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1、磁异常特征的分析研究 和异常的解释推断,姚 建 场 2008年1月,第一讲、磁异常特征的分析研究,经过地面工作取得的实测磁异常是进行解释推断的主要依据，异常的特征是和磁性体的形态、产状相联系的。一般来说，磁异常的特征主要决定于磁性体的形状、走向、埋深、倾斜及延深、磁化强度特别是磁化方向，上述因素对磁性异常特征的影响不是孤立的，而是相互联系的。 在对磁异常推断解释中，必须对磁异常的特征有一个基本的认识，对于磁异常一般从以下几个方面去分析研究它：,一、磁异常的形状,在等值线图上看，一种是狭长异常，（带状分布）即等值线呈长条状或长椭圆状的封闭圈。另一种是等轴异常，即等值线呈圆形，似圆形的封闭圈。 二
2、者的划分视异常值等于1/2极大值的那条等值线，其长轴和短轴之比大于或等于3时就是狭长异常（也称二度异常）反之为等轴异常（也称三度异常）。,左边为二度异常，右边为三度异常,二、磁异常的走向,在平面等值线图上，其等值线长轴的方向即为它的走向。在剖面平面图上曲线主峰值在测线上的投影位置连线的方向即为它的走向。狭长异常（二度异常）有明显的走向，而等轴异常（三度异常）无明显的走向。对磁异常的走向的描述一般是指走向展布的方向，如异常走向近东西向。或者用方位角表示，如：异常走向100。,三、磁异常的长度、宽度,一般采用等值线平面图上零值线以上的第一条起始等值线来划分，也有用异常值1/2极大值的那条等值线来划
3、分的，其单位一般为米或者千米，在实际描述中一定要注意说明采用的哪条等值线来划分的。 如：以nT等值线衡量，异常长米，宽米。,四、异常的分布范围,一般采用测网点线号来描述分布范围，如：异常分布（位于）线点线点。 注意一定要说明异常中心位置，中心位置一般系指异常极大值点的位置。,五、异常的强度,异常的强度指异常的正负极大值和一般强度。 根据异常的强弱区分判断引起异常的地质因素，一般来说，磁铁矿引起的异常强度高，而岩体引起的异常相对弱，依据这一特点来区分异常的性质。,六、异常的形态,异常形态是指曲线是否规则，是否圆滑。是单一磁性体引起，还是由多个磁性体迭加引起。 磁性体具有一定的埋深时异常曲线规则、
4、圆滑、宽缓。磁性体出露地表或埋深较小时异常曲线尖陡、不规则、呈剧烈跳跃。 单一磁性体引起的异常只有一个异常峰值。由多个磁性体迭加引起的异常有多个异常峰值。,七、正负异常的分布规律,不论是垂直磁化还是斜磁化，因磁性体的延深不同，在其正磁异常的两侧或者一侧，均有相伴生的负磁异常。在实际工作中怎样确定正负异常的伴生关系呢？这主要是看它们两者之间的变化是否连续，两者的规模和强度是否相辉映，正负异常既然是伴生的就不能把它们机械地分割开来，而应该作为一个整体来研究。 特别注意，正负异常的强度与正常场的选择有直接关系，正常场选的过低则异常可能全为正值，负值不明显。如果正常场选的太高，正异常分布在大片的负磁场
5、中，正值变小，负值增大。我们在分析研究异常时，要正负异常一起看，不能只注意正值异常，而忽视负值异常。,正常场选择过低，负异常反映不明显,正常场抬高100nT后，负异常反映明显。,八、磁异常的梯度,磁异常的梯度分水平梯度和垂直梯度。它是磁异常的一个重要特征， 水平梯度指异常沿走向和垂直走向两个方向上的变化规律，也是指磁异常变化最快的地方，在有正负异常相伴生的情况下，这个变化最快的地方（磁异常的梯度带），一般处在极大值和极小值之间。 垂直梯度指异常沿垂直方向上的变化规律。用上延或下延一定距离后的异常与实测异常作比较。,异常梯度的描述，在平面等值线图上看，等值线密集的部位其梯度变化大，等值线稀疏的部
