CN104280784A - 一种重力识别小断裂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种重力识别小断裂的方法，对重力异常进行水平梯度计算，逐点将各网格点的水平梯度值分别与其东西向、南北向、北西向和北东向四组方向上两侧相邻点的水平梯度值进行数值比较，当网格点水平梯度值在一个或多个方向上同时大于两侧相邻点的水平梯度值时，确定该网格点为水平梯度极大值点，然后记下坐标和梯度值，将所有水平梯度极大值的网格点展绘到平面图上，即可识别出小断裂。本发明不仅可以实现重力资料提取规模较大断裂的信息，而且可以实现提取规模较小断裂的信息，尤其当存在规模不同的断裂时，大小断裂均可以同时识别出来。

Description

一种重力识别小断裂的方法

技术领域

本发明属于重力勘探资料处理技术，是一种重力识别小断裂的方法。

背景技术

断裂是重力勘探的基本主要内容之一。随着勘探工作的不断深入，要求识别出越来越小的断裂。

断裂在重力上表现为具有一定延伸长度的重力异常变化带。重力研究断裂的常规方法是，对布格重力异常或剩余重力异常进行水平导数计算，获得重力水平梯度值，在平面等值线图上识别和勾画梯度极大值位置，得到断裂的分布。由于平面等值线图上没有直接反映出极大值的位置，只能根据等值线圈闭的中部位置进行解释，因此，断裂位置的解释存在一定的人为性，尤其是存在大小不等的断裂时，小的断裂无法在等值线上反映出来，造成无法解释小断裂。

此前，为了提高断裂解释的精度和提高对小断裂的识别能力，前人都是采取对重力异常或重力水平梯度进行断裂信息增强的方法，但这种方法仍然是在平面等值线进行解释，没有从根本上提高重力资料对弱小断裂的识别能力，仍然存在断裂位置解释不够准确，弱小断裂不能有效反映的问题。

还有一类方法是利用影像法制作重力异常或水平梯度影像图，利用线性阴影位置解释断裂，它也存在断裂位置不准确，对小型断裂无法识别的问题。

发明目的

本发明目的是提供一种可识别大小断裂，特别是小断裂的重力识别小断裂的方法。

发明内容

本发明通过以下步骤实现：

1）通过重力采集获得各测点的绝对重力值和坐标高程，计算布格重力异常；

步骤1）所述的计算包括：根据测点平面坐标计算正常重力值g₀；根据测点高程和中间层密度计算布格改正值Δg_b；根据地形数据计算地形改正值Δg_TC；测点布格重力异常采用公式Δg=g-g₀+Δg_b+Δg_TC计算，式中g为测点绝对重力值。

2）对重力异常进行水平梯度计算；

步骤2）所述的重力异常可以是布格重力异常，也可以是剩余重力异常，或经过断裂信息增强后的重力异常。

步骤2）所述的水平梯度可以是方向导数，也可以是水平总梯度，或重力总梯度。

3）对水平梯度网格化数据进行数值比较，逐点将各网格点的水平梯度值分别与其东西向、南北向、北西向和北东向四组方向上两侧相邻点的水平梯度值进行数值比较，当网格点水平梯度值在一个或多个方向上同时大于两侧相邻点的水平梯度值时，将该网格点确定为水平梯度极大值点，然后记下坐标和梯度值；

步骤3）所述的水平梯度网格化数据可以是经过断裂信息增强的水平梯度数据。

步骤3）所述的数值比较，对于方向导数数据，导数值要先取绝对值再比较。

4）将提取的所有水平梯度极大值的点展绘到平面图上，即可识别出小断裂。

步骤4）所述的点位展绘，可以根据水平梯度值标识为不同大小的符号，或者标注为不同颜色的符号，以直观地反映梯度值。

步骤4）所述的点位展绘，可以叠加到布格重力异常图或剩余重力异常图上，以对比断裂与重力异常的关系。

本发明不仅可以实现重力资料提取规模较大断裂的信息，而且可以实现提取规模较小断裂的信息，尤其当存在规模不同的断裂时，大小断裂均可以同时识别出来。本发明使高精度重力勘探，尤其是复杂断块区的高精度重力勘探，可以精细解剖断裂构造，推动断裂研究进入精细化研究阶段，拓展重力勘探的应用效果和应用领域。

