應用地球物理原理

第二講磁法勘探

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Mob:2010年4月應用地球物理原理

第二講磁法勘探

磁法工作方法一、工作設計二、野外施工三、觀測結果計算四、數據處理五、報告編寫2磁法工作方法一、工作設計2磁法數據處理數據處理位場處理與轉換反演計算正演計算3磁法數據處理數據處理位場處理與轉換反演計算正演計算3數據處理數據處理的目的：根據測得的磁異常來判斷確定引起磁性體的幾何參數（位置、形狀、大小、產狀）及磁性參數（磁化強度的大小和方向），是磁法異常解釋的重要組成部分。正演：根據靜磁場理論，運用數學工具由已知的磁性體求磁場的分布，這個過程稱為正演反演：由磁異常求磁性體的磁性參數和幾何參數稱為反演。4數據處理數據處理的目的：根據測得的磁異常來判斷確定引起磁性體數據處理總磁化強度：感應磁化強度Mi與剩余磁化強度Mr的合成

5數據處理總磁化強度：感應磁化強度Mi與剩余磁化強度Mr的合成數據處理描述磁場的參量：T，H，X，Y，Z,I,D異常Ta,Ha(Hax,Hay),Za，DT6數據處理描述磁場的參量：6DT的物理意義7DT的物理意義7DT的物理意義8DT的物理意義8DT的物理意義因此，可以把DT看作是Ta在固定方向的投影，這樣，DT的物理意義與Za、Ha類似，都是Ta在固定方向的分量！在高緯度地區DT與Za是近似的！DT的物理意義9DT的物理意義因此，可以把DT看作是Ta在固定方向的投影，這數據處理剖面內有效磁化強度Ms與有效磁化傾角Is的計算My=McosIsinA’=McosIcosAMz=MsinI=MssinisMs=M10數據處理剖面內有效磁化強度Ms與有效磁化傾角Is的計算10數據處理剖面內有效磁化強度Ms與有效磁化傾角Is的計算不同測線有不同的磁異常11數據處理剖面內有效磁化強度Ms與有效磁化傾角Is的計算不同數據處理一維、二維和三維（正演計算）或稱之為：剖面、平面、立體12數據處理一維、二維和三維（正演計算）或稱之為：剖面、平面、立數據處理一維、二維和三維（正演計算）或稱之為：剖面、平面、立體13數據處理一維、二維和三維（正演計算）或稱之為：剖面、平面、立一、正演根據磁性體和地磁場參數計算磁異常（水平柱體為例）如圖，設水平圓柱體沿走向無限長，橫斷面為S，中心埋深為R，有效磁化強度為Ms，則

14一、正演根據磁性體和地磁場參數計算磁異常（水平柱體為例）如圖二、反演根據磁異常來推斷磁性體幾何和磁性參數（1、切線法、2、特征點法，3、歐拉（Euler）齊次方程法反演）

15二、反演根據磁異常來推斷磁性體幾何和磁性參數（1、切線法、2二、反演1、切線法

16二、反演1、切線法16二、反演1、切線法斜磁化無限延伸板狀體17二、反演1、切線法斜磁化無限延伸板狀體17二、反演2、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位置和坐標之間的距離，求解磁源體參量的方法稱為特征點法。其實質就是解出不同形狀磁源體磁場解析式的特征點與該形體參量間的關系式，然后由異常曲線上讀取各個特征值代入相應關系式求得反演結果。18二、反演2、特征點法利用磁異常曲線上一些特征值，如極二、反演2、特征點法（球體為例）

1）求K=Zmin/Max

2)查表3）代公式計算參數19二、反演2、特征點法（球體為例）1）求K=Zmin二、反演2、特征點法（查表）

is0°15°30°45°60°75°90°k1.000.530.290.150.100.040.02f1.000.980.920.830.720.610.50φ0.430.560.700.820.920.981.0020二、反演2、特征點法（查表）is0°15°30°45二、反演2、特征點法（計算公式）

