第三章磁法勘探

第三章磁法勘探ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY磁法勘探是利用地殼內(nèi)各種巖（礦）石間的磁性差異所引起的磁異常來(lái)尋找有用礦產(chǎn)或查明地下地質(zhì)構(gòu)造的一種地球物理方法。磁法勘探也是應(yīng)用最早的地球物理方法。1640年，瑞典人首先嘗試用羅盤尋找磁鐵礦，但直到1870年，瑞典人Thalen和Tiberg制造了萬(wàn)能磁力儀后，磁法勘探才作為一種地球物理方法建立和發(fā)展起來(lái)。磁法勘探可分為地面磁測(cè)、航空磁測(cè)、海洋磁測(cè)和井中磁測(cè)。磁法勘探和重力勘探的差別主要有：1、磁異常比重力異常大得多；2、重力異常反映地質(zhì)因素多，磁異常反映的地質(zhì)因素單一；3、密度體只有一個(gè)質(zhì)量中心，磁性體有兩個(gè)磁性中心；4、磁異常特征受緯度影響大。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY§3.1地球的磁場(chǎng)ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY存在于地球周圍的具有磁力作用的空間稱地磁場(chǎng)。他由基本磁場(chǎng)、變化磁場(chǎng)、磁異常三部分組成。一、主磁場(chǎng)主磁場(chǎng)占地磁場(chǎng)的99%以上，主要是由地核內(nèi)電流的對(duì)流形成，是一種由偶極子場(chǎng)和非偶極子場(chǎng)組成的內(nèi)源磁場(chǎng)。

I、D、X、Y、Z、H和T各量都是表示地磁場(chǎng)大小和方向的物理量，稱為地磁要素。地磁絕對(duì)測(cè)量通常測(cè)定I、D、H三要素的絕對(duì)值，磁法勘探則是測(cè)定T的相對(duì)值。為了研究地磁場(chǎng)在地表的分布規(guī)律，需要利用地磁絕對(duì)測(cè)量的成果繪制地磁要素的等值線平面圖，稱為“地磁圖”。地磁要素是隨時(shí)間變化的，因此必須把觀測(cè)數(shù)據(jù)歸算到某一特定的日期。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY1980.0年代世界地磁場(chǎng)垂直分量等值線平面圖（單位為μT）ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY1980.0年代世界地磁場(chǎng)水平分量等值線平面（單位為μT）ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY1980.0年代世界等傾線圖（單位：度）ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY1980.0年代世界等偏線圖（單位：度）ECIT從世界地磁圖中減去地磁場(chǎng)的偶極子磁場(chǎng)(約占主磁場(chǎng)的80%)，即可得到非偶極子磁場(chǎng)。非偶極子磁場(chǎng)圍繞著幾個(gè)中心分布，每個(gè)中心都有各自的正、負(fù)極性，且分布的地域很廣。

1980.0年代世界非偶極子磁場(chǎng)垂直分量等值線平面圖(單位為μT)ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY我國(guó)地磁要素圖有以下特征：①磁偏角的零偏線由蒙古穿過(guò)我國(guó)中部偏西的甘肅省和西藏自治區(qū)延伸到尼泊爾、印度。零偏線以東偏角為負(fù)，其變化由0度至-11度；零偏線以西為正，變化范圍由0度至5度。②磁傾角由南向北，I

值由-10度增至70度。③地磁場(chǎng)水平強(qiáng)度（H）從南至北，H值由40000nT降至21000nT。④垂直強(qiáng)度自南至北由-10000nT增加到56000nT。⑤總場(chǎng)強(qiáng)度由南到北，變化值為41000nT至60000nT。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY二、變化磁場(chǎng)主磁場(chǎng)隨時(shí)間的緩慢變化，稱為地磁場(chǎng)的長(zhǎng)期變化。磁偏角、磁傾角和地磁場(chǎng)強(qiáng)度都有長(zhǎng)期變化。從倫敦、巴黎和羅馬的資料可以推測(cè)，磁偏角的變化周期約為500年。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY起源于地球外部并疊加在主磁場(chǎng)上的各種變化磁場(chǎng)稱為短期地磁變化。變化磁場(chǎng)可以分為兩類：一類是連續(xù)出現(xiàn)的，比較有規(guī)律且有一定周期的變化；另一類是偶然發(fā)生的、短暫而復(fù)雜的變化。前者稱為平靜變化，后者稱為擾動(dòng)變化。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY地磁場(chǎng)的空間變化：I、T、Z、H等值線圖幾乎是沿磁緯度線均勻分布的，其最大梯度方向就是磁子午線方向。地磁場(chǎng)隨子午線方向的變化率稱為正常水平梯度；場(chǎng)強(qiáng)隨高度的變化也是不斷衰減的，其變化率稱為正常垂向梯度。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY

例如，武漢地區(qū)某年的垂直強(qiáng)度Z=34350nT，水平強(qiáng)度H=34800nT，取R=6371km，則其梯度值為就是說(shuō)，在武漢地區(qū)當(dāng)高度升高1km時(shí)，T值減小23.02nT；向北方向移動(dòng)1km時(shí)，T值增加5.76nT。

由上述分析可知，正常梯度值是隨著地理坐標(biāo)及高度變化而變化的。因而，在較大面積進(jìn)行地面或航空高精度磁測(cè)時(shí)，必須消除隨地理坐標(biāo)及高度變化的影響，這種影響的校正稱為正常梯度校正。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY三、磁異常消除了各種短期磁場(chǎng)變化后，實(shí)測(cè)地磁場(chǎng)與正常磁場(chǎng)之間仍然存在的差異稱為磁異常。磁異常是地下巖、礦體或地質(zhì)構(gòu)造受到地磁場(chǎng)磁化以后，在其周圍空間形成、并疊加在地磁場(chǎng)上的次生磁場(chǎng)。磁異常中由分布范圍較大的深部磁性巖層或區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造等引起的部分，稱為區(qū)域異常；由分布范圍較小的淺部磁性巖、礦體或地質(zhì)構(gòu)造等引起的部分，稱為局部異常。

磁法勘探中磁異常和正常磁場(chǎng)的概念只具有相對(duì)意義，根據(jù)待解決的地質(zhì)問(wèn)題和探測(cè)對(duì)象來(lái)確定。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY四、地磁場(chǎng)的起源地球磁場(chǎng)的起源仍是地球科學(xué)研究的重要問(wèn)題之一。

自激發(fā)電機(jī)效應(yīng)假說(shuō)建立在地球內(nèi)部構(gòu)造的現(xiàn)有知識(shí)基礎(chǔ)上，這種假說(shuō)認(rèn)為：1.液態(tài)地核內(nèi)部由于溫度梯度、或溫差、壓力差等原因產(chǎn)生渦旋運(yùn)動(dòng)，使地核成為良導(dǎo)電體；2.地球繞軸自轉(zhuǎn)引起回旋磁效應(yīng)存在微弱初始磁場(chǎng)，雖然比地磁場(chǎng)小10倍，但引起再生效應(yīng)已經(jīng)足夠；3.地核電流體形成，通過(guò)感應(yīng)方式電流自身形成的場(chǎng)又可以連續(xù)不斷地再生磁場(chǎng)，從而增強(qiáng)了原來(lái)的磁場(chǎng)，由于地核電流體持續(xù)運(yùn)動(dòng)而不斷提供能量，因而引起一種自激發(fā)電機(jī)效應(yīng)。能量的不斷消耗和供應(yīng)，磁場(chǎng)增強(qiáng)到一定程度就會(huì)穩(wěn)定下來(lái)，形成現(xiàn)在的地球基本磁場(chǎng)。假說(shuō)不僅能滿意地定性解釋地磁偶極子場(chǎng)和非偶極子場(chǎng)的起源，而且也能解釋地球磁軸倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY一、磁力儀的類別按照磁力儀的發(fā)展歷史及應(yīng)用的物理原理，可分為：

第一代磁力儀

根據(jù)永久磁鐵與地磁場(chǎng)之間相互力矩作用原理，或利用感應(yīng)線圈以及輔助機(jī)械裝置制作，如機(jī)械式磁力儀、感應(yīng)式航空磁力儀等。