附图说明

图1重力水平总梯度与重力水平总梯度极大值点分布对比，a.剩余重力异常图，b.重力水平总梯度等值线图，c.重力水平总梯度极大值点与剩余重力异常叠合图；

图2重力水平总梯度与重力水平总梯度极大值点分布对比，a.剩余重力异常图，b.重力水平总梯度图，c.重力水平总梯度极大值点与重力水平总梯度等值线叠合图。

本发明利用已知盆地重力资料，进行断裂信息提取和识别，并与常规水平梯度处理结果进行了对比。

图1a是研究区某一局部地区的剩余重力异常图，可以看出该区由两高夹一低组成，构造整体走向为北西向，中间低带又被一个走向大致相同的重力高所分隔。图1b是采用常规的水平总梯度处理方法获得的重力水平总梯度图，按照常规的解释方法，只能揭示出5条北西向断裂。图1c是采用本发明的方法获得重力水平总梯度极大值点与剩余重力异常的叠合图，首先可以看出，第一，图1b中重力水平总梯度条带在图1c上都有良好的反映，而且在图1c上极大值点条带更窄，趋势和方向性更明显，就是说断裂位置可以反映得更准确；第二，对图1b中一些走向和相互关系不明确的梯度值条带，图1c中重力水平极大值点条带有更明确的反映，并刻画了相互连接关系，而且其方向符合整体走向特征；第三，图1b中部地区没有明显的断裂信息，而在图3c上反映出更多的重力水平总梯度极大值点条带，而且这些条带明显与剩余重力异常变化位置吻合。该区情况说明，本发明对小断裂的分辨能力远高于常规的方法。

图2a是研究区另一局部地区的剩余重力异常图，该区南侧和西北侧为重力高，中部为夹持于两高之间的一个幅值向北东降低的重力低带。图2b是采用常规方法求取的重力水平总梯度图，主要有两条对应剩余重力异常变化带的极大值带，没有其它断裂信息。图2c是采取本发明的方法获得的梯度极大值点与重力水平总梯度叠合图，图中可以看出，第一，重力水平总梯度的两条极大值带在图2c上都有明显的反映，而且范围更窄，进行解释结果会更准确；第二，该图揭示存在几条与两条主要梯级带斜交的极大值点条带，这些信息在水平总梯度图上没有显示，尤其是图2c的南部近东西向主梯级带被两条北东向极大值点条带左旋错开的特征反映明显，在东侧边界又被一北西向极大值点条带右旋错开，反映了主断裂被后期小断裂错开的特征，这在水平总梯度图（图2b）上没有反映也是无法解释的。

通过上述实例看出，对于较大型断裂，重力水平总梯度图可以反映断裂的信息，采用本发明取得的断裂信息也有很好的反映，并与重力水平总梯度图一致；对于较小的断裂，重力水平总梯度图没有反映或没有明确的反映，采用本发明取得的断裂信息有很好的反映，效果远好于重力水平总梯度图，可以解释出更多的小规模断裂，使重力资料研究断裂和构造能够达到更为精细的程度。可见，本发明对断裂位置的识别更准确，解释人为性更小，对弱小断裂、尤其是在大型断裂背景下的弱小断裂都能有效识别，能够提高重力资料研究小型断裂的能力。

具体实施方式

本发明采用如下方式具体实施：

依据本发明，执行步骤1），按照重力采集技术设计和重力勘探技术规程，实施重力野外采集工作：在各测点上进行重力观测，获得各测点上的重力仪器读数；在各测点上进行GPS定位，获得各测点的坐标和高程；进行现场资料处理，获得各测点的绝对重力值，结合坐标高程，进行布格重力异常计算，得到各测点的布格重力异常值。其中布格重力异常计算包括：根据测点平面坐标计算正常重力值g₀；根据测点高程和中间层密度计算布格改正值Δg_b；根据地形数据计算地形改正值Δg_TC；测点布格重力异常值采用公式Δg=g-g₀+Δg_b+Δg_TC计算，式中g为测点绝对重力值。各项具体计算公式采用技术规程规定的公式，中间层密度采用采集技术设计中指定的密度2.3g/cm³。

对布格重力异常数据进行网格化，网格距采用设计点线距，为500米，由此获得布格重力异常网格数据；对网格数据进行滤波平滑，压制观测误差和表层不均匀体的影响；由于本区的布格重力异常中存在趋势背景场，通过异常分离获得剩余重力异常，图1a和图2a是区内两个局部地区的剩余重力异常图。

