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作者:xiaokcehui2020-8-20 21:35分类: gravity&mag 标签: 地磁基本知识 磁异常

       为了更有效地突出目标体信息,压制非目标体信息,实测单参量转换成解释需要的多参量。

上节的正问题,所得到的曲线或方程是很多假定的情况得出的,实际情况与这些理论假设有很大的区别。比如,一些近似等轴状的磁性体,当磁测剖面在磁性体上方较远处时,该磁性体可以看作一个磁性球体来处理。当剖面很靠近磁性体时,这种假设就可能带来较大的误差。这时,若能将此剖面通过数学处理换算处较高平面上的异常,则解释结果又可能得到改善。

磁异常处理和转换的目的

 使实际异常满足或接近解释理论所要求的假设条件。例如把分布在曲面上的实测异常换算成分布在同一平面上的异常;把叠加异常分为孤立异常等。即把复杂异常处理成简单异常,以便于解释。

使实际异常满足解释方法的要求。例如,由磁场某单分量测量结果换算成其他分量的值;斜磁化换算成垂直磁化;或者由磁场值转换成频谱值等,从而可以提供多方面的异常信息来满足一些解释方法本身的要求。

突出磁异常某一方面的特点。例如,通过向上延拓等方法来压制浅部磁性体的异常,相对突出深部磁性体的异常;通过方向滤波或换算方向导数来相对突出某走向的磁异常特征等。

目前磁异常的处理与转换的内容主要有圆滑和划分异常(如区域场与局部场的分离、深源场与浅源场的分离等);磁异常的空间换算(由实测异常换算其他无源空间部分的磁场);分量换算(由实测异常进行dTZaHaTa之间的分量互算);导数换算(由实测异常计算垂向导数、水平方向导数等);不同磁化方向之间的换算(如化磁极等)以及曲面上磁异常转换等等。

磁异常进行处理和转换时,有两个问题必须明确。一是应当合理地选择处理和转换的方法。使用者必须掌握各种护理和转换方法的原理和做法,并具有对结果进行正确解释的能力;二是磁异常的处理和转换只是改变异常的信噪比,而不能提供新信息。不要勉强提出或追求单由数学处理所达不到的要求。

圆滑、插值和数据网络化

1、磁异常的最小二乘圆滑

实测异常包含偶然误差和近地表不均匀磁性体产生的干扰,使实测磁场表现不规则的起伏。先进行圆滑,消除干扰,突出主题异常。

2、磁异常的插值

局部异常与区域异常叠加的情况,需要将局部场与区域场加以划分。通过不受局部异常场影响的测点插值构造插值函数,生成区域场值。实测值与求得的区域场值的差为局部场值。

3、数据网格化

用不规则分布的插值节点上的值来计算规则格网节点上的值。

空间域磁异常的处理与转换

1、磁异常空间换算基本理论

根据某观测面的实测磁异常,换算场源以外其他空间位置的磁异常。函数U在域中D中任何点都有连续的一阶、二阶导数存在,满足拉普拉斯方程,则UD域中调和。磁性体外部空间的磁位和磁场就是这种调和函数。

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2、磁异常的解析延拓

在磁测工作中都是地表或在地表附近空间进行,调和域是观测面以上空间,而且磁场随着底面的距离增加而衰减,在无穷远处趋于0

但是,我们一般都是测磁场总强度,没有法向导数,但是在平观测面的特殊情况,可以消除法向导数而实现磁异常的延拓。

 

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已知条件:(1)平面每一点的调和函数值,即前面说的网格化磁异常---狄利克莱问题

         2)平面上每一点的调和函数垂向导数值(磁异常垂向导数)---诺伊曼问题

结果:平面以上任意点的调和函数

水平测线二度体磁异常的转换

1、向上延拓

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剖面越长、点数越多,计算精度越高,上延系数之和为1

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   向上延拓是一种常用处理方法,主要用途是削弱局部干扰异常,反映深部异常。小而浅的磁性体磁场比大而深的磁性体磁场随距离衰减要快得多。