球的中心：R＝f(is)dm

球的截面磁矩：21二、反演2、特征點法（計算公式）球的中心：R＝f(i二、反演3、歐拉反演（2D和3D）如果有函數：則：

對于DT有：所以：稱為N階齊次歐拉方程

22二、反演3、歐拉反演（2D和3D）對于DT有二、反演3、歐拉反演（2D和3D）如果是計算出垂向導數，則必須作二度磁異常的假定。方程中的未知量只是x0,（y0),z0和N。坐標(x0,z0)表示等效點源對于剖面的深度和位置，而N表示對磁異常模擬得最好的那種磁源類型。各種簡單模型有特定的N值(如下表）。

簡單模型N單極線點極偶極線偶極子源1.02.02.03.023二、反演3、歐拉反演（2D和3D）簡三、位場處理和轉換目的：（1）使實際異常滿足或接近解釋理論所要求的假設條件。如曲化平，異常分離等；（2）使實際異常滿足解釋要求。如分量轉換，化極，頻譜特征等；（3）突出異常的某一特征。如上延壓制淺部干擾，方向濾波或方向導數相對突出某一走向的異常特征。24三、位場處理和轉換目的：（1）使實際異常滿足或接近解釋理論三、位場處理和轉換內容：（1）區域場與局部場分離（圓滑濾波）（2）空間換算：上、下延拓；（3）分量換算：（DT(Za)-Za\Ha\Ta等）；（4）導數換算：垂向，X向，Y向，一次和二次等；（5）不同磁化方向之間的換算。25三、位場處理和轉換內容：25三、位場處理和轉換位場處理與轉換1、化極2、延拓3、方向導數4、場源分離5、分量轉換26三、位場處理和轉換位場處理與轉換1、化極2、延拓3、方向導數三、位場處理和轉換1、

2D頻率域位場轉換換算內容換算因子ΔT→ΔZΔZ→ΔZ┸ΔZ→ΔH延拓階垂向導數n階水平導數由ΔZ換算磁源重力異常由ΔT換算磁源重力異常27三、位場處理和轉換1、2D頻率域位場轉換換算內容換算因子三、位場處理和轉換1、化極，將異常化到同一“標準”來對比實測值化極值上延300m特征點線28三、位場處理和轉換1、化極，將異常化到同一“標準”來對比實測三、位場處理和轉換2、延拓（上延和下延），用于異常劃分和形狀判斷

上延下延29三、位場處理和轉換2、延拓（上延和下延），用于異常劃分和形狀三、位場處理和轉換2、延拓（上延和下延），用于異常劃分和形狀判斷上延400米DT化極后DT30三、位場處理和轉換2、延拓（上延和下延），用于異常劃分和形狀三、位場處理和轉換3、方向導數（一般是一次導數），用于磁性界面的劃分。化極后上延300mDT31三、位場處理和轉換3、方向導數（一般是一次導數），用于磁性界三、位場處理和轉換3、方向導數（0度）32三、位場處理和轉換3、方向導數（0度）32三、位場處理和轉換3、方向導數（45度）33三、位場處理和轉換3、方向導數（45度）33三、位場處理和轉換3、方向導數（90度）34三、位場處理和轉換3、方向導數（90度）34三、位場處理和轉換3、方向導數（90度）35三、位場處理和轉換3、方向導數（90度）35三、位場處理和轉換3、方向導數（135度）36三、位場處理和轉換3、方向導數（135度）36三、位場處理和轉換4、圓滑濾波與區域場局部場分離滑動平均法，插值切割場法，趨勢分析法，差值場法，匹配濾波法趨勢分析法分離區域場與局部場1、理論模型觀測值；2、理論模型的區域場；3、分離后的區域場；4、理論模型的局部場；5、分離后的局部場37三、位場處理和轉換4、圓滑濾波與區域場局部場分離37三、位場處理和轉換4、圓滑濾波與區域場局部場分離滑動平均法，插值切割場法，趨勢分析法，差值場法，匹配濾波法趨勢分析法分離區域場與局部場1、理論模型觀測值；2、理論模型的區域場；3、分離后的區域場；4、理論模型的局部場；5、分離后的局部場38三、位場處理和轉換4、圓滑濾波與區域場局部場分離38四、磁異常綜合解釋1、