执行步骤2），对获得的剩余重力异常进行重力水平总梯度计算，获得了各网格点的重力水平总梯度值，进行平面制图，获得重力水平总梯度等值线图，见图1b、图2b。

图中，重力水平总梯度的极大值连线位置反映了断裂的平面位置。由于不同规模的断裂共同存在，小型断裂的梯度极大值基本淹没在大型断裂的梯度值之中，造成重力水平总梯度图能够反映较大规模的断裂，而相对较小断裂的信息无法识取和解释。

执行步骤3），对重力水平总梯度网格数据进行数值比较，即逐点将各网格点的水平总梯度值分别与其东西向、南北向、北西向和北东向四组方向上两侧相邻点的水平总梯度值进行数值比较，当某个网格点的水平总梯度值在一个或多个方向上同时大于两侧相邻点的水平总梯度值时，将该网格点确定为水平总梯度的极大值点，然后记下其坐标和梯度值。

执行步骤4），将提取的所有水平总梯度极大值的点位展绘到平面图上，根据水平总梯度值的大小标识为不同大小的符号，梯度值越大符号尺寸越大，相反，梯度值越小符号尺寸越小。这样极大值点位反映了断裂的位置，极大值的量值大小反映了断裂的大小。这样使得除较大规模的断裂得到反映外，较小规模的断裂也得到明显反映，见图1c、图2c。连接图中极大值点位，就可解释得到断裂展布。

为了和解释断裂的常规重力方法进行对比，图1c是把总梯度极大值位置叠加到剩余重力异常图上，可以直观地看出，重力极大值点明确地对应了重力异常的陡变位置，对应了断裂的位置。对比图1c和图1b可以看出，采用本发明的方法比常规的重力水平总梯度等值线的方法反映了更多的断裂信息，较小的断裂可以得到识别和解释。图2c中把水平总梯度极大值点位叠加到重力水平总梯度等值线图上，可以看出，采用本发明的方法比常规的重力水平总梯度等值线方法对断裂具有更强的分辨能力，较大规模的断裂得到了很好的反映，较小规模的断裂也得到反映，而且大型断裂被后期较小断裂错断的相互关系和地质特征都有良好的反映。这是前人重力识别断裂的方法无法做到的。

Claims (8)

1.一种重力识别小断裂的方法，特点是通过以下步骤实现：

1）通过重力采集获得各测点的绝对重力值和坐标高程，计算布格重力异常；

2）对重力异常进行水平梯度计算；

3）对水平梯度网格化数据进行数值比较，逐点将各网格点的水平梯度值分别与其东西向、南北向、北西向和北东向四组方向上两侧相邻点的水平梯度值进行数值比较，当网格点水平梯度值在一个或多个方向上同时大于两侧相邻点的水平梯度值时，将该网格点确定为水平梯度极大值点，然后记下坐标和梯度值；

4）将提取的所有水平梯度极大值的网格点展绘到平面图上，即可显示出小断裂。

2.根据权利要求1的方法，特点是步骤1）所述的计算包括：根据测点平面坐标计算正常重力值g₀；根据测点高程和中间层密度计算布格改正值Δg_b；根据地形数据计算地形改正值Δg_TC；测点布格重力异常采用公式Δg=g-g₀+Δ_gb+Δg_TC计算，式中g为测点绝对重力值。

3.根据权利要求1的方法，特点是步骤2）所述的重力异常是布格重力异常或是剩余重力异常或是经过断裂信息增强后的重力异常。

4.根据权利要求1的方法，特点是步骤2）所述的水平梯度是方向导数或是水平总梯度或是重力总梯度。

5.根据权利要求1的方法，特点是步骤3）所述的水平梯度网格化数据或是经过断裂信息增强的水平梯度数据。

6.根据权利要求1的方法，特点是步骤3）所述的数值比较，对于方向导数数据，导数值要先取绝对值再比较。

7.根据权利要求1的方法，特点是步骤4）所述的点位展绘，可以根据水平梯度值标识为不同大小的符号，或者标注为不同颜色的符号，以直观地反映梯度值。

8.根据权利要求1的方法，特点是步骤4）所述的点位展绘，可以叠加到布格重力异常图或剩余重力异常图上，以对比断裂与重力异常的关系。