本技术属于地质领域，具体涉及一种地壳密度结构约束下的地壳均衡状态分析方法、装置及设备。
背景技术：
1、地壳均衡状态反映近期地壳深部的构造活动状态，能够指示地表过程、地球深部活动与动力学和地球圈层之间的相互作用。地表沉积层、地壳圈层密度以及莫霍面的起伏对地壳均衡面埋深的计算均有较大的影响。
2、目前，在计算地壳均衡面埋深时，通常应用标准地壳参数(地壳厚度为30km，地壳密度为2.67g/cm3，上地幔密度为3.27g/cm3)，或者采用crust 1.0或者crust 2.0全球地壳密度模型提供的地壳参数。然而，真实的地壳密度分布与标准地壳并不相符，计算结果与实际情况存在较大误差。同时，crust 1.0和crust 2.0模型提供的地壳密度分辨率较低，导致地壳均衡面埋深的计算精度较低。
3、综上可见，选择精确的地壳密度参数对于地壳均衡面埋深计算结果的准确性而言极其关键。
技术实现思路
1、有鉴于此，本技术提供一种地壳密度结构约束下的地壳均衡状态分析方法、装置及设备，本技术利用原始布格重力、地表高程、各构造单元纵向各圈层的经验密度值以及原始布格重力莫霍面埋深等数据，精确构建各构造单元的地壳密度结构模型；并以该模型为约束，应用airy均衡模型，计算各构造单元的地壳均衡面埋深；通过比较各构造单元地壳均衡面埋深与重力莫霍面埋深，准确分析地壳实际均衡补偿状态；进而揭示现今地壳深部的构造活动性，为地震活动性、地壳深部物质和能量交换等过程的分析提供指导作用。
2、第一方面，本技术实施例提供了一种地壳密度结构约束下的地壳均衡状态分析方法，包括：
3、获取原始布格重力异常数据和地表高程数据；
4、对所述原始布格重力异常数据进行2d重力异常小波多尺度分解，获得各阶布格重力小波细节场；
5、利用对数功率谱方法，计算布格重力小波细节场的场源深度hg；
6、基于parker-oldenburg密度界面反演方法，进行莫霍面埋深反演，得到重力莫霍面埋深
7、应用正向拟合反演方法，构建地壳密度结构模型；
8、以地壳密度结构为约束，应用airy均衡模型，求取各构造单元地壳均衡面埋深ha；
9、比较各构造单元地壳均衡面埋深ha与重力莫霍面埋深分析地壳均衡补偿状态。
10、在一种可能的实现方式中，所述2d重力异常小波多尺度分解的公式为：
11、
12、式中，δg(x，y)是原始布格重力异常数据，ajf(x，y)是j阶小波逼近异常信号，djf(x，y)是j阶小波细节异常信号，j＝1，2，…，j，小波逼近异常信号反映重力场区域地质特征，小波细节异常信号反映重力场局部地质特征。
13、在一种可能的实现方式中，所述场源深度hg的计算公式为：
14、
15、式中，hg代表布格重力小波细节场的场源深度，s代表对数功率谱的斜率。
16、在一种可能的实现方式中，基于parker-oldenburq密度界面反演方法，进行莫霍面埋深反演，得到重力莫霍面埋深包括：
17、调研研究区域的地震p波速度与地壳密度的经验关糸式，利用所述经验关系式分别计算出研究区域的沉积盖层平均密度岩石圈地幔平均密度进而得出沉积盖层与岩石圈地幔的密度差δρ0；
18、调研研究区域的莫霍面经验埋深h；
19、挑选场源深度hg接近于莫霍面经验埋深h的n阶布格重力小波细节场；
20、利用parker-oldenburg密度界面反演法进行莫霍面埋深反演，得到重力莫霍面埋深
21、在一种可能的实现方式中，所述莫霍面埋深反演的公式为：
22、
23、其中，是重力莫霍面埋深；是重力异常，将场源深度hg接近于莫霍面经验埋深h的布格重力n阶小波细节场作为的输入值；h是研究区域区莫霍面经验埋深；s是径向波数；σ是剩余密度，用沉积盖层与上地幔的密度差δρ0作为σ的输入值；g是万有引力常数；是莫霍面相对莫霍面经验埋深h的起伏情况。
24、在一种可能的实现方式中，构建地壳密度结构模型包括：
25、纵向上划分岩石圈圈层结构；
26、横向上划分构造单元，调研各构造单元的地震p波速度值；
27、利用所述经验关系式，分别计算出各构造单元的沉积盖层、上地壳、中地壳、下地壳和岩石圈地幔的密度值；
28、根据各构造单元的沉积盖层、上地壳、中地壳、下地壳和岩石圈地幔的密度值，所述布格重力小波细节场的场源深度hg、所述莫霍面埋深反演的结果作为初始地壳密度结构模型；