   内蒙古某地用磁测普查超基性岩例子,浅部盖层有一层不厚的玄武岩,使磁场表现为强烈的跳动。为压制玄武岩的干扰,将磁场向上延拓500m

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2、向下延拓

向下延拓是由实测磁场向磁源方向延拓。dT有微小变化,引起很大的解,曲线跳动厉害,需要圆滑。目前空间域进行向下延拓使用时近似方法。如多项式插值,级数正则化和调和分析。

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     向下延拓,可以处理旁侧叠加异常,比如两个相邻埋深的板状体,当接近地表时,叠加显示为宽而平的异常。可以向下延拓,分离磁性体。

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频率与磁异常转换

三度体空间域的计算复杂,一般用频率域转换。

频率域进行磁异常转换的基本过程是首先利用傅里叶正变换求出原始磁场的频谱,然后再频率域内进行各种换算,把换算后的频谱进行傅里叶反变换求出转换后的磁异常。

 分两个类型:

简单类型:在水平观测面,中高纬度南北跨度不大测区范围内进行

复杂类型:在起伏观测面中高山区、低纬度区或南北跨度大的测区进行

磁异常反问题

已知磁场的空间分布特征来确定地下所对应的场源体特征,如确定磁性体的赋存空间位置、几何参数、形状、产状及磁性参数磁化强度的大小和方向等

1、几种简单的反演方法:

(1)       特征点法

(2)       2)切线法,利用过异常曲线上的一些特征点(如极值点,拐点)的切线之间的交点间的关系来计算磁性体产状要素的方法。国土资源航空物探遥感中心对切线法进行了系统研究,在应用中积累了许多经验可参考。

(3)       磁异常梯度积分法

(4)       磁异常的希尔伯特(Hilbert)变换法

(5)       矢量解释法

2、磁异常快速自动反演方法

大面积航磁资料解释需要大量反演深度参数,以此确定磁性基底、磁性岩石和构造位置。对磁异常剖面和面积资料自动反演深度,结合地质和其他地球物理资料勾绘地质断面;也可用此深度资料作为初值,提供最优化反演的初始模型。

1)沃纳(Werner)法

2)磁异常总梯度模法

3)欧拉(Euler)法,自动估算场源位置,运用位场异常、其空间导数以及各种地质体具有特定的“构造指数“来确定异常场源的位置,尤其适用于大面积重磁测量数据的解释。

4)最优化法

5)三维物性法

6)人机交互法

7)复场强与磁场球谐级数展开反演方法

8)磁场频谱反演法

 

岩石的性质

一般以含二氧化硅成分的多少而定。

 

酸性岩:二氧化硅的含量zhi65%~75%,硅dao铝矿物的数量大大超过铁镁矿物,长石以碱性长石为主,石英含量约占岩石的1/4~1/3的岩浆岩,为酸性岩。深成相以花岗岩为代表,喷出相以流纹岩为代表,颜色一般较浅,深成相分布很广,多呈大范围的岩基。同酸性岩类有关的矿产非常多。如金、银、铜、铁、锡、铅、锌、钼、钨、锑、汞、铍、铌、钽及稀土元素等。

 

基性岩:二氧化硅的含量为45%~52%,铁和镁含量较高的岩浆岩,称为基性岩。常见的基性岩有深成岩中的辉长岩,浅成岩中的辉长辉绿岩,喷出岩中的辉绿岩和玄武岩。在深成岩体中,可以找到钛磁铁矿和镍矿,有的含钒形成了钒钛磁铁矿床。

 

超基性岩:二氧化硅的含量低于45%,含镁和铁很多、色深、比重大的岩浆岩,称为超基性岩。其主要成分是橄榄石和辉石。代表的岩石有橄榄岩、纯橄榄岩和金伯利岩等。同超基性岩有关的矿产是铬、镍、铂、金刚石和石棉等。

 

中性岩:二氧化硅含量为52%~65%,较基性岩含铁、镁量较少,含钾、钠、铝量较多的岩浆岩,称为中性岩。矿物成分中以中性长石和角闪石为主,石英很少,多呈灰色或浅绿灰色。常见的中性岩有侵入岩中的闪长岩,喷出岩中的安山岩等。两者都同铁、铜矿床有关

 

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