第八届青年地学论坛

    三维重力反演是重力勘探资料处理和地质解释中的重要环节之一，被广泛应用于矿产资源勘探和深部密度结构研究。然而基于单一范数的传统空间域三维重力场反演方法存在着深度分辨率低、多解性强和计算效率低的问题，影响了地质解释的准确性和可信度。
    本文针对上述不足，提出基于混合范数正则化约束的频域三维重力场反演方法。通过构建基于深度加权和L1 + L2混合范数的模型目标函数，能有效改善三维重力反演的“趋肤效应”和拖尾现象，提高反演解的深度分辨率。在求目标函数最小化过程中，采用坐标下降法，仅对单个棱柱体单元密度值求极值，即每次迭代只更新一个单元体密度ρ_i，而保持其它单元体密度值为上一次迭代结果。那么三维密度反演这一复杂过程则转化为一维最优化问题，从而将传统求解大型线性方程组的过程分解为单个单元体密度迭代的过程。此外在反演迭代过程中，采用频域三维重力场正演方法更新模型，将传统空间域三维重力场反演中稠密雅可比矩阵的存储和计算等问题转化为频域正演，大幅度降低内存占用。并使用高精度高斯型数值积分代替传统FFT算法中的矩形积分，以保证频域正演方法的计算精度。
    两组模型试验表明，相比于传统空间域基于L2范数光滑约束反演方法，本文所提反演方法能恢复出更复杂地质模型，具有更高的深度分辨率，适用于大规模复杂地质体三维密度结构反演。最后将该方法应用到加拿大魁北克省诺兰达市的Mobrun硫化物矿体三维密度成像，结果显示该矿体深度范围约20 ‒ 170 m，与前人钻井数据所得深度范围一致，证明了所提方法的有效性。

重力场,频率域,正反演