磁異常的反演解釋方法

會計學(xué)1磁異常的反演解釋方法2/43內(nèi)容提要第一節(jié)磁法勘探與重力勘探異同第二節(jié)磁異常的常規(guī)處理第三節(jié)磁異常的反演第1頁/共42頁3/43第一節(jié)磁法勘探與重力勘探異同第2頁/共42頁4/43

在理論基礎(chǔ)和工作方法上有許多相似之處，但是它們之間也存在一些重要的差別，主要有：(1)就相對幅值而言，磁異常比重力異常大得多。地殼厚度變化引起的重力異常最大，達(dá)5.6gal，若正常重力以980gal計算，則最大重力異常值也僅為正常重力值的千分之五。強磁性體產(chǎn)生的磁異常高達(dá)10-4T，若正常地磁場強度按0.5×10-5T計，則最大磁異?？梢员日５卮艌鰪姸却笠槐?。第3頁/共42頁5/43

(2)從地面到地下數(shù)十公里深度內(nèi)所有物質(zhì)的密度變化都會引起重力的變化，說明重力異常反映的地質(zhì)因素較多。

但磁異常反映的地質(zhì)因素卻比較單一，只有各類磁鐵礦床及富含鐵磁性礦物的其它礦床和地質(zhì)構(gòu)造才能造成地磁場的明顯變化。第4頁/共42頁6/43

(3)密度體只有一個質(zhì)量中心，而磁性體則有兩個磁性中心(磁極)，且它們的相對位置因地而異。當(dāng)?shù)刭|(zhì)體置于不同的緯度區(qū)時，重力異常特征不變，而磁異常特征則要改變，因此磁異常總是要比重力異常復(fù)雜一些。第5頁/共42頁7/43就相對幅值而言，磁異常比重力異常大得多。磁異常反映的地質(zhì)因素卻比較單一,重力異常反映的地質(zhì)因素較多。密度體只有一個質(zhì)量中心，而磁性體則有兩個磁性中心(磁極)第6頁/共42頁8/43第二節(jié)磁異常的常規(guī)處理

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由于實測異常，經(jīng)常是由不同空間位置、不同磁性體的磁異常疊加而成，按照地質(zhì)任務(wù)的不同，其中有的是有用異常，而另一些為干擾異常。為了消除干擾異常，突出有用異常，對實測磁異常進(jìn)行處理。當(dāng)前采用的處理方法有數(shù)據(jù)網(wǎng)格化、光滑、解析延拓、濾波、高次導(dǎo)數(shù)法等。第8頁/共42頁10/43

1）數(shù)據(jù)網(wǎng)格化

實踐中，由于某些客觀原因，在一些測點上不能實際測量，從而造成實測點分布不均勻。但是異常的處理要求數(shù)據(jù)均勻分布，因此必須由分布不規(guī)則的實測數(shù)據(jù)換算出規(guī)則網(wǎng)格節(jié)點上的數(shù)據(jù)，此過程即為數(shù)據(jù)網(wǎng)格化。

數(shù)據(jù)網(wǎng)格化的實質(zhì)是對不規(guī)則數(shù)據(jù)點進(jìn)行插值。插值方法很多，但通常采用克里金方法。第9頁/共42頁11/43

2）磁異常圓滑

由于測量誤差、各項改正的誤差及近地表的隨機干擾等，常常使磁異常曲線呈現(xiàn)無規(guī)律的鋸齒狀，因此，在解釋這樣的磁異常之前，必須進(jìn)行圓滑處理。圓滑方法較多，有徒手圓滑、多次線性內(nèi)插圓滑、最小二乘圓滑法等。各種圓滑方法與重力勘探中的圓滑方法相同。第10頁/共42頁12/43第11頁/共42頁13/43第三節(jié)磁異常的反演

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已知磁場的空間分布特征來確定地下所對應(yīng)的場源體特征，如確定磁性體的賦存空間位置、形狀、產(chǎn)狀及磁化強度的大小和方向等。通常稱為磁異常的反演問題。

磁異常反演過程分為定性、半定量解釋和定量解釋兩個階段，這兩者是互相關(guān)聯(lián)，互相輔助的。只有在通過正確的定性及半定量解釋取得初步對磁性體形狀、產(chǎn)狀、及其所引起的地質(zhì)原因進(jìn)行判斷之后，才能合理地選用定量計算的公式和方法，以便進(jìn)一步得到更完善的解釋結(jié)果。第13頁/共42頁15/43

