利用重、磁、震同步联合进行反演方法，一是对中生界分布重点区域进行反演，获得中生界分布残余厚度；二是对典型剖面进行反演，获得剖面深部地质信息。重、磁、震资料相互约束的反演方法，在模型建立上，实现了不同物性（速度、电阻率、密度）共网格单元的建模，统一了多种地球物理方法的建模方式，考虑了在地质、地震、钻井、物性等先验信息的约束下，引入正则化思想，以提高反演稳定性和精度并减少多解性，大大提高了反演结果的可信度，提高了多种地球物理资料联合反演解决复杂地质问题的能力。
（一）方法一原理、流程、应用及效果分析
采用以地震剖面解释结果以及钻孔分层结果为约束条件的多次回归反演方法获得中生界残余厚度，其中用于反演的异常值为重、磁对应分析结果。
多次回归反演方法的步骤如下：
（1）将地震剖面解释的局部相对确定的中生界厚度、钻孔分层结果作为多次回归反演的已知厚度D。
（2）将已知点厚度D代入多次回归反演公式（5-1），得到一个线性超定方程组（5-2）。
海域油气资源战略调查与选区
AX=B （5-2）
式中：gm为中生界引起的重、磁对应分析结果；ai是回归系数，通过求解线性超定方程组（5-2-2）得到；N为回归阶次。A、X、B见（5-3）所示。
海域油气资源战略调查与选区
（3）为了保持算法的稳定性，一般不超过5次，通过（5-1）可以计算所有点的中生界厚度。
从前面的重磁对应分析结果可知南海东北部海域中部北东向的基底布格重力低、化极磁力低区域是我们探寻中生界的重点区域。部分地震资料也印证该区域中生界的存在。利用重、磁、震联合反演方法进行了中生界残余厚度的反演，得到了中生界残余厚度分布图（图4-71）。可以看出，东沙隆起大部分区域、台西南盆地西北部区域中生界分布连续，厚度大约4000～8000m之间；惠州凹陷以北区域，中生界厚度在6000m左右，规模较大；在南部隆起西部及白云凹陷南部区域，中生界厚度在3000～6000m之间。
（二）方法二原理、流程、应用及效果分析
1.原理
重、磁和地震方法三者联合反演的目标函数为（Yu Peng，2008；何伟，2009）：
海域油气资源战略调查与选区
式中：M为测点数，L为速度界面的数目，
l=[v11,v12,...,vji,...,vNM,s11,s12,...,sji,...,sNM,m11,m12,...,mji,...,mNM,h11,h12,...,hji,...,hNM]T （5-5）
为模型的参数矢量，N为划分的网格深度线的数目，vji、σji、mji、hji分别为第i个测点、第j个深度线的速度、密度、磁化强度和深度；Wg、Wm与Ws分别为重力异常、磁异常与地震走时误差fg、fm与fs的权系数。
对于加权系数Wg、Wm和Ws，具体的取值，要由重、磁和地震三种方法的数据的数量级、精度和侧重关系决定，相应的加权系数越大，则该方法所占比重越大，对整个反演的结果影响越大。
2.反演处理流程
重力、磁法和地震资料联合反演的流程与MT-地震资料的联合反演流程类似，利用快速模拟退火算法实现了三者之间的同步联合反演。这种基于物性随机分布模型的联合反演因为模型参数个数往往大于观测数据个数，应尽可能利用物性资料和先验信息，使反演结果更可靠。因此它适合于在综合多种先验信息条件下，或对最终解估计有初步认识的基础上展开建模，给出模型参数的初始选择空间，通过模拟退火算法来反演并最终锁定最优解的空间，以减少反问题的多解性并提高反演精度，若初始模型参数空间估计错误或选择变化的空间很局限，往往很难得到理想的解。所以，这是一种适合于在先验信息约束下开展的精细反演方法。
反演处理过程包括以下几个环节（图5-35）。
图5-35 重磁震同步联合反演地球物理处理流程图
（1）基干地震剖面的解释及时－深转换：在充分利用陆域钻、测井资料标定基础上，根据地震反射结构特征和区域构造的对比分析进行基干地震剖面中古生界主要地质反射界面和构造层的地震解释，包括对内幕地震反射层特征、规律及反射模式分析等。