磁異常特征分析1）磁異常隨深度變化特征39四、磁異常綜合解釋1、磁異常特征分析39四、磁異常綜合解釋1、

磁異常特征分析2）磁異常隨板狀體寬度變化特征

40四、磁異常綜合解釋1、磁異常特征分析40四、磁異常綜合解釋1、

磁異常特征分析3）磁異常隨有效磁化傾角的變化

41四、磁異常綜合解釋1、磁異常特征分析41四、磁異常綜合解釋當is=90時，即垂直磁化時，與曲線形態一致，都是以縱軸為對稱的曲線；當is=45時，曲線為反對稱曲線，零點對應水平圓柱體中心上方，而曲線正值部分大于負值部分，當is=0時，曲線與相似，只是異常主要為負值，而曲線是反對稱曲線與曲線在時一樣，由此可見受斜磁化影響比要大得多。42四、磁異常綜合解釋當is=90時，即垂直磁化時，與曲線形態一四、磁異常綜合解釋1、

磁異常特征分析4）有限延深與無限延深磁性體磁異常特征無限延深板狀體其剖面磁異常特征是只有一側有負值或兩側都沒有負值，而有限延深磁性體則兩側都有負值，這是判斷磁性體向下延深是否有限的方法。43四、磁異常綜合解釋1、磁異常特征分析無限延深板狀體其剖面磁四、磁異常綜合解釋1、

磁異常特征分析5）磁異常特征角不變的多解性

44四、磁異常綜合解釋1、磁異常特征分析44四、磁異常綜合解釋2、

磁異常雙分量參量圖45四、磁異常綜合解釋2、磁異常雙分量參量圖45四、磁異常綜合解釋3、利用不同高度上Zmax值判定磁性體參數

46四、磁異常綜合解釋3、利用不同高度上Zmax值判定磁性體參數四、磁異常綜合解釋3、利用不同高度上Zmax值判定磁性體參數

形體極大與極小值連線間的夾角(θm)零值線之間夾角(θ0)形體參數(n)半空間厚板0無限延伸厚板<90°0<n<1無限延伸薄板90°1有限延伸板狀體60°<θm<90°θ0>90°1<n<2水平圓柱體60°θ0

＝90°2單極2雙極2<n<3球體90°θ0>90°347四、磁異常綜合解釋3、利用不同高度上Zmax值判定磁性體參數四、磁異常綜合解釋3、利用不同高度上Zmax值判定磁性體參數