在磁異常解釋中存在以下兩個較為普遍的問題：

（1）場源體非均勻磁性問題

在自然界中因場源所處的地質(zhì)、地球物理環(huán)境不同，其非均勻磁性是較普遍的現(xiàn)象。通常對具有一定埋深的場源在反演解釋過程中假設(shè)其為均勻磁化。

（2）反演的多解性問題

多解性問題是地球物理反演解釋中普遍存在的問題。為了避免或減少磁異常反演的多解性問題，必須充分利用地質(zhì)及其它地球物理資料進(jìn)行綜合推斷解釋。

第14頁/共42頁16/43多解性Ms與板斜面夾角相同,板產(chǎn)狀不同有有可能產(chǎn)生同樣的磁異常

磁距相同,埋深相同的大小球體有可能產(chǎn)生同樣的磁異常第15頁/共42頁17/43第16頁/共42頁18/43

對磁異常進(jìn)行地質(zhì)解釋的首要任務(wù)是判斷磁異常的成因。對找礦來講，就是要區(qū)分哪些是礦異常，哪些是非礦異常。

磁異常的定性解釋包括兩個方面的內(nèi)容：一是初步解釋引起磁異常的地質(zhì)原因，二是根據(jù)實測磁異常的特點，結(jié)合地質(zhì)特征運用磁性體與磁場的對應(yīng)規(guī)律，大體判定磁性體的形狀、產(chǎn)狀及其分布。

一、磁異常的定性解釋第17頁/共42頁19/43

實際工作中，由于地質(zhì)任務(wù)和地質(zhì)條件的不同，定性解釋的重點與方法也不同，但一般都從以下幾個方面著手。

將磁異常進(jìn)行分類。根據(jù)異常的特點（如極值、梯度、正負(fù)伴生關(guān)系、走向、形態(tài)、分布范圍等）和異常分布區(qū)的地質(zhì)情況，并給合物探工作的地質(zhì)任務(wù)進(jìn)行異常分類。第18頁/共42頁20/43

（1）把異常分為區(qū)域異常和局部異常。區(qū)域異常往往與大的區(qū)域構(gòu)造或火成巖分布等因素有關(guān)；局部異?？赡芘c礦床和礦化、小磁性侵入體等因素有關(guān)。為了弄清每個異常的地質(zhì)原因，對區(qū)域異?？山Y(jié)合地質(zhì)情況，再分為強度大、而又起伏變化的分布范圍也大的異常，異常強度較小而又平靜的大范圍分布的異常等等；對局部性異常，可結(jié)合控礦因素等分為有意義異常和非礦異常等。第19頁/共42頁21/43

（2）由“已知”到“未知”。由已知到未知是一種類比方法，這種方法是先從已知地質(zhì)情況著手，根據(jù)（礦）石磁性參數(shù)，對比磁異常與地質(zhì)構(gòu)造或礦體等的關(guān)系，找出異常與礦體，巖體或構(gòu)造的對應(yīng)規(guī)律，確定引起異常的地質(zhì)原因，并以此確定對應(yīng)規(guī)律，指導(dǎo)條件相同的未知區(qū)異常的解釋。在推論未知區(qū)時，應(yīng)充分注意某些條件變化（如覆蓋、干擾等）對異常的可能影響。第20頁/共42頁22/43（3）對異常進(jìn)行詳細(xì)分析。詳細(xì)分析研究異常的目的，是為了結(jié)合巖石磁性和地質(zhì)情況確定引起異常的地質(zhì)原因。在研究異常時，應(yīng)注意它所處的地理位置，異常的規(guī)則程度，疊加特點。同時還應(yīng)大致判斷場源的形狀、產(chǎn)狀、延深和傾向等。第21頁/共42頁23/43渭河盆地航磁△T異常等值線平面圖第22頁/共42頁24/43二、磁異常的定量解釋

定量解釋通常是在定性解釋基礎(chǔ)上進(jìn)行，但其結(jié)果?？裳a充初步地質(zhì)解釋的結(jié)果。定性和定量解釋兩者是相輔相成的，并無嚴(yán)格的分界。定量解釋的目的在于：根據(jù)磁性地質(zhì)體的幾何參量和磁性參量的可能數(shù)值，結(jié)合地質(zhì)規(guī)律，進(jìn)一步判斷場源的性質(zhì)；提供磁性地層或基底的幾何參量（主要是埋深、傾角和厚度）在平面或沿剖面的變化關(guān)系，以便于推斷地下的地質(zhì)構(gòu)造；提供磁性地質(zhì)體在平面上的投影位置、埋深及傾向等，以便合理布置探礦工程，提高礦產(chǎn)勘探的經(jīng)濟效果。第23頁/共42頁25/43

定量解釋方法的選擇，應(yīng)選那些簡單、方便、精度高，適用范圍廣，有抗干擾能力，前提條件少，能自動檢驗或修正反演結(jié)果的方法。第24頁/共42頁26/431、特征點法

利用磁異常曲線上一些特征值，如極大值、半極值、1/4極值，拐點，零值點及極小值等坐標(biāo)位置和坐標(biāo)之間的距離，求解磁源體參量的方法稱為特征點法。其實質(zhì)就是求解出不同形狀磁性體磁場解析式的特征點與該形體參量間的關(guān)系式，然后由異常曲線上讀取各個特征值代入相應(yīng)關(guān)系式求得反演結(jié)果。第25頁/共42頁27/43is為Js的傾角，即Js與OX軸間夾角，稱為有效磁化傾角.第26頁/共42頁28/43已知斜磁化球體的Za表達(dá)式為其中f是有效磁化傾角is的函數(shù)R:埋深第27頁/共42頁29/43將極值點坐標(biāo)Xmax代入Za表達(dá)式中，可求得截面磁矩ms，有第28頁/共42頁30/43

這時K與f、φ均為is角的函數(shù)值，根據(jù)它們的函數(shù)關(guān)系式可以作出表:

解反演問題時，由實測異常曲線上取得dm和極值比K，并由K值在表中查得is，f及φ值，分別代入上兩式解得R和ms：若已知截面磁化強度Ms，則又可求得球的中心剖面內(nèi)最大截面積S，進(jìn)一步可解得球體的體積。第29頁/共42頁31/43第30頁/共42頁32/432、磁異常的其它處理解釋方法1）延拓：向上延拓壓制了淺部礦體的異常，突出了深部盲礦體產(chǎn)生的低緩異常。第31頁/共42頁33/43下

延

可

以

處

理

旁

側(cè)

異

常第32頁/共42頁34/431.玄武巖2.沉積巖第33頁/共42頁35/43

內(nèi)蒙某地用磁力勘探普查超基性巖的實例。該地區(qū)淺部蓋有一層不厚的玄武巖，使磁場表現(xiàn)為強烈的跳動。為壓制玄武巖的干擾，將磁場向上延拓了500m。由圖可知，向上延拓的磁場壓制了玄武巖的干擾。同時右側(cè)部分反映了深部的超基性巖磁場。1.玄武巖2.沉積巖第34頁/共42頁36/432）垂向二次導(dǎo)數(shù)分離微弱異常磁力異常垂向二次導(dǎo)數(shù)異常第35頁/共42頁37/433）化極第36頁/共42頁38/43

在垂直磁化條件下，磁異常的形態(tài)以及磁異常與磁性體的關(guān)系都比較簡單，便于進(jìn)行地質(zhì)解釋。但我國處于中緯度地區(qū)，磁性體受斜磁化影響，其異常一般都有正、負(fù)兩個部分，異常與磁性體的關(guān)系也比較復(fù)雜，解釋的難度是比較大的。解決這個問題的辦法之一是用數(shù)學(xué)換算將“斜磁化”轉(zhuǎn)變?yōu)椤按怪贝呕?，由于這一過程相當(dāng)于人為地將磁性體從所在測區(qū)移到了地磁極處，故又稱為“化向地磁極”。第37頁/共42頁39/43鐵山、鄂城巖體的ΔT異常化向地磁極

ΔT異常最容易受到斜磁化的影響，因此“化向地磁極”在處理航磁資料方面時常應(yīng)用。湖北鐵山、鄂城巖體的ΔT異常，其正、負(fù)值范圍與巖體界線(點線表示)不符?；虻卮艠O后，異常正值部分與巖體邊界有較好的對應(yīng)關(guān)系。第38頁/共42頁40/43切線法、特征點法的應(yīng)用條件及優(yōu)缺點切線法是利用過異常曲線上的一些特征點（如極值點，拐點）的切線之間的交點坐標(biāo)間的關(guān)系來計算磁性體產(chǎn)狀要素的方法。該方法簡便、快速