磁异常反演解释方法.pptx

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1、1/43内容提要内容提要第一节第一节 磁法勘探与重力勘探异同磁法勘探与重力勘探异同第二节第二节 磁异常的常规处理磁异常的常规处理第三节第三节 磁异常的反演磁异常的反演第1页/共42页2/43第一节第一节 磁法勘探与重力勘探异同磁法勘探与重力勘探异同第2页/共42页3/43 在理论基础和工作方法上有许多相似之处，但在理论基础和工作方法上有许多相似之处，但是它们之间也存在一些重要的差别，主要有：是它们之间也存在一些重要的差别，主要有：(1)(1)就相对幅值而言，磁异常比重力异常大得就相对幅值而言，磁异常比重力异常大得多。多。地壳厚度变化引起的重力异常最大，地壳厚度变化引起的重力异常最大，达达5.6

2、gal5.6gal，若正常重力，若正常重力以以980gal980gal计算，则最大重力异常值计算，则最大重力异常值也仅为正常重力值的千分之五。强磁性体产生的也仅为正常重力值的千分之五。强磁性体产生的磁异常高达磁异常高达1010-4-4T T，若正常地磁场强度按，若正常地磁场强度按0.5100.510-5 5T T计，则最大磁异常可以比正常地磁场强度大一计，则最大磁异常可以比正常地磁场强度大一倍。倍。第3页/共42页4/43 (2)(2)从地面到地下数十公里深度内所有物质的从地面到地下数十公里深度内所有物质的密度变化都会引起重力的变化，说明重力异常密度变化都会引起重力的变化，说明重力异常反映的地

3、质因素较多。反映的地质因素较多。但磁异常反映的地质因素却比较单一，只有各但磁异常反映的地质因素却比较单一，只有各类磁铁矿床及富含铁磁性矿物的其它矿床和地类磁铁矿床及富含铁磁性矿物的其它矿床和地质构造才能造成地磁场的明显变化。质构造才能造成地磁场的明显变化。第4页/共42页5/43 (3)(3)密度体只有一个质量中心，而磁性体则有密度体只有一个质量中心，而磁性体则有两个磁性中心两个磁性中心(磁极磁极)，且它们的相对位置因地，且它们的相对位置因地而异。而异。当地质体置于不同的纬度区时，重力异当地质体置于不同的纬度区时，重力异常特征不变，而磁异常特征则要改变，因此磁常特征不变，而磁异常特征则要改变，

4、因此磁异常总是要比重力异常复杂一些。异常总是要比重力异常复杂一些。第5页/共42页6/43就相对幅值而言，磁异常比重力异常大得多。就相对幅值而言，磁异常比重力异常大得多。磁异常反映的地质因素却比较单一磁异常反映的地质因素却比较单一,重力异常反映的地质因素较多。重力异常反映的地质因素较多。密度体只有一个质量中心，而磁性体则有两个磁性中心密度体只有一个质量中心，而磁性体则有两个磁性中心(磁极磁极)第6页/共42页7/43第二节第二节 磁异常的常规处理磁异常的常规处理 第7页/共42页8/43 由于实测异常，经常是由不同空间位置、不同磁性体的磁由于实测异常，经常是由不同空间位置、不同磁性体的磁异常叠

5、加而成，按照地质任务的不同，其中有的是有用异常，异常叠加而成，按照地质任务的不同，其中有的是有用异常，而另一些为干扰异常。而另一些为干扰异常。为了消除干扰异常，突出有用异常，对实测磁异常进行处为了消除干扰异常，突出有用异常，对实测磁异常进行处理。当前采用的处理方法有数据理。当前采用的处理方法有数据网格化、光滑、解析延拓、滤网格化、光滑、解析延拓、滤波、高次导数法波、高次导数法等。等。第8页/共42页9/43 1 1）数据网格化）数据网格化 实践中，由于某些客观原因，在一些测点上不能实际测量，从而造成实测点分实践中，由于某些客观原因，在一些测点上不能实际测量，从而造成实测点分布不均匀。但是异常的

6、处理要求数据均匀分布，因此必须由分布不规则的实测数据布不均匀。但是异常的处理要求数据均匀分布，因此必须由分布不规则的实测数据换算出规则网格节点上的数据，此过程即为数据网格化。换算出规则网格节点上的数据，此过程即为数据网格化。数据网格化的实质是对不规则数据点进行插值。插值方法很多，但通常采用克数据网格化的实质是对不规则数据点进行插值。插值方法很多，但通常采用克里金方法。里金方法。第9页/共42页10/43 2 2）磁异常圆滑）磁异常圆滑 由于测量误差、各项改正的误差及近地表的随机干扰等，常常使磁异常曲线呈由于测量误差、各项改正的误差及近地表的随机干扰等，常常使磁异常曲线呈现无规律的锯齿状，因此，

7、在解释这样的磁异常之前，必须进行圆滑处理。圆滑方现无规律的锯齿状，因此，在解释这样的磁异常之前，必须进行圆滑处理。圆滑方法较多，有徒手圆滑、多次线性内插圆滑、最小二乘圆滑法等。各种圆滑方法与重法较多，有徒手圆滑、多次线性内插圆滑、最小二乘圆滑法等。各种圆滑方法与重力勘探中的圆滑方法相同。力勘探中的圆滑方法相同。第10页/共42页11/43第11页/共42页12/43第三节第三节 磁异常的反演磁异常的反演 第12页/共42页13/43 已知磁场的空间分布特征来确定地下所对应的已知磁场的空间分布特征来确定地下所对应的场场源体特征源体特征，如确定磁性体的赋存，如确定磁性体的赋存空间位置空间位置、形状

8、形状、产状产状及及磁化强度的大小和方向磁化强度的大小和方向等。通常称为磁异常的反演问等。通常称为磁异常的反演问题。题。磁异常反演过程分为磁异常反演过程分为定性、半定量解释定性、半定量解释和定量解和定量解释两个阶段，这两者是互相关联，互相辅助的。只有在释两个阶段，这两者是互相关联，互相辅助的。只有在通过正确的定性及半定量解释取得初步对磁性体形状、通过正确的定性及半定量解释取得初步对磁性体形状、产状、及其所引起的地质原因进行判断之后，才能合理产状、及其所引起的地质原因进行判断之后，才能合理地选用定量计算的公式和方法，以便进一步得到更完善地选用定量计算的公式和方法，以便进一步得到更完善的解释结果。的

9、解释结果。第13页/共42页14/43 在磁异常解释中存在以下两个较为普遍的问题：在磁异常解释中存在以下两个较为普遍的问题：（1 1）场源体非均匀磁性问题）场源体非均匀磁性问题 在自然界中因场源所处的地质、地球物理环境不同，在自然界中因场源所处的地质、地球物理环境不同，其非均匀磁性是较普遍的现象。通常对具有一定埋深的场其非均匀磁性是较普遍的现象。通常对具有一定埋深的场源在反演解释过程中源在反演解释过程中假设其为均匀磁化假设其为均匀磁化。（2 2）反演的多解性问题）反演的多解性问题 多解性问题多解性问题是地球物理反演解释中普遍存在的问题。是地球物理反演解释中普遍存在的问题。为了避免或减少磁异常反

10、演的多解性问题，必须充分利用为了避免或减少磁异常反演的多解性问题，必须充分利用地质及其它地球物理资料进行综合推断解释。地质及其它地球物理资料进行综合推断解释。第14页/共42页15/43多解性MsMs与板斜面夹角相同与板斜面夹角相同,板产状不同有板产状不同有有可能产生同样的磁异常有可能产生同样的磁异常磁距相同磁距相同,埋深相同的大小球体有可埋深相同的大小球体有可能产生同样的磁异常能产生同样的磁异常第15页/共42页16/43第16页/共42页17/43 对磁异常进行地质解释的首要任务是对磁异常进行地质解释的首要任务是判断判断磁异常的成因磁异常的成因。对找矿来讲，就是要区分哪些。对找矿来讲，就是

11、要区分哪些是矿异常，哪些是非矿异常。是矿异常，哪些是非矿异常。磁异常的定性解释包括两个方面的内容：一磁异常的定性解释包括两个方面的内容：一是初步解释是初步解释引起磁异常的地质原因引起磁异常的地质原因，二是根据，二是根据实测磁异常的特点，结合地质特征运用磁性体实测磁异常的特点，结合地质特征运用磁性体与磁场的对应规律，大体判定与磁场的对应规律，大体判定磁性体的形状、磁性体的形状、产状及其分布。产状及其分布。一、磁异常的定性解释一、磁异常的定性解释第17页/共42页18/43实际工作中，由于地质任务和地质条件的不实际工作中，由于地质任务和地质条件的不同，定性解释的重点与方法也不同，但一般都同，定性解

12、释的重点与方法也不同，但一般都从以下几个方面着手。从以下几个方面着手。将磁异常进行分类。根据异常的特点（如将磁异常进行分类。根据异常的特点（如极值、梯度、正负伴生关系、走向、形态、分极值、梯度、正负伴生关系、走向、形态、分布范围等）和异常分布区的地质情况，并给合布范围等）和异常分布区的地质情况，并给合物探工作的地质任务进行异常分类。物探工作的地质任务进行异常分类。第18页/共42页19/43 （1 1）把异常分为区域异常和局部异常。把异常分为区域异常和局部异常。区域异常区域异常往往与大的区域构造或火成岩分布等因素往往与大的区域构造或火成岩分布等因素有关；有关；局部异常局部异常可能与矿床和矿化、

13、小磁性侵入体等因素可能与矿床和矿化、小磁性侵入体等因素有关。为了弄清每个异常的地质原因，对区域异有关。为了弄清每个异常的地质原因，对区域异常可结合地质情况，再分为强度大、而又起伏变常可结合地质情况，再分为强度大、而又起伏变化的分布范围也大的异常，异常强度较小而又平化的分布范围也大的异常，异常强度较小而又平静的大范围分布的异常等等；对局部性异常，可静的大范围分布的异常等等；对局部性异常，可结合控矿因素等分为有意义异常和非矿异常等。结合控矿因素等分为有意义异常和非矿异常等。第19页/共42页20/43（2 2）由）由“已知已知”到到“未知未知”。由已知到未知是一种类比方法，这种方法是先从由已知到未

14、知是一种类比方法，这种方法是先从已知地质情况着手，根据（矿）石磁性参数，对已知地质情况着手，根据（矿）石磁性参数，对比磁异常与地质构造或矿体等的关系，找出异常比磁异常与地质构造或矿体等的关系，找出异常与矿体，岩体或构造的对应规律，确定引起异常与矿体，岩体或构造的对应规律，确定引起异常的地质原因，并以此确定对应规律，指导条件相的地质原因，并以此确定对应规律，指导条件相同的未知区异常的解释。在推论未知区时，应充同的未知区异常的解释。在推论未知区时，应充分注意某些条件变化（如覆盖、干扰等）对异常分注意某些条件变化（如覆盖、干扰等）对异常的可能影响。的可能影响。第20页/共42页21/43（3 3）对

15、异常进行详细分析。）对异常进行详细分析。详细分析研究异常的目的，是为了结合岩石磁详细分析研究异常的目的，是为了结合岩石磁性和地质情况确定引起异常的地质原因。在研性和地质情况确定引起异常的地质原因。在研究异常时，应注意它所处的地理位置，异常的究异常时，应注意它所处的地理位置，异常的规则程度，叠加特点。同时还应大致判断场源规则程度，叠加特点。同时还应大致判断场源的形状、产状、延深和倾向等。的形状、产状、延深和倾向等。第21页/共42页22/43渭河盆地航磁渭河盆地航磁T T异常等值线平面图异常等值线平面图第22页/共42页23/43二、磁异常的定量解释二、磁异常的定量解释定量解释通常是在定性解释基

16、础上进行，但其结定量解释通常是在定性解释基础上进行，但其结果常可补充初步地质解释的结果。果常可补充初步地质解释的结果。定性和定量解释两者定性和定量解释两者是相辅相成的，并无严格的分界。是相辅相成的，并无严格的分界。定量解释的目的在于：根据磁性地质体的几何参量定量解释的目的在于：根据磁性地质体的几何参量和磁性参量的可能数值，结合地质规律，进一步判断场和磁性参量的可能数值，结合地质规律，进一步判断场源的性质；源的性质；提供磁性地层或基底的几何参量（主要是埋深、倾提供磁性地层或基底的几何参量（主要是埋深、倾角和厚度）在平面或沿剖面的变化关系，以便于推断地角和厚度）在平面或沿剖面的变化关系，以便于推断

17、地下的地质构造；下的地质构造；提供磁性地质体在平面上的投影位置、埋深及倾向提供磁性地质体在平面上的投影位置、埋深及倾向等，以便合理布置探矿工程，提高矿产勘探的经济效果。等，以便合理布置探矿工程，提高矿产勘探的经济效果。第23页/共42页24/43定量解释方法的选择，应选那些简单、定量解释方法的选择，应选那些简单、方便、精度高，适用范围广，有抗干扰能方便、精度高，适用范围广，有抗干扰能力，前提条件少，能自动检验或修正反演力，前提条件少，能自动检验或修正反演结果的方法。结果的方法。第24页/共42页25/431 1、特征点法、特征点法利用磁异常曲线上一些特征值，如极大值、利用磁异常曲线上一些特征值

18、，如极大值、半极值、半极值、1/41/4极值，拐点，零值点及极小值等坐极值，拐点，零值点及极小值等坐标位置和坐标之间的距离，求解磁源体参量的标位置和坐标之间的距离，求解磁源体参量的方法称为特征点法。方法称为特征点法。其实质就是求解出不同形状磁性体磁场解其实质就是求解出不同形状磁性体磁场解析式的特征点与该形体参量间的关系式，然后析式的特征点与该形体参量间的关系式，然后由异常曲线上读取各个特征值代入相应关系式由异常曲线上读取各个特征值代入相应关系式求得反演结果。求得反演结果。第25页/共42页26/43is为Js的倾角，即Js与OX轴间夹角，称为有效磁化倾角.第26页/共42页27/43已知斜磁化

19、球体的Za表达式为其中f是有效磁化倾角is的函数R:埋深第27页/共42页28/43将极值点坐标将极值点坐标XmaxXmax代入代入ZaZa表达式中，可求得表达式中，可求得截面磁矩截面磁矩msms，有，有第28页/共42页29/43这时这时K K与与f f、均为均为isis角的函数值，根据它们角的函数值，根据它们的函数关系式可以作出表的函数关系式可以作出表:解反演问题时，由实测异常曲线上取得解反演问题时，由实测异常曲线上取得dmdm和和极值比极值比K K，并由，并由K K值在表中查得值在表中查得isis，f f及及值，分值，分别代入别代入 上两式解得上两式解得R R和和msms：若已知截面磁化

20、强：若已知截面磁化强度度MsMs，则又可求得球的中心剖面内最大截面积，则又可求得球的中心剖面内最大截面积S S，进一步可解得球体的体积。，进一步可解得球体的体积。第29页/共42页30/43第30页/共42页31/432 2、磁异常的其它处理解释方法、磁异常的其它处理解释方法1）延拓：向上延拓压制了浅部矿体的异常，突出了深部盲矿体产生的低缓异常。第31页/共42页32/43下下延延可可以以处处理理旁旁侧侧异异常常第32页/共42页33/431.1.玄武岩玄武岩 2.2.沉积岩沉积岩第33页/共42页35/432）垂向二次导数分离微弱异常）垂向二次导数分离微弱异常磁力异常垂向二次导数异常第35页

21、/共42页36/433）化极第36页/共42页37/43在垂直磁化条件下，磁异常的形态以及磁异常在垂直磁化条件下，磁异常的形态以及磁异常与磁性体的关系都比较简单，便于进行地质解释。与磁性体的关系都比较简单，便于进行地质解释。但我国处于中纬度地区，磁性体受斜磁化影响，但我国处于中纬度地区，磁性体受斜磁化影响，其异常一般都有正、负两个部分，异常与磁性体其异常一般都有正、负两个部分，异常与磁性体的关系也比较复杂，解释的难度是比较大的。解的关系也比较复杂，解释的难度是比较大的。解决这个问题的办法之一是用数学换算将决这个问题的办法之一是用数学换算将“斜磁化斜磁化”转变为转变为“垂直磁化垂直磁化”，由于这

22、一过程相当于人，由于这一过程相当于人为地将磁性体从所在测区移到了地磁极处，故又为地将磁性体从所在测区移到了地磁极处，故又称为称为“化向地磁极化向地磁极”。第37页/共42页38/43铁山、鄂城岩体的T异常化向地磁极TT异常最容易受到斜磁化的影响，因此异常最容易受到斜磁化的影响，因此“化化向地磁极向地磁极”在处理航磁资料方面时常应用。在处理航磁资料方面时常应用。湖北铁山、鄂城岩体的湖北铁山、鄂城岩体的TT异常，其正、负值异常，其正、负值范围与岩体界线范围与岩体界线(点线表示点线表示)不符。化向地磁极后，不符。化向地磁极后，异常正值部分与岩体边界有较好的对应关系异常正值部分与岩体边界有较好的对应关

23、系 。第38页/共42页39/43切线法、特征点法的应用条件及优缺点切线法、特征点法的应用条件及优缺点切线法是利用过异常曲线上的一些特征点（如极值点，切线法是利用过异常曲线上的一些特征点（如极值点，拐点）的切线之间的交点坐标间的关系来计算磁性体产拐点）的切线之间的交点坐标间的关系来计算磁性体产状要素的方法。该方法简便、快速、受正常场选择影响状要素的方法。该方法简便、快速、受正常场选择影响小，在航磁小，在航磁T T异常的定量解释中曾得到广泛应用。异常的定量解释中曾得到广泛应用。利用磁异常曲线上一些特征值，如极大值、半极值、利用磁异常曲线上一些特征值，如极大值、半极值、1/4 1/4 极值，拐点，零值点及极小值等坐标位置和坐标之极值，拐点，零值点及极小值等坐标位置和坐标之间的距离，求解磁源体参量的方法称为特征点法。其实间的距离，求解磁源体参量的方法称为特征点法。其实质就是求解出不同形状磁性体磁场解析式的特征点与该质就是求解出不同形状磁性体磁场解析式的特征点与该形体参量间的关系式，然后由异常曲线上读取各个特征形体参量间的关系式，然后由异常曲线上读取各个特征值代入相应关系式求得反演结果。值代入相应关系式求得反演结果。第39页/共42页40/43第40页/共42页41/43：地质体的倾角：地质体的倾角i i：磁化倾角：磁化倾角第41页/共42页42/43感谢您的观看！第42页/共42页