無限延深薄板有：水平圓柱體有：48四、磁異常綜合解釋3、利用不同高度上Zmax值判定磁性體參數位場處理和轉換注意：（1）合理選擇處理和轉換的方法；（2）磁異常處理只是一種數學加工處理，它能使資料中的某些信息更加突出的明顯，但不獲得在觀測數據中不包含的信息；即不能提供新的信息；（3）數據處理是在一定條件下獲得的結果，不是“唯一”的。49位場處理和轉換注意：49位場處理和轉換經驗之談：（1）定性優于定量；（2）實測優于轉換；（3）淺部優于深部。50位場處理和轉換經驗之談：50磁法工作方法一、工作設計二、野外施工三、觀測結果計算四、數據處理五、報告編寫51磁法工作方法一、工作設計51磁法工作報告章節和內容目錄1序言1.1項目來源1.2任務完成情況1.3主要技術指標1.4主要成果1.5報告編寫情況52磁法工作報告章節和內容目錄52磁法工作報告章節和內容2工作區概況2.1位置與交通2.2自然經濟地理概況3地質及地球物理場特征3.1工作區地質特征3.1.1地層3.1.2構造3.1.3巖石3.2地球物理特征3.2.1巖（礦）石磁性特征3.2.1工作區磁場特征53磁法工作報告章節和內容2工作區概況53磁法工作報告章節和內容4工作方法技術與質量4.1工作方法技術4.1.1測量工作4.1.2磁法工作4.1.3物性工作（標本測量）4.1.4資料整理4.2工作質量4.2.1質量控制措施4.2.2測地工作質量4.2.3磁測工作質量54磁法工作報告章節和內容4工作方法技術與質量54磁法工作報告章節和內容5數據處理5.1日變改正和總基點改正5.2正常場梯度改正5.3高度改正5.4化極處理(ReducetoMagneticPole)5.5磁異常的上延(UpwardContinuation)55磁法工作報告章節和內容5數據處理55磁法工作報告章節和內容6解釋推斷6.1磁場分區及地質意義6.1.1磁法異常特征6.1.2磁場分區6.1.3磁場分區的地質意義6.2斷裂解釋6.2.1斷裂標志6.2.2主要斷裂構造6.3構造單元劃分6.4磁異常分類及解釋推斷6.4.1異常分類6.4.2磁異常解釋推斷6.5重點磁異常與成礦的關系以及找礦靶區優選56磁法工作報告章節和內容6解釋推斷56磁法工作報告章節和內容7結論與建議7.1結論7.2建議57磁法工作報告章節和內容7結論與建議57同學們，下講再見!同學們，下講再見!應用地球物理原理

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磁法工作方法一、工作設計二、野外施工三、觀測結果計算四、數據處理五、報告編寫60磁法工作方法一、工作設計2磁法數據處理數據處理位場處理與轉換反演計算正演計算61磁法數據處理數據處理位場處理與轉換反演計算正演計算3數據處理數據處理的目的：根據測得的磁異常來判斷確定引起磁性體的幾何參數（位置、形狀、大小、產狀）及磁性參數（磁化強度的大小和方向），是磁法異常解釋的重要組成部分。正演：根據靜磁場理論，運用數學工具由已知的磁性體求磁場的分布，這個過程稱為正演反演：由磁異常求磁性體的磁性參數和幾何參數稱為反演。62數據處理數據處理的目的：根據測得的磁異常來判斷確定引起磁性體數據處理總磁化強度：感應磁化強度Mi與剩余磁化強度Mr的合成

63數據處理總磁化強度：感應磁化強度Mi與剩余磁化強度Mr的合成數據處理描述磁場的參量：T，H，X，Y，Z,I,D異常Ta,Ha(Hax,Hay),Za，DT64數據處理描述磁場的參量：6DT的物理意義65DT的物理意義7DT的物理意義66DT的物理意義8DT的物理意義因此，可以把DT看作是Ta在固定方向的投影，這樣，DT的物理意義與Za、Ha類似，都是Ta在固定方向的分量！在高緯度地區DT與Za是近似的！DT的物理意義67DT的物理意義因此，可以把DT看作是Ta在固定方向的投影，這數據處理剖面內有效磁化強度Ms與有效磁化傾角Is的計算My=McosIsinA’=McosIcosAMz=MsinI=MssinisMs=M68數據處理剖面內有效磁化強度Ms與有效磁化傾角Is的計算10數據處理剖面內有效磁化強度Ms與有效磁化傾角Is的計算不同測線有不同的磁異常69數據處理剖面內有效磁化強度Ms與有效磁化傾角Is的計算不同數據處理一維、二維和三維（正演計算）或稱之為：剖面、平面、立體70數據處理一維、二維和三維（正演計算）或稱之為：剖面、平面、立數據處理一維、二維和三維（正演計算）或稱之為：剖面、平面、立體71數據處理一維、二維和三維（正演計算）或稱之為：剖面、平面、立一、正演根據磁性體和地磁場參數計算磁異常（水平柱體為例）如圖，設水平圓柱體沿走向無限長，橫斷面為S，中心埋深為R，有效磁化強度為Ms，則