第二代磁力儀

根據(jù)核磁共振特征，利用高磁導(dǎo)率軟磁合金，以及復(fù)雜的電子線路制作，如質(zhì)子磁力儀、光泵磁力儀及磁通門磁力儀等。

第三代磁力儀

根據(jù)低溫量子效應(yīng)原理制作，如超導(dǎo)磁力儀。

磁力儀按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理可分為：①機(jī)械式磁力儀；②電子式磁力儀。

磁力儀按其測(cè)量的地磁場(chǎng)參數(shù)及其量值可分為：①相對(duì)測(cè)量?jī)x器；②絕對(duì)測(cè)量?jī)x器。

從磁力儀使用領(lǐng)域可分為：地面磁力儀、航空磁力儀、海洋磁力儀以及井中磁力儀?！?.2磁力儀ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGYECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY二、質(zhì)子磁力儀具有靈敏度、準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)，可測(cè)量地磁場(chǎng)總強(qiáng)度T的絕對(duì)值、梯度值。質(zhì)子磁力儀使用的探頭中有蒸餾水、酒精、煤油、苯等富含氫的液體。

當(dāng)沒(méi)有外界磁場(chǎng)作用于含氫液體時(shí)，其中質(zhì)子磁矩?zé)o規(guī)則地任意指向，不顯現(xiàn)宏觀磁矩。若垂直地磁場(chǎng)T的方向，加一個(gè)強(qiáng)人工磁場(chǎng)H0，則樣品中的質(zhì)子磁矩，將按H0方向排列起來(lái)，此過(guò)程稱為極化。然后，切斷磁場(chǎng)H0，則地磁場(chǎng)對(duì)質(zhì)子有一力矩作用試圖將質(zhì)子拉回到地磁場(chǎng)方向，因而在力矩作用下，質(zhì)子將繞著地磁場(chǎng)T的方向作拉莫爾旋進(jìn)。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY理論物理分析研究表明，氫質(zhì)子旋進(jìn)的角速度ω與磁場(chǎng)的大小T成正比：

ω=γ·T

γ=（2.6751987±0.0000075）×108T-1S-1

ω=2πf則有{T}nT=2πf/γ=23.4874{f}Hz可見(jiàn)，只要能準(zhǔn)確測(cè)量出質(zhì)子旋進(jìn)頻率，乘以常數(shù)就是地磁場(chǎng)的值。測(cè)定地磁場(chǎng)T的量值，須使質(zhì)子作自由旋進(jìn)運(yùn)動(dòng)，為此要將質(zhì)子磁矩極化，使之偏離T的方向一個(gè)角度。ECIT質(zhì)子旋進(jìn)信號(hào)的衰減在接收線圈內(nèi)，感應(yīng)訊號(hào)的電壓為

感應(yīng)信號(hào)與κpH0成正比。選用單位體積內(nèi)質(zhì)子數(shù)目多的工作物質(zhì)；使用大極化電流，產(chǎn)生強(qiáng)極化磁場(chǎng)信號(hào)幅度與質(zhì)子旋進(jìn)圓頻率ω=γpT成正比。目前，質(zhì)子磁力儀的測(cè)程是20000～100000nT，滿足地面、海洋及航空磁測(cè)信號(hào)幅度亦與sin2θ有關(guān)。θ接近于零度是探頭的工作盲區(qū)旋進(jìn)信號(hào)是按指數(shù)函數(shù)規(guī)律衰減的正弦信號(hào)。信號(hào)的衰減與探頭所處的磁場(chǎng)梯度有關(guān)，梯度越大，衰減愈快。精確測(cè)定旋進(jìn)頻率（即地磁場(chǎng)值）所允許存在的地磁場(chǎng)最大梯度叫儀器的梯度容限ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY§3.3磁測(cè)野外工作方法磁測(cè)工作一般分為幾個(gè)階段：設(shè)計(jì)階段、野外施工數(shù)據(jù)采集階段、資料整理階段、成果圖示和報(bào)告編寫階段。每個(gè)階段的具體內(nèi)容和技術(shù)要求在部頒規(guī)范中都有敘述。一、磁測(cè)精度的確定磁測(cè)工作中采用磁力儀的類型不同，達(dá)到的磁測(cè)精度也各不相同，我國(guó)通常將磁測(cè)精度分為如下三級(jí)：高精度：均方誤差≤5nT中精度：均方誤差6nT~15nT低精度：均方誤差≥15nT

其中均方誤差﹤2nT的定為特高精度磁測(cè)。采用何種磁測(cè)精度由探測(cè)對(duì)象的最小有意義磁異常強(qiáng)度Bmax低決定，根據(jù)誤差理論大于三倍均方誤差的異常是可信。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY二、測(cè)區(qū)、比例尺和測(cè)網(wǎng)的確定

普查型磁測(cè)工作的線距不大于最小探測(cè)對(duì)象的長(zhǎng)度，點(diǎn)距保證至少有3個(gè)測(cè)點(diǎn)能反映最小異常；詳查或勘探性磁測(cè)工作，應(yīng)有5條測(cè)線通過(guò)主要異常或所要研究的地質(zhì)體，點(diǎn)距應(yīng)滿足反應(yīng)異常特征的細(xì)節(jié)及解釋推斷的需要。測(cè)線應(yīng)垂直于測(cè)區(qū)內(nèi)總的走向或主要探測(cè)對(duì)象的走向，必要時(shí)可在同一測(cè)區(qū)內(nèi)布置不同方向的測(cè)線。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY三、野外施工1、基點(diǎn)、基點(diǎn)網(wǎng)的建立為提高觀測(cè)精度，控制觀測(cè)過(guò)程中儀器零點(diǎn)漂移的影響，并將觀測(cè)結(jié)果換算到統(tǒng)一的水平，在磁測(cè)工作中要建立基點(diǎn)。野外施工中，當(dāng)天出工前要在基點(diǎn)上觀測(cè)取數(shù)，稱為“對(duì)早基”，收工前必須在同一基點(diǎn)觀測(cè)取數(shù)“對(duì)晚基”。2、日變觀測(cè)為提高磁測(cè)質(zhì)量，必須設(shè)立日變觀測(cè)站消除地磁場(chǎng)周圍變化和短周期擾動(dòng)的影響。日變觀測(cè)站必須設(shè)在正常場(chǎng)內(nèi)溫差小、無(wú)外界磁干擾和地基穩(wěn)固的地方，觀測(cè)時(shí)早于出工的第一臺(tái)儀器，晚于收工的最后一臺(tái)儀器。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY3、測(cè)點(diǎn)觀測(cè)記錄工作日期、點(diǎn)線號(hào)、觀測(cè)值、觀測(cè)時(shí)間，隨時(shí)注意讀數(shù)變化，變化大的異常要立即自行加密測(cè)點(diǎn)觀測(cè)，追蹤異常極大值、極小值。切忌操作員和儀器探頭攜帶者攜帶磁性物品，注意地質(zhì)、地形和干擾物的記錄，以便分析異常使用。4、質(zhì)量檢查為對(duì)全區(qū)觀測(cè)質(zhì)量作出精確的估價(jià)，應(yīng)階段性對(duì)測(cè)點(diǎn)布置一定量的第二次獨(dú)立觀測(cè)。平穩(wěn)場(chǎng)檢查點(diǎn)數(shù)要大于總測(cè)點(diǎn)數(shù)的3%，異常場(chǎng)檢查點(diǎn)數(shù)為總檢查點(diǎn)數(shù)的5%~30%，每次檢查點(diǎn)數(shù)不得少于30個(gè)。

一同三不同：同一測(cè)點(diǎn)、不同時(shí)間、不同人、不同儀器四、磁測(cè)成果的圖示地面磁測(cè)結(jié)果通常繪制三種基本圖件：磁異常剖面圖、磁異常平面剖面圖、磁異常平面等值線圖。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY§3.4磁異常的正演一、有效磁化強(qiáng)度矢量

假設(shè)磁性體均勻磁化且不考慮退磁和剩磁，磁化強(qiáng)度矢量M的空間分布如圖，Ms為M在XOZ面（即觀測(cè)剖面）的投影（分量），稱為有效磁化強(qiáng)度矢量；MH為M在XOY面的投影稱水平磁化強(qiáng)度矢量；I表示M的傾角即磁化傾角；is為Ms的傾角即Ms與OX軸間夾角，稱為有效磁化傾角；A’為Mx與MH間的夾角，A為磁性體走向與磁北的夾角。

ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY磁性體被磁化不僅與當(dāng)?shù)氐卮艌?chǎng)的大小和方向有關(guān)、與其自身磁化率有關(guān)，還與磁性體的走向或剖面方向有關(guān)。

在影響磁性體磁場(chǎng)特征的諸因素中，當(dāng)形體確定后，磁化強(qiáng)度的方向是決定磁場(chǎng)特征的主要因素。

1、△T的物理意義

磁異?？倧?qiáng)度矢量Ta是磁場(chǎng)總強(qiáng)度T與正常場(chǎng)T0的矢量差，即：而△T是T與T0的模量差L：△T即不是Ta的模量，也不是在T0方向的投影。

θ是Ta與T0間的夾角，當(dāng)Ta?T0時(shí)：上式表明，當(dāng)磁異常Ta強(qiáng)度不大時(shí)，可近似把△T看作是Ta在T0方向的投影。

ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY二、總磁場(chǎng)強(qiáng)度異常

不同類型的磁力儀可測(cè)得磁異常的不同分量?，F(xiàn)在，不論是高精度地面磁測(cè)，還是航空磁測(cè)，都是直接測(cè)量地磁場(chǎng)總強(qiáng)度T，減去正常地磁場(chǎng)后得到總磁場(chǎng)異?！鱐。

ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY三、球體的磁場(chǎng)

一些有限大小的地質(zhì)體,當(dāng)中心埋深比其直徑大很多時(shí),它們?cè)诘孛娈a(chǎn)生的磁場(chǎng)特征與球體的磁場(chǎng)特征近似。因此，討論球形磁性體的磁場(chǎng)不僅有實(shí)際意義，也有代表性。當(dāng)x=0時(shí)，有令Za=0，可求得Za曲線的零值點(diǎn)坐標(biāo)：

ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY我國(guó)處在中緯度地區(qū)，受地磁場(chǎng)傾斜磁化，球體的△T磁場(chǎng)總是由正、負(fù)兩部分組成。在剖面上，曲線一般是不對(duì)稱的，其兩側(cè)出現(xiàn)負(fù)值，負(fù)極小值出現(xiàn)在正值的北面，只有在東西剖面上，由于兩磁極的投影都位于坐標(biāo)原點(diǎn)，△T曲線才變得對(duì)稱。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGYECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY四、水平圓柱體的磁場(chǎng)

對(duì)水平圓柱體，討論沿走向水平無(wú)限伸長(zhǎng)，且沿走向水平圓柱體的埋深、截面形狀、磁化特征均穩(wěn)定的情況。通常將自然界中延深和寬度都比較小，走向無(wú)限的磁性體看作水平圓柱體。

當(dāng)is=90°，即水平圓柱體為南北走向時(shí)，由上式可得：

當(dāng)x=0時(shí)，有

令Za=0，可求得Za曲線的零值點(diǎn)坐標(biāo)：

ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGYECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY五、板狀體的磁場(chǎng)

1.順層磁化無(wú)限延深厚板所謂厚板，是指板的寬度大于或等于其上頂埋深，順層磁化是指磁化傾角與板狀體的傾角一致。因此，無(wú)限延深厚板僅在其頂面和底面分布磁荷。

在頂面中心上方坐標(biāo)原點(diǎn)0處，故Za取得極大值。測(cè)點(diǎn)向兩邊移動(dòng)時(shí)，Za也隨之減小至零。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY2.斜交磁化無(wú)限延深厚板斜交磁化是指板的側(cè)面與磁化強(qiáng)度矢量Ms斜交的情況。這時(shí)板的頂面、底面和側(cè)面都分布磁荷。

ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY3.有限延深厚板

有限延深厚板可以看作是兩個(gè)埋深不同，但頂面寬度和傾角都相同的無(wú)限延深厚板相減的剩余部分。

有限延深厚板與無(wú)限延深厚板磁場(chǎng)特征的區(qū)別：對(duì)順層磁化有限延深厚板下底面有正磁荷分布，而無(wú)限延深厚板只有上頂面有負(fù)磁荷分布，它使得曲線的兩側(cè)都有負(fù)值。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY4.水平薄板和臺(tái)階的磁場(chǎng)產(chǎn)狀水平的磁性薄巖層可看作水平薄板。它可以看作是有限延深厚板特例，即板的下延深度很小的情況。磁性接觸帶或某些斷層可視為臺(tái)階。臺(tái)階是厚板的一個(gè)特例，即板的寬度向一個(gè)方向趨于“無(wú)窮遠(yuǎn)”的情況。沿臺(tái)階延伸方向出現(xiàn)正異常，且正極大值出現(xiàn)在端面附近，另一側(cè)出現(xiàn)負(fù)異常。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY六、規(guī)則磁性體與磁異常關(guān)系1、磁性體與其磁場(chǎng)平面分布的對(duì)應(yīng)關(guān)系單個(gè)磁性體磁異常的平面等值線形狀大體可分為三種，即長(zhǎng)帶狀、等軸狀和橢圓狀。平面等值線的形態(tài)往往是磁性體水平展布情況的反映，磁異常軸的方向一般反映地質(zhì)體的走向。根據(jù)等值線的形狀，把磁性體區(qū)別為二度異常和三度異常即取1/2極大值等值線，若長(zhǎng)軸為短軸長(zhǎng)度的三倍以上，則視為二度體異常；否則為三度體異常。2、磁性體與其磁場(chǎng)的剖面對(duì)應(yīng)關(guān)系（1）兩側(cè)無(wú)負(fù)異常的△T曲線

△T異常為兩側(cè)無(wú)負(fù)值的曲線。其極大值對(duì)應(yīng)原點(diǎn)。這種剖面異常特征可作為判定磁性體順層（或順軸）磁化且向下無(wú)限延深的標(biāo)志。

ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY（2）一側(cè)有負(fù)異常的△T曲線

斜磁化無(wú)限延深板狀體的△T剖面曲線為一側(cè)有負(fù)值的曲線。負(fù)值位于Ms穿出板面的一側(cè)。曲線的不對(duì)稱性決定于γ（=α－is）角的大??；γ角愈大，曲線愈不對(duì)稱?？筛鶕?jù)△T曲線的陡緩判定板狀體的傾向。

（3）兩側(cè)有負(fù)值的△T曲線

剖面曲線兩側(cè)出現(xiàn)負(fù)值，是磁性體下延深度不大的表現(xiàn)。在垂直磁化情況下，其△T曲線為兩側(cè)有負(fù)值的對(duì)稱曲線；并且其極值對(duì)應(yīng)原點(diǎn)。順層磁化有限延深板狀體，在板體傾向一側(cè)負(fù)值較強(qiáng)；對(duì)有限延深、傾斜且斜磁化的板狀體，其曲線的非對(duì)稱性不僅與γ角有關(guān)，還與磁性體下端的位置有關(guān)。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY

已知磁場(chǎng)的空間分布特征來(lái)確定地下所對(duì)應(yīng)的場(chǎng)源體特征，確定磁性體的賦存空間位置、形狀、產(chǎn)狀及磁化強(qiáng)度的大小和方向等稱為磁異常的反演問(wèn)題。

磁異常反演過(guò)程分為定性-半定量解釋和定量解釋兩個(gè)階段，解釋中存在以下兩個(gè)較為普遍的問(wèn)題：

（1）場(chǎng)源體非均勻磁性問(wèn)題

對(duì)具有一定埋深的場(chǎng)源在反演解釋過(guò)程中假設(shè)其為均勻磁化。

（2）反演的多解性問(wèn)題

為了減少磁異常反演的多解性問(wèn)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?！?.5磁異常的反演ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY一、特征點(diǎn)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(diǎn)，零值點(diǎn)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(diǎn)法。其實(shí)質(zhì)就是求解出不同形狀磁性體磁場(chǎng)解析式的特征點(diǎn)與該形體參量間的關(guān)系式，然后由異常曲線上讀取各個(gè)特征值代入相應(yīng)關(guān)系式求得反演結(jié)果。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY二、切線法

切線法是利用過(guò)異常曲線上的一些特征點(diǎn)（如極值點(diǎn)，拐點(diǎn)）的切線之間的交點(diǎn)坐標(biāo)來(lái)計(jì)算磁性體產(chǎn)狀要素的方法。該方法簡(jiǎn)便、快速、受正常場(chǎng)選擇影響小。1.經(jīng)驗(yàn)切線法應(yīng)用最早的一種切線法，經(jīng)驗(yàn)切線法對(duì)順層磁化無(wú)限延深的板狀體，垂直磁化有限延深直立板狀體能獲得較好的效果。

ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY2.斜磁化二度無(wú)限延深板狀體的異常切線法ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY三、沃納(Werner)反褶積方法

利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算基底深度和了解基底構(gòu)造形態(tài)的方法。沃納反褶積法的基本模型是下延無(wú)限的直立或傾斜薄板、接觸帶。該系統(tǒng)除了利用記錄的總場(chǎng)強(qiáng)度曲線外，還利用了一條測(cè)量的或計(jì)算的垂直梯度剖面及一條計(jì)算的水平梯度剖面。

ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY四、歐拉(Euler)齊次方程方法

該方法是一種能自動(dòng)估算場(chǎng)源位置的位場(chǎng)反演方法，它以歐拉齊次方程為基礎(chǔ)，運(yùn)用位場(chǎng)異常、空間導(dǎo)數(shù)以及各種地質(zhì)體具有的特定的“構(gòu)造指數(shù)”來(lái)確定異常場(chǎng)源的位置。尤其適用于大面積重磁測(cè)量數(shù)據(jù)的解釋。

ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY§3.6磁異常的轉(zhuǎn)換處理磁異常的轉(zhuǎn)換處理主要有圓滑、劃分異常、磁異常的空間轉(zhuǎn)換；分量換算、導(dǎo)數(shù)換算、不同磁化方向之間的換算等等。

早在20世紀(jì)50年代，導(dǎo)數(shù)計(jì)算、解析延拓、化磁極等方法已相繼提出。一直到20世紀(jì)60、70年代以后，由于電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，磁異常的轉(zhuǎn)換處理才變得容易實(shí)現(xiàn)并不斷得到完善。

一、解析延拓

向上延拓是一種常用的處理方法，它的主要用途是削弱局部干擾異常，反映深部異常。

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向下延拓突出疊加在區(qū)域背景上的局部異常，“放大”某些在低緩異常中不夠明顯的異常特征，有利于進(jìn)一步解釋推斷。但隨著延拓深度的加大，一些淺的局部干擾或誤差也迅速增大，使曲線發(fā)生劇烈跳動(dòng)，甚至出現(xiàn)振蕩而無(wú)法利用。

向下延拓還可以評(píng)價(jià)低緩異常，低緩異常是指強(qiáng)度和梯度都比較小的異常，顯然這是磁性體埋藏較深的標(biāo)志。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY二、導(dǎo)數(shù)換算

導(dǎo)數(shù)可以突出淺而小的地質(zhì)體異常特征而壓制區(qū)域性深部地質(zhì)因素的影響，在一定程度上可以劃分不同深度和大小異常源產(chǎn)生的疊加異常，且導(dǎo)數(shù)的次數(shù)越高，這種分辨能力就越強(qiáng)。

ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY三、不同磁化方向之間的換算

ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY四、重磁異常的對(duì)應(yīng)分析

在解釋中能綜合利用多種物化探和地質(zhì)信息，各種不同的資料彼此印證，互相補(bǔ)充，可以減少多解性，改善解釋的效果。我國(guó)亞?wèn)|—格爾木地學(xué)斷面上的重磁場(chǎng)上延100km后的相關(guān)系數(shù)圖ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY五、小波分析方法

小波分析方法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新的數(shù)學(xué)方法，廣泛的應(yīng)用于信號(hào)處理、圖像處理、模式識(shí)別等眾多的學(xué)科和相關(guān)技術(shù)研究中。利用小波多尺度分析方法，將磁異常分解到不同尺度空間，作為一種新的位場(chǎng)分離途徑，小波多尺度分析方法為磁測(cè)解釋提供了新的思路。多尺度分析方法應(yīng)用于磁測(cè)資料處理，野外觀測(cè)值S經(jīng)一階小波分解，得到局部場(chǎng)D1和區(qū)域場(chǎng)A1，把A1作二階小波分解得到D2和A2，再把A2作三階小波分解可得A3和D3，……

ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY§3.7磁