三维物性反演中重磁场高速计算方法.pdfVIP

非地震、近地表地球物理张贴报告 非地震、近地表张贴11 三维物性反演中重磁场高速计算方法 姚长利 黄卫宁 (中国地质大学地球物理学院)(中国石油集团东方地球物理公司) 张聿文 郝天珧 中国地质大学地球物理学院)(中国科学院地质与地球物理研究所 管志宁 (中国地质大学地球物理学院) 摘要 将地下场源区域规则划分成若干小长方体 式”““。本文研究将针对物性模型反演方式。 单元，通过反演确定这些单元的物性特征，勾划出场 物性反演具有鲜明的线性特点，适合以线性反 源的分布图像，这种方式逐步成为重磁反演，特别是 演技术进行。但是，在三维反演中，由于反演对象数 三维反演的重要方向。本文指出，在非线性方法三 目往往巨大，超大规模方程组的求解遇到极大的困 维物性反演过程中，数据量较大时超常规的计算量， 难。因此，目前非线性技术在地球物理反演中应用 已成为制约该类反演充分发挥作用的瓶颈问题。为 效果并不理想，在物性反演方面也只有简单、初步的 此，本文提出了针对性的分离并存储几何格架的计 研究尝试，并没有发现可用于实际的研究成果发表， 算策略、以及独特的几何格架等效压缩存储技术，该 其根本原因是非线性反演中普遍存在的计算瓶颈问 方法可以从根本上提高三维物性反演计算速度，为 题的严重制约。 该类反演的有效应用奠定了竖实的基础。 本文提出一种极大提高计算速度的方法技术， 关键词 重磁三维物性反演 规则单元 几何格架 为非线性技术应用于重磁三维物性反演奠定了基础。 等效存储 方法技术 引 言 理论公式 重磁反演模型可归纳为两类：物性模型和形态 以三维密度模型的正演公式来说明剖分模型的 模型。常用的物性模型是将地下空问与观测异常对 正演情况，正如图1所示的组合三维模型区域，其中 应的地质场源区域离散化成离散单元，通过反演方 任一地质体单元J在观测点P(z，y，z)的重力异常 法确定各离散单元的物性，由物性的分布及变化确 △毋(z，y，=)为： 定场源的实际分布情况；而形态模型则通常是在给 定物性的基础上，确定多边形(二维)或多面体(三 △毋(z，y，z)=嘶∑∑∑(一1)“+一 维)角点的坐标，通过多边形(或多面体)来模拟场源 的几何形态¨“J。由于在三维反演中，形体的反演 往往存在较大的困难，例如用任意多面体模拟复杂 +(y。～y)in[(zfz)+Rf。。] 场源，反演时就存在形体的复杂程度难以确定问题； 吨。叫tan。1毒豢} 反演过程中多面体的变化难以掌控；多面体的拓扑 结构难以改变等诸多困难，使得选择复杂多面体作 (1) 为反演对象变得“得不偿失”。而物性反演需要的条 其中，G为万有引力常数；∞为第J个单元模型的密 度； 件较宽松，也容易操作，模拟的地质构造类型范围更 广，所以，近年来物性反演逐渐成为反演的主要形 通过分析上述均匀剖分模型重磁场的计算公