重磁实验报告(地大)

重磁资料采集与处理实习

一、实习目的

（1）通过本次实习，加深对理论知识的认识和理解。

（2）熟悉Grapher和sufer以及matlab软件的使用，会进行基

本的操作和数据处理。

二、实习内容

（1）重磁数据的光滑、拟合、插值和网格化

1、利用Grapher软件实现磁异常曲线的光滑、拟合与去噪

上图红线代表线性光滑后的结果，可见磁异常在局部呈锯齿状，

很可能地下分布有基性的喷出岩；蓝线代表10阶多项式拟合后的结

果，可以反映区域场的变化情况。

将原始曲线改为散点图，可看出光滑后的效果。

2、利用Surfer软件实现磁异常数据的网格化与显示

测区内测点分布图如下：

打开sufer，点击Grid中出现Data，然后选中目标文件进行网格化，将网格化的文件在

sufer中显示如下：

2）组合长方体重力异常计算与分析 （

1、计算出多个长方体的重力异常，并将结果导出为GRD格式

Model 1：

X1 = -100; %长方体X方向起点坐标

X2 = 100; %长方体X方向终点坐标

Y1 = -100; %长方体Y方向起点坐标

Y2 = 100; %长方体Y方向终点坐标

Z1 = 10; %长方体Z方向起点坐标

Z2 = 55; %长方体Z方向终点坐标

经过matlab运行后导出mod_

Model 2：

X1 = 120; %长方体X方向起点坐标

X2 = 180; %长方体X方向终点坐标

Y1 = 120; %长方体Y方向起点坐标

Y2 = 180; %长方体Y方向终点坐标

Z1 = 1; %长方体Z方向起点坐标

Z2 = 20; %长方体Z方向终点坐标

经过matlab运行后导出mod_

Model 3：

X1 = -75; %长方体X方向起点坐标

X2 = -125; %长方体X方向终点坐标

Y1 = -75; %长方体Y方向起点坐标

Y2 = -125; %长方体Y方向终点坐标

Z1 = 1; %长方体Z方向起点坐标

Z2 = 20; %长方体Z方向终点坐标

经过matlab运行后导出mod_

2、利用Sufer软件绘制重力异常平面等值线图

Model 1:

Model 2：

Model 3：

3、合并生成多个长方体组合模型的重力异常

利用surfer中grid中的math进行组合。

Muti-Model_1:(Model 1+Model 2)

输出文件为muti-model_

Muti-Model_2:(Model 1+Model 3)

输出文件为muti-model_

Muti-Model_3:(Model 1+Model 2+Model 3)

输出文件为muti-model_

4、利用Surfer滑动平均方法，分离大小长方体异常

首先点击grid，然后选择filtering中的moving-average，用滑动平均后的结果减去

输出结果，即可得到。

Muti-Model_1:(Model 1+Model 2)

Muti-Model_2:(Model 1+Model 3)

Muti-Model_3:(Model 1+Model 2+Model 3)

上述三种组合模型，第一个图像为原始磁异常，第二个为滑动平均后的结果，第三个为

得到的局部磁异常图像，从图上可以看出滑动平均的不足，即会产生虚假异常。

（3）组合长方体模型重力异常边界分析

1、计算出多个长方体的重力异常，并绘制其平面等值线图

Muti-Model_1:(Model 1+Model 2)

输出文件为muti-model_，平面等值线图如下：

Muti-Model_2:(Model 1+Model 3)

输出文件为muti-model_

Muti-Model_3:(Model 1+Model 2+Model 3)

输出文件为muti-model_

2、利用Surfer软件求水平一阶方向导数

Muti-Model_1:(Model 1+Model 2)

SN first derivative:

EW first derivative:

NE first derivative:

SE first derivative:

Muti-Model_2:(Model 1+Model 3)

SN first derivative:

EW first derivative:

NE first derivative:

SE first derivative:

Muti-Model_3:(Model 1+Model 2+Model 3)

SN first derivative:

EW first derivative:

NE first derivative:

SE first derivative:

3、利用Surfer软件计算水平总梯度，分析模型边界信息

Muti-Model_1:(Model 1+Model 2)

Muti-Model_2:(Model 1+Model 3)

Muti-Model_3:(Model 1+Model 2+Model 3)

（4）组合球体磁异常分析

假设组合球体模型位于武汉地区（磁化倾角45°，磁偏角0°），地面水平，且不考虑

剩磁

假设有这样三个磁性球体：

---磁性球体1

--X点坐标 0 m

--Y点坐标 0 m

-- 中心埋深 50 m

-- 半径 20 m

-- 磁化率 0.2

---磁性球体2

--X点坐标 -30 m

--Y点坐标 -30 m

-- 中心埋深 10 m

-- 半径 3 m

-- 磁化率 0.2

---磁性球体3

--X点坐标50 m

--Y点坐标50 m

-- 中心埋深 10 m

-- 半径 3 m

-- 磁化率 0.2

在200*200的区域分布，如下图所示：

1、计算出球体Ha，Za和ΔT异常，并将结果导出为GRD格式

利用老师所给matlab程序，将组合球体Ha，Za和ΔT异常依次导出结果记录为

muti_sphere_ , muti_sphere_ , muti_sphere_ .

