波数；v是y方向上的波数(u,v=0,1,⋯,N-1)。定义等效半径效r=(u2+v2)1/2，对每个半径波数Kj(Kj=2πj/L)的二维平均功率谱密度为式中：Nj是满足条件j

8、R值之后，下一步就是复合。采用加权平均的方法来进行。具体方法如下：以2种信息的分维值D1，D2为例。在整个区域(研究区范围)内，求得2种信息的分维值D1,D2(i=1,2,⋯,M)各M个，各自的最大值分别为Dmax，D2max。令复合以后的分维值为Di(i=1,2,⋯,M)。则然后，将Di(i=1,2,⋯,M)用图形或图像方式输出。2计算结果与分析以鲁西西部断陷盆地区域重磁异常的信息复合为例。窗口尺寸为N=32X32(鲁西西部是159×89