72一、正演根據磁性體和地磁場參數計算磁異常（水平柱體為例）如圖二、反演根據磁異常來推斷磁性體幾何和磁性參數（1、切線法、2、特征點法，3、歐拉（Euler）齊次方程法反演）

73二、反演根據磁異常來推斷磁性體幾何和磁性參數（1、切線法、2二、反演1、切線法

74二、反演1、切線法16二、反演1、切線法斜磁化無限延伸板狀體75二、反演1、切線法斜磁化無限延伸板狀體17二、反演2、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位置和坐標之間的距離，求解磁源體參量的方法稱為特征點法。其實質就是解出不同形狀磁源體磁場解析式的特征點與該形體參量間的關系式，然后由異常曲線上讀取各個特征值代入相應關系式求得反演結果。76二、反演2、特征點法利用磁異常曲線上一些特征值，如極二、反演2、特征點法（球體為例）

1）求K=Zmin/Max

2)查表3）代公式計算參數77二、反演2、特征點法（球體為例）1）求K=Zmin二、反演2、特征點法（查表）

is0°15°30°45°60°75°90°k1.000.530.290.150.100.040.02f1.000.980.920.830.720.610.50φ0.430.560.700.820.920.981.0078二、反演2、特征點法（查表）is0°15°30°45二、反演2、特征點法（計算公式）

球的中心：R＝f(is)dm

球的截面磁矩：79二、反演2、特征點法（計算公式）球的中心：R＝f(i二、反演3、歐拉反演（2D和3D）如果有函數：則：

對于DT有：所以：稱為N階齊次歐拉方程

80二、反演3、歐拉反演（2D和3D）對于DT有二、反演3、歐拉反演（2D和3D）如果是計算出垂向導數，則必須作二度磁異常的假定。方程中的未知量只是x0,（y0),z0和N。坐標(x0,z0)表示等效點源對于剖面的深度和位置，而N表示對磁異常模擬得最好的那種磁源類型。各種簡單模型有特定的N值(如下表）。

簡單模型N單極線點極偶極線偶極子源1.02.02.03.081二、反演3、歐拉反演（2D和3D）簡三、位場處理和轉換目的：（1）使實際異常滿足或接近解釋理論所要求的假設條件。如曲化平，異常分離等；（2）使實際異常滿足解釋要求。如分量轉換，化極，頻譜特征等；（3）突出異常的某一特征。如上延壓制淺部干擾，方向濾波或方向導數相對突出某一走向的異常特征。82三、位場處理和轉換目的：（1）使實際異常滿足或接近解釋理論三、位場處理和轉換內容：（1）區域場與局部場分離（圓滑濾波）（2）空間換算：上、下延拓；（3）分量換算：（DT(Za)-Za\Ha\Ta等）；（4）導數換算：垂向，X向，Y向，一次和二次等；（5）不同磁化方向之間的換算。83三、位場處理和轉換內容：25三、位場處理和轉換位場處理與轉換1、化極2、延拓3、方向導數4、場源分離5、分量轉換84三、位場處理和轉換位場處理與轉換1、化極2、延拓3、方向導數三、位場處理和轉換1、

2D頻率域位場轉換換算內容換算因子ΔT→ΔZΔZ→ΔZ┸ΔZ→ΔH延拓階垂向導數n階水平導數由ΔZ換算磁源重力異常由ΔT換算磁源重力異常85三、位場處理和轉換1、2D頻率域位場轉換換算內容換算因子三、位場處理和轉換1、化極，將異常化到同一“標準”來對比實測值化極值上延300m特征點線86三、位場處理和轉換1、化極，將異常化到同一“標準”來對比實測三、位場處理和轉換2、延拓（上延和下延），用于異常劃分和形狀判斷