6、位梯度变化小。,在剖面图上，异常曲线的陡缓反映出它的梯度变化，陡的一侧梯度变化大，缓的一侧梯度变化小。该图中左翼梯度变化3.64nT/米；右翼梯度变化6.9nT/米；,在实际描述时，将梯度变化大的称为梯度变化陡，梯度变化小的称为梯度变化缓。 异常梯度变化的描述，一般采用对比的方法，如：异常的梯度变化北侧较陡，南侧较缓，或异常曲线南缓北陡。最好经过计算有量的概念，即梯度变化nT/米。计算方法：两点间异常差值除以两点间距离。,利用异常梯度判断引起异常的磁性体,1、判断引起异常的性质：梯度变化大说明磁性体磁性强，梯度变化小则磁性体磁性弱，借以区分矿与非矿异常。 2、判断产状：磁性体产状一般倾向梯度较
7、缓的一侧。 3、判断磁性体位置：在斜磁化情况下，磁性体的中心位于Tmax - Tmin处；磁性体的“矿头”部位一定处在磁异常梯度带（正负峰值之间）的正下方附近。 4、判断磁性体的埋深：（见下图）,1、磁性体的产状倾向梯度缓的一侧。 2、磁性体的中心位置位于756 - 140 = 616nT处。 3、 “矿头”部位处在磁异常梯度带（正负峰值之间）的 正下方附近。,在异常梯度较陡的一侧量取曲线变化近似直线段的部位在地面投影长度，该长度近似为磁性体的埋藏深度。下图中磁性体埋藏深度80米。,九、各种异常的相互关系,在磁测的同时投入了其他物化探方法，如：重力、电法、化探、测井等，就要研究各种异常的相互关
8、系，从其相互关系中确定是否属于同源引起的异常，一般来看，对应关系好，应该属于同源异常，如果在同一个地质体上，磁、重、电、化均有异常，且对应较好，那么该地质体是矿的可能性就很大。,十、物性资料的分析研究,物性资料是分析研究磁异常的基础，特别要强调的是对复杂磁异常的定性解释，如果没有物性资料是很难进行的，因此在实际工作中，一定要注意收集物性参数。要详细掌握工作区各种岩性的物性资料，认真分析磁异常对应的地质体是否具有磁性，其磁性能否引起实测异常，借以判断引起磁异常的原因。,十一、磁异常与地质体的对应关系,要认真分析磁异常与其对应的地质体或岩性，在进行解释推断前一定要到实地进行详细的核对，确定磁异常对
9、应的地质体是否具有磁性，其磁性能否引起实测异常，如果磁异常对应的地质体不具有磁性或磁性较弱，不足以引起实测异常，就要考虑是否存在隐伏磁性体。这时就要借助物性资料来分析研究。,总 结,综上所述，磁异常特征的分析研究主要从以上十一个方面入手，在工作中应首先分析异常的各个特征，找出规律，逐步深入。它要求我们对各方面的资料，进行全面地综合分析，研究磁场变化特点与地质现象之间的关系，研究磁异常的规律，使感性认识上升到理性认识。只有对异常有了全面的认识，才能为解释推断打下好的基础。另外切记对异常分析、描述要实事求是，不可夸大。在分析研究时要有条理性和逻辑性。,第二讲 、 磁测资料的推断解释,磁测数据经过室
10、内资料整理后，构制出各种磁异常图，它反映了磁性地质体的磁场在剖面上或平面上的分布特征，这种磁场的分布特点是与磁性体的磁性、磁化状态、埋藏深度、大小及产状密切相关的。依据实测的磁异常特征，结合岩矿石的磁参数资料，各种地质资料及其它物化探资料，分析研究磁性体在地下的赋存状况，从而得出有关引起磁场的地质因素方面的结论。这种从磁异常入手，经过分析研究最终得出地质结论的过程，就是磁异常解释推断的概念。,一、磁测资料解释推断的一般概念,磁测资料的解释推断，习惯上分为定性解释和定量解释。二者既有区别，又是紧密联系不能截然分开的，定性解释是定量解释的前提和基础，而定量解释则是定性解释的继续和深入，借以修正或补
11、充对原有定性解释的认识，所以二者是互相配合，综合进行的。,从数学物理的理论上来说，当已知磁性体的形状、大小、空间位置、产状及磁化强度来计算磁场强度，即已知场源的分布求场的分布，称为正演问题。反过来已知磁异常的分布，利用数学物理的方法求出磁性体的形态、产状、空间位置及磁化强度，即已知场的分布求场源，称为反演问题。 实际工作中采用较多的是反演问题。,正、反演问题是解释推断的数理基础，应该指出，数学物理语言不能代替地质语言，在解正反问题时，从理论上是作了一些假设的，即磁性体是均匀磁化的，磁性体的形状是规则的几何形状体，如：球体、柱体、板状体等。如果磁性体的形状复杂，不规则，其正演问题的计算是繁杂困难
