普通物探第1-5节重力勘探的数据处理

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1、§1.5重力异常的数据处理野外重力观测数据经过各项校正后得到布格重力异常，它是自浅到深各种地质因素在测点引起的重力作用的总和，属叠加异常，而不是单一地质因素的响应；另外各种误差的存在也使异常变得复杂，因此在对重力异常进行解释之前需要做必要的处理。数据处理的目的是：1.消除因重力测量和对测量结果进行各项校正所引入的各种误差，或与勘探目的无关的近地表小型密度不均匀体的干扰；2.从叠加异常中提取由勘探目标引起的目标异常；3.进行位场转换，如解析延拓、导数换算等，以满足对异常进行解释的需要。重力异常的数据处理方法常用的重力异常数据处理方法：§1.5.1异常数据的

2、圆滑§1.5.2区域场分离§1.5.3解析延拓§1.5.4导数换算……§1.5.1异常数据的圆滑由于各种误差的存在以及近地表密度不均匀体的干扰，重力异常图上常常出现“突变点”，严重地影响后续处理及解释，此时要根据具体情况对数据进行圆滑（或称平滑）处理。圆滑方法：1.徒手圆滑2.多次线性内插圆滑3.最小二乘法1.徒手圆滑在电子计算技术应用之前，数据的圆滑一般都是徒手进行的，即便在当前，有丰富实践经验的科技人员仍愿意使用。该方法根据异常曲线应该是连续、渐变的特点，由解释人员视异常的变化规律进行徒手圆滑，去掉某些明显的突变点。原则是：①对于剖面曲线，要求圆滑前

3、后两曲线与某一水平线所围成的面积不变，相应点异常偏差值之和最小；②对于平面曲线，要求圆滑前后两曲线分别围成的面积相等，重心不变；③各点上的偏差应不超过实测异常的均方误差。徒手圆滑（续）徒手圆滑的原则是：①对于剖面曲线，要求圆滑前后两曲线与某一水平线所围成的面积不变，相应点异常偏差值之和最小；②对于平面曲线，要求圆滑前后两曲线分别围成的面积相等，重心不变；③各点上的偏差应不超过实测异常的均方误差。2.多次线性内插圆滑在根据离散点的数据绘制重力异常剖面图时，一般都是将相邻点用直线连起来，即线性内插，由于各种误差及干扰的存在，有时异常曲线不圆滑，呈锯齿状。多次

4、线性内插的做法是：①将原始数据的相邻点用直线连接，构成原始曲线L0；②在L0上取相邻点的中点，依次直线连接构成曲线L1；③在L1上取相邻点的中点，依次直线连接构成曲线L2；④以此类推，直到曲线Ln达到所希望的圆滑效果。多次线性内插圆滑3.最小二乘法尽管实测数据和各项校正都避免不了误差的影响，但重力异常的变化趋势还是可以体现的，我们可以用一定的数学公式（一般是多项式）来拟合这种趋势，而且使拟合数据与实际资料之间的偏差在最小二乘原则下达到最小。拟合多项式可以选用不同的阶次和不同的点数，比如剖面曲线的线性拟合式可写为：最小二乘法（续）根据最小二乘原则，拟合结果

5、与原始数据的偏差的平方和应该最小，即：上式对a0、a1分别求偏导数，并令其等于零，即：从中解出系数a0和a1即可确定拟合式，从而计算拟合值。剖面异常线性圆滑采用3点线性拟合，i=-1,0,+1，据此可以确定待定系数a0和a1。根据拟合多项式计算拟合值时，可采用浮动坐标，将计算点的坐标置为零，此时有：略去测点间距，只取点的序号则有这就是最小二乘法得到的三点圆滑公式。同理可得5点、7点等线性平滑公式。拟合点数越多，得出的曲线越平缓。剖面异常二次曲线圆滑二次曲线拟合公式为：同样采用最小二乘法确定拟合系数。在等间距的情况下，5点拟合的二次曲线圆滑公式为：7点拟合

6、的二次曲线圆滑公式为：平面异常线性圆滑平面线性拟合式为：同样利用最小二乘法确定待定系数a0，a1，a2。在等间距的情况下，五点线性平滑公式为：九点线性平滑公式为：平面异常二次曲面圆滑平面数据的二次曲面拟合式为：九点二次曲面平滑公式为：xy-5-4-3-2-1012345-1-2-3123最小二乘法圆滑的效果关于圆滑效果的结论：点数一定时，阶次越低，拟合结果越平滑；阶次一定时，点数越多结果越平滑；不同阶次和不同点数的组合可能得到相近的效果。实际应用中，在能达到目的的前提下，尽量利用较少的点数参加平滑，既节省计算量，又可减少围点损失。圆滑的本意是消除偶然误

7、差，大点距的平滑有压制浅部干扰的作用，其结果可以用来研究区域场形态。§1.5.2区域场分离在油气田勘探中，由相应的构造、矿体等因素引起的重力效应是我们关心的目标异常，浅层不均匀因素视为干扰，通过圆滑手段加以消除，而深层和区域地质因素的重力效应仍然存在。仍然属于叠加异常，不利于地质解释。区域异常对局部异常的影响示意图区域异常与局部异常在叠加异常中，由深部或区域性地质因素引起的成分往往具有范围大、幅度大、变化平稳的特征，这样的异常称为区域异常。相比之下，研究对象引起的异常一般具有范围小、幅度小、变化比较明显的特征，这样的异常称为局部异常，由于局部异常是从叠加

8、异常中去除区域异常后剩余的部分，因此也称为剩余异常。区域异常与局部异常的叠加1.