29、利用原始布格重力异常数据和地表高程数据，进行地壳密度结构正向拟合反演，当根据地壳密度结构模型计算的重力数据与原始布格重力异常数据拟合度达到最高时，正向拟合反演结束，获得研究区域各构造单元的地壳密度结构。
30、在一种可能的实现方式中，所述各构造单元地壳均衡面埋深ha的计算公式为：
31、
32、式中，h是地表高程，h0是地表高程与海平面一致时的地壳平均厚度，将各构造单元的莫霍面埋深作为h0的输入值，ρc是各构造单元的上地壳、中地壳、下地壳的密度值求取的地壳平均密度，ρm是各构造单元的岩石圈地幔的密度值。
33、在一种可能的实现方式中，所述分析地壳均衡补偿状态包括：
34、若则说明该构造单元处于地壳均衡稳定状态；茗则说明该构造单元处于地壳欠补偿状态，地表地形具有下沉趋势；若则说明该构造单元处于地壳过渡补偿状态，地表地形具有抬升趋势。
35、第二方面，本技术实施例提供了一种地壳密度结构约束下的地壳均衡状态分析装置，包括：
36、数据获取模块：获取原始布格重力异常数据和地表高程数据；
37、数据分解模块：对所述原始布格重力异常数据进行2d重力异常小波多尺度分解，获得各阶布格重力小波细节场；
38、场源深度计算模块：利用对数功率谱方法，计算布格重力小波细节场的场源深度hg；
39、莫霍面埋深反演模块：基于parker-oldenburg密度界面反演方法，进行莫霍面埋深反演，得到重力莫霍面埋深
40、结构模型构建模块：应用正向拟合反演方法，构建地壳密度结构模型；
41、地壳均衡面埋深求取模块：以地壳密度结构为约束，应用airy均衡模型，求取各构造单元地壳均衡面埋深ha；
42、状态分析模块：比较各构造单元地壳均衡面埋深ha与重力莫霍面埋深分析地壳均衡补偿状态。
43、第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括：
44、处理器；
45、存储器；
46、以及计算机程序，其中所述计算机程序被存储在所述存储器中，所述计算机程序包括指令，当所述指令被所述处理器执行时，使得所述电子设备执行权利要求1至8中任意一项所述的方法。
47、与现有技术相比，本技术的优点在于，本技术利用原始布格重力、地表高程、各构造单元纵向各圈层的经验密度值以及原始布格重力莫霍面埋深等数据，精确构建各构造单元的地壳密度结构模型；在该模型的约束下，准确计算出各构造单元的地壳均衡面埋深。本技术提高了地壳均衡面埋深计算结果的纵向和横向精度，通过比较各构造单元地壳均衡面埋深与重力莫霍面埋深，能够准确分析各构造单元的地壳实际均衡补偿状态，进而揭示现今地壳深部的构造活动性，具有很好的推广应用价值。
1.一种地壳密度结构约束下的地壳均衡状态分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述2d重力异常小波多尺度分解的公式为：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述场源深度hg的计算公式为:
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于parker-oldenburg密度界面反演方法，进行莫霍面埋深反演，得到重力莫霍面埋深包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述莫霍面埋深反演的公式为：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，构建地壳密度结构模型包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述各构造单元地壳均衡面埋深ha的计算公式为：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析地壳均衡补偿状态包括：
9.一种地壳密度结构约束下的地壳均衡状态分析装置，其特征在于，包括：
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