12、的，同时磁性体不可能是均匀磁化的。由于实际地质情况不可能完全满足这些假设条件，所以磁异常的解释推断结果只能是近似的，这些假设条件与实际地质情况越接近，解释推断的结果准确性就高一些，反之误差就大一些。所以正、反演问题与磁异常的地质解释之间并不是等同的，我们不能以正、反问题代替地质解释,二、磁异常的定性解释,在磁异常的解释推断中占据主要地位的是磁异常的定性解释，所谓定性解释，系指解释引起磁异常的地质原因，定性地推断磁性体的大致形状、埋藏深度、倾斜方向、磁化状况等。它是综合各种因素（包括地质、地形、磁性及其地物化探资料）对磁异常进行分析研究的过程，是一项基本的解释工作。它包括这么几个方面的内容： 1
13、、解释引起磁异常的地质原因，即磁异常是由什么地质体引起，这是定性解释的首要任务。 2、根据磁异常曲线，初步推断磁性体的形状、走向、倾斜、位置及范围。,在地质条件比较简单、理想的情况下，比如磁性体有一定的埋深，磁性比较均匀，围岩无磁性干扰，磁异常由单一磁性体引起。这时磁异常的曲线比较规则，异常的定性解释可能要简单一些，因为可以直接根据磁异常的形状大致地推定磁性体的形状。 如有一定走向和长度的二度异常可能是水平圆柱体，沿走向较长的板状体等引起。 引起等轴异常的磁性体形状可能是球体、似球状体；顺层磁化的向下延深很大的柱体；宏观形态近似球形的扁豆体、透镜状体或总的形状类似球体的多层状。,野外快速对异常
14、进行定性的办法,当地表岩体出露范围大于20米时，在其中心位置可看成岩体为非常大的厚板状体，它所产生的异常强度可由下式来计算： T = 2J J = Ji + Jr = K T0 + Jr J 总磁化强度 ； Ji感应磁化强度； Jr剩余磁化强 ； K磁化率； T0地磁场总强度=57000nT= 0.57奥斯特；,岩(矿)石标本磁性参数统计表,公式：T = 2J= 2（K T0 + Jr ） 计算辉长岩引起的磁异常： T =2（ 45000.57+130）=1692nT 计算闪长岩引起的磁异常：（不考虑剩磁） T =2（30000.57）=1074nT 注意：因单位换算问题，计算出的数据小数点向
15、前移一位。 经计算，地表出露的辉长岩体和闪长岩体完全可引起实测异常。,三、磁异常的定量解释,在磁异常的解释推断中，一个重要的步骤和内容就是定量解释，它是定性解释的继续和深入，所谓定量解释就是根据工作区内的磁场、磁参数、地质及其他物化探资料，运用数学物理手段，定量地计算出磁性体赋存状态的几何参数，即位置、形状、埋深及倾斜方向等产状要素，以及它的磁化状况等。从以上内容看，它实质上就是定量计算解反演问题。,定量计算的方法主要有： 切线法； 特征点解析法； 任意点解析法； 积分法； 矢量交会法； 选择法。 用定量计算方法可计算： 磁性体顶板埋深 h ；水平宽度2b；磁性体倾角；磁化强度J。 这些方法在
16、教科书中都有详细阐述，在实际工作中可参考教科书。因磁性体的形态不同，计算公式和方法也不同，这里只对斜磁化的倾斜薄板状体进行简单的计算，让大家对定量计算有所了解。,斜磁化的倾斜薄板状体,定量计算是在通过异常中心的精测剖面上进行的，必须具备这样几个条件： 1、剖面上曲线要完整，曲线两侧要有足够的正常场，磁异常曲线的重要特征点要清楚。 2、异常曲线形态规整、圆滑。没有干扰或虽有干扰但可以消除。复杂异常可以分解为简单异常。 3、正常场选择合适。 4、有磁参数资料，能定性的确定磁化方向。 5、对引起异常的磁性体的形态有大致的估计。,切线法计算埋深 h=1/2（x1-x2）/2 +（x3-x4）/2 =1/4 （x1-x2） +（x3-x4） 下图中： h= 1/4 （x1-x2） +（x3-x4） =1/4（110+180）= 72.5米,切线法计算的优缺点,优点：计算方法简便、迅速。受正常场选择不当的影响较小。 缺点：只能近似的估计磁性体的埋深。,