2、利用Sufer软件绘制磁异常平面等值线图

muti_sphere_ :

muti_sphere_ :

muti_sphere_ :

3、利用Surfer软件滑动平均法，分离大小球体异常

对Ha异常处理：

对Za异常处理：

对deltaT异常处理：

（5）球体磁异常分量转换与化极处理

假设地磁倾角为45度，地磁偏角为0度，地面水平，不考虑剩磁。

1、计算单个斜磁化球体的Ha，Za和ΔT异常

假设有这样一个磁性球体：

---磁性球体

--X点坐标 0 m

--Y点坐标 0 m

-- 中心埋深 50 m

-- 半径 20 m

-- 磁化率 0.2

在200*200的区域分布，如下图所示：

利用老师所给的matlab程序计算单个磁性球体的异常，分别输出

, , 。

对应的图像如下：

:

:

:

2、频率域分量转换处理：由ΔT计算出Za和Ha

根据老师给的mm_fft.m 程序,我又做了修改，增加了两个选项，

将处理后的结果依次导出为deltaT_trans_Za和deltaT_trans_Ha。

3、正演计算结果与分量转换结果的图形绘制与比较

Za和deltaT_trans_Za：

Ha和deltaT_trans_Ha：

上图中第一幅图为正演计算结果所绘图像，第二幅图为经过频率域分量转换处理所

绘图像。从图像中可以看到经过傅里叶变换后边界存在的震荡效应。这也是傅里叶变换

再大的问题，从傅里叶本身的算法理论上，这个是不可避免的。

4、频率域化极处理：对ΔT进行化极，并与垂直磁化结果进行对比。

将muti_sphere文件中的magGI改为90，运行输出文件verti_deltaT。

上图中第一幅图为垂直磁化结果所绘图像，第二幅图为经过化极所绘图像。从图像

中可以看到经过傅里叶变换后边界存在的震荡效应，通过合适的扩大背景场区域或做一

个扩边可以和正演结果更为接近。

（6）卫星重力异常的处理与解释

The location of Earth

S:16-26 W:8-18

The picture of Google Earth

1、利用下载的卫星重力异常和海底地形，网格化处理，并绘制等值线图

将下载的数据cgi格式的文件转换成txt文件，然后直接用sufer进行网格化。将网格化

文件分别记录为和。然后绘制等值线图。

：

：

2、海底地形校正，得到布格重力异常，并绘制等值线图

根据布格校正公式BA = FA - 0.0419 * ( 1.64 * Dw)（其中FA为自由空间重力异常，BA

为布格重力异常，Dw为海底深度，向上为正），利用surfer中Math代入公式，输出文件

。然后绘制等值线图。

3、布格重力异常解析延拓

首先要对做一个转换处理，变成sufer6 ,命名为convert 。将布格

重力异常导入Matlab，分别求1km，2km，5km，10km，20km，50km，并保存计算结果。

将延拓后前后的图像进行对比，第一幅为延拓前，第二幅为延拓后。

BA_UC_:

BA_UC_:

BA_UC_:

BA_UC_:

BA_UC_:

4、利用向上延拓方法，实现布格重力异常位场分离

通过3中图像的对比，可以将向上延拓5km和10km得到重力异常作为区域场，然后

再求取局部异常，从而实现重力异常位场分离。下图第一个图为原图像，第二个图为通过延

拓得到的背景场，第三个为局部异常。

延拓5km作为背景场：

延拓10km作为背景场：

5、求布格重力异常一阶水平方向导数，绘制光照影像图，并分析断裂体系

利用sufer软件，对进行处理，分别作SN、NE、WE、SE方向的倒数，分别将输出

文件记为Bouger_DD_ , Bouger_DD_ , Bouger_DD_ ,

Bouger_DD_。绘制等值线图和光影图。

Bouger_DD_ ：

Bouger_DD_ ：

Bouger_DD_ ：

Bouger_DD_ ：