在此基础上，通过声波测井资料和地震速度谱资料转换分别建立起陆域和海域的层速度关系，据此关系对所解释的基干地震剖面进行时－深转换。
（2）物理－地质模型建立：采用结合密度、磁化强度（电阻率）和速度随机分布共网格模型的建模方法来进行物理－地质模型的建立。
（3）同步联合反演处理：按照上述方法及原理，利用改进的快速模拟退火算法，实现了这种共网格条件下的重力、磁法与地震数据的同步联合反演，即反演同一个地质地球物理模型网格单元内的物性参数，进而达到同时反演形态和物性参数的目的。
计算过程中，通过给予各地层相应的物性变化范围以及地震解释不确定地层的深度变化范围，如对南黄海XQ07-10测线和NT05-2测线的D－P1、
3.应用与效果分析
1）南海北部中生界地球物理反演剖面的处理结果分析
选取过LF35-1-1井的XQ1-3G测线进行重、磁、震联合正反演计算，反演结果如图5-36。该测线位于东沙隆起，全长约71km。从拟合结果分析，北西段（重磁测线45km以北）磁性基底性质不同于南东段，北西段磁性基底磁性强度相对大（1000～6500）×10-3A/m，磁倾角为0°，说明该地块磁性基底磁性以剩磁为主。南东段磁性基底磁性强度相对小（1000～1500）×10-3A/m，磁倾角为30°～50°，说明该地块磁性基底磁性以感磁为主。此外，在北西段重磁反演出基底存在两个火成岩体，其拟合结果参数分别为磁化强度6500×10-3A/m、磁倾角50°、密度2.65×103kg/m3；磁化强度4500×10-3A/m、磁倾角30°、密度2.65×103kg/m3，推断为基性火成岩体。这两个由反演结果推断出来的强磁性火成岩体与化极平面磁异常反映的磁力高特征相吻合的。据资料显示，该区域内的多口钻井在井底已揭示白垩纪侵入火成岩，因此该区域应存在一条高密度、高磁性的白垩纪火成岩侵入带。
在LF35-1-1井处，地震解释的火成岩侵入体，重磁资料上并没有明显反映，据井位资料，在井深2400m附近，钻遇花岗闪长岩。分析是岩浆岩沿断裂侵入地层，形成的磁性体规模小、磁性弱，不能引起局部磁力异常。
通过XQ1-3G线正反演计算，推断东沙隆起这一区域地壳大致可分为上、中、下三层地壳，上地壳为沉积层，中地壳密度为（2.60～2.72）×103kg/m3，下地壳密度为（2.8～2.90）×103kg/m3。
2）南黄海盆地地球物理反演剖面的处理结果分析
图5-37显示了对XQ07-10剖面第一次反演处理结果，综合分析可以看到：
原解释剖面（如XQ07-10）除了震旦系（Z）厚度与反演结果差别较大外，其他地层吻合较好，说明解释合理；仔细分析震旦系（Z）顶、底界面反演结果发现，普遍地在崂山隆起与反演结果吻合较好，但在南、北两凹处差异较大；在南、北两凹明显存在多处磁异场的高值。
据此解释结果，我们又做了第二次的同步联合反演，结果显示出与新解释方案有较好的吻合性（图5-38）。
总之，通过上述物性随机分布的重磁电震同步联合反演方法对研究区区域地球物理剖面的反演处理，以及综合地质解释，我们基本确定出研究区海相地层内幕地质属性在综合地球物理剖面上的表现形式和特征：
（1）印支－早燕山构造面（三叠系与侏罗系之间）特征明显，表现为一强的地震波阻抗界面，即与上覆地层之间呈现出高的密度、高速度特征。在地震剖面上覆与下伏地层之间往往表现为明显的角度不整合接触关系。
（2）加里东构造面（奥陶系与志留系之间）特征明显，表现为，上覆志留系＋泥盆系为低阻，低速、低密度值，下覆上震旦系＋寒武系＋奥陶系为高阻，高速特征。
图5-36 XQ1-3G线重磁震解释剖面
说明：D为密度（单位103kg/m3）M为磁化强度（单位10-3A/m），i为磁倾角（单位（°））
（3）盆地沉积基底界面表现为高磁、高电阻率特征，而上覆沉积地层明显表现为低磁、相对的低阻特征。
（4）在盆地沉积地层中有火山岩和火山碎屑岩存在时，表现为明显的高磁特征，否则为弱磁或无磁特征。
图5-37 XQ07-10测线第一次联合反演结果
图5-38 XQ07-10测线第二次联合反演结果