上延下延87三、位場處理和轉換2、延拓（上延和下延），用于異常劃分和形狀三、位場處理和轉換2、延拓（上延和下延），用于異常劃分和形狀判斷上延400米DT化極后DT88三、位場處理和轉換2、延拓（上延和下延），用于異常劃分和形狀三、位場處理和轉換3、方向導數（一般是一次導數），用于磁性界面的劃分。化極后上延300mDT89三、位場處理和轉換3、方向導數（一般是一次導數），用于磁性界三、位場處理和轉換3、方向導數（0度）90三、位場處理和轉換3、方向導數（0度）32三、位場處理和轉換3、方向導數（45度）91三、位場處理和轉換3、方向導數（45度）33三、位場處理和轉換3、方向導數（90度）92三、位場處理和轉換3、方向導數（90度）34三、位場處理和轉換3、方向導數（90度）93三、位場處理和轉換3、方向導數（90度）35三、位場處理和轉換3、方向導數（135度）94三、位場處理和轉換3、方向導數（135度）36三、位場處理和轉換4、圓滑濾波與區域場局部場分離滑動平均法，插值切割場法，趨勢分析法，差值場法，匹配濾波法趨勢分析法分離區域場與局部場1、理論模型觀測值；2、理論模型的區域場；3、分離后的區域場；4、理論模型的局部場；5、分離后的局部場95三、位場處理和轉換4、圓滑濾波與區域場局部場分離37三、位場處理和轉換4、圓滑濾波與區域場局部場分離滑動平均法，插值切割場法，趨勢分析法，差值場法，匹配濾波法趨勢分析法分離區域場與局部場1、理論模型觀測值；2、理論模型的區域場；3、分離后的區域場；4、理論模型的局部場；5、分離后的局部場96三、位場處理和轉換4、圓滑濾波與區域場局部場分離38四、磁異常綜合解釋1、

磁異常特征分析1）磁異常隨深度變化特征97四、磁異常綜合解釋1、磁異常特征分析39四、磁異常綜合解釋1、

磁異常特征分析2）磁異常隨板狀體寬度變化特征

98四、磁異常綜合解釋1、磁異常特征分析40四、磁異常綜合解釋1、

磁異常特征分析3）磁異常隨有效磁化傾角的變化

99四、磁異常綜合解釋1、磁異常特征分析41四、磁異常綜合解釋當is=90時，即垂直磁化時，與曲線形態一致，都是以縱軸為對稱的曲線；當is=45時，曲線為反對稱曲線，零點對應水平圓柱體中心上方，而曲線正值部分大于負值部分，當is=0時，曲線與相似，只是異常主要為負值，而曲線是反對稱曲線與曲線在時一樣，由此可見受斜磁化影響比要大得多。100四、磁異常綜合解釋當is=90時，即垂直磁化時，與曲線形態一四、磁異常綜合解釋1、

磁異常特征分析4）有限延深與無限延深磁性體磁異常特征無限延深板狀體其剖面磁異常特征是只有一側有負值或兩側都沒有負值，而有限延深磁性體則兩側都有負值，這是判斷磁性體向下延深是否有限的方法。101四、磁異常綜合解釋1、磁異常特征分析無限延深板狀體其剖面磁四、磁異常綜合解釋1、

磁異常特征分析5）磁異常特征角不變的多解性

102四、磁異常綜合解釋1、磁異常特征分析44四、磁異常綜合解釋2、

磁異常雙分量參量圖103四、磁異常綜合解釋2、磁異常雙分量參量圖45四、磁異常綜合解釋3、利用不同高度上Zmax值判定磁性體參數

104四、磁異常綜合解釋3、利用不同高度上Zmax值判定磁性體參數四、磁異常綜合解釋3、利用不同高度上Zmax值判定磁性體參數

形體極大與極小值連線間的夾角(θm)零值線之間夾角(θ0)形體參數(n)半空間厚板0無限延伸厚板<90°0<n<1無限延伸薄板90°1有限延伸板狀體60°<θm<90°θ0>90°1<n<2水平圓柱體60°θ0

＝90°2單極2雙極2<n<3球體90°θ0>90°3105四、磁異常綜合解釋3、利用不同高度上Zmax值判定磁性體參數四、磁異常綜合解釋3、利用不同高度上Zmax值判定磁性體參數

無限延