磁法数据处理.

应用地球物理原理第二讲磁法勘探邵行来新疆维吾尔自治区国家三0五项目办公室Email:[e-mail],[e-mail]:138998919292010年4月磁法工作方法一、工作设计二、野外施工三、观测结果计算四、数据处理五、报告编写磁法数据处理数据处理位场处理与转换反演计算正演计算数据处理数据处理的目的：根据测得的磁异常来判断确定引起磁性体的几何参数（位置、形状、大小、产状）及磁性参数（磁化强度的大小和方向），是磁法异常解释的重要组成部分。正演：根据静磁场理论，运用数学工具由已知的磁性体求磁场的分布，这个过程称为正演反演：由磁异常求磁性体的磁性参数和几何参数称为反演。数据处理总磁化强度：感应磁化强度Mi与剩余磁化强度Mr的合成数据处理描述磁场的参量：T，H，X，Y，Z,I,D异常Ta,Ha(Hax,Hay),Za，DTDT的物理意义DT的物理意义DT的物理意义因此，可以把DT看作是Ta在固定方向的投影，这样，DT的物理意义与Za、Ha类似，都是Ta在固定方向的分量！在高纬度地区DT与Za是近似的！DT的物理意义数据处理剖面内有效磁化强度Ms与有效磁化倾角Is的计算coscoscoscossinxssMMIAMiMIA222coscossinIAIseccscstgitgIAtgIAcossintgItgIAAMy=McosIsinA’=McosIcosAMz=MsinI=MssinisMs=M数据处理剖面内有效磁化强度Ms与有效磁化倾角Is的计算不同测线有不同的磁异常数据处理一维、二维和三维（正演计算）或称之为：剖面、平面、立体数据处理一维、二维和三维（正演计算）或称之为：剖面、平面、立体一、正演根据磁性体和地磁场参数计算磁异常（水平柱体为例）2202221[()sin2cos]2()sassmZRxiRxixR220222sin[()cos()2sin()]2()sinssssmITRxiIRxiIxRiD如图，设水平圆柱体沿走向无限长，横断面为S，中心埋深为R，有效磁化强度为Ms，则二、反演根据磁异常来推断磁性体几何和磁性参数（1、切线法、2、特征点法，3、欧拉（Euler）齐次方程法反演）二、反演1、切线法''00111[()()]222mmhxxxx二、反演1、切线法斜磁化无限延伸板状体二、反演2、特征点法利用磁异常曲线上一些特征值，如极大值、半极值，1/4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。其实质就是解出不同形状磁源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值代入相应关系式求得反演结果。二、反演2、特征点法（球体为例）1）求K=Zmin/Max2)查表3）代公式计算参数二、反演2、特征点法（查表）is0°15°30°45°60°75°90°k1.000.530.290.150.100.040.02f1.000.980.920.830.720.610.50φ0.430.560.700.820.920.981.00二、反演2、特征点法（计算公式）球的中心：R＝f(is)dm球的截面磁矩：二、反演3、欧拉反演（2D和3D）如果有函数：则：fffxyznfxyz(,,)(,,)nftxtytztfxyz对于DT有：所以：称为N阶齐次欧拉方程(,)NGTxyrDyxTNzTzyTyyxTxx,000DDDD二、反演3、欧拉反演（2D和3D）如果是计算出垂向导数，则必须作二度磁异常的假定。方程中的未知量只是x0,（y0),z0和N。坐标(x0,z0)表示等效点源对于剖面的深度和位置，而N表示对磁异常模拟得最好的那种磁源类型。各种简单模型有特定的N值(如下表）。简单模型N单极线点极偶极线偶极子源1.02.02.03.0三、位场处理和转换目的：（1）使实际异常满足或接近解释理论所要求的假设条件。如曲化平，异常分离等；（2）使实际异常满足解释要求。如分量转换，化极，频谱特征等；（3）突出异常的某一特征。如上延压制浅部干扰，方向滤波或方向导数相对突出某一走向的异常特征。三、位场处理和转换内容：（1）区域场与局部场分离（圆滑滤波）（2）空间换算：上、下延拓；（3）分量换算：（DT(Za)-Za\Ha\Ta等）；（4）导数换算：垂向，X向，Y向，一次和二次等；（5）不同磁化方向之间的换算。三、位场处理和转换位场处理与转换1、化极2、延拓3、方向导数4、场源分离5、分量转换三、位场处理和转换1、2D频率域位场转换001ri)(1)2(11ieri或)(2iei或fze2nf)2(nif)2()(12111rifJG)(1)(1210011ririfJG换算内容换算因子ΔT→ΔZΔZ→ΔZ┸ΔZ→ΔH延拓阶垂向导数n阶水平导数由ΔