球坐標系密度界面反演方法及在華南大陸的應用

作者：王祥,郭良輝

摘要：密度界面反演方法在油氣勘探、推斷區域構造、獲取地殼結晶基底面、莫霍面起伏形態等方面具有重要意義。現有的密度界面反演方法大多基于笛卡爾坐標系統,當涉及到大區域乃至全球尺度的密度界面反演時,地球曲率的影響將不可忽視,需考慮基于球坐標系Tesseroid模型的密度界面反演方法。然而,受計算精度和效率制約,已有的基于Tesseroid模型的密度界面反演方法并不能很好地適用于地表重力觀測數據的反演計算。筆者基于前人研究,給出了一種適用于地表觀測數據的球坐標系密度界面反演方法。該方法首先將常規的球坐標系高斯—勒讓德重力積分公式進行簡化,提高了重力正演計算效率。隨后,引入并改進了前人的自適應剖分方案,提高了重力正演計算精度。在此基礎上,采用Cordell迭代優化算法,得到了適用于地表觀測數據的球坐標系密度界面反演方法。通過模型數據試驗,對本文球坐標系密度界面反演方法進行了驗證。結果表明,筆者對高斯—勒讓德積分公式加以改進和引入改進的自適應剖分方案后,很好地克服了計算精度和效率對地表觀測重力計算的掣肘,并且,基于球坐標系的密度界面反演結果優于基于笛卡爾坐標系的密度界面反演結果。在華南大陸實際數據試驗中,利用文中方法得到的華南大陸的莫霍面深度與前人得到的莫霍面深度具有較高的吻合度,莫霍面自西向東逐漸抬升,西部抬升劇烈,東部抬升平緩,沿武陵山—貴桂交界一帶呈現明顯的NNE向莫霍面梯級帶,驗證了文中方法的科學有效性。

發文機構：中國地質大學（北京）地球物理與信息技術學院 中國地質調查局昆明自然資源綜合調查中心

關鍵詞：重力球坐標系密度界面反演Tesseroid華南大陸gravityspherical coordinate systemdensity interface inversion methodTesseroidSouth China mainland

分類號： P631[天文地球—地質礦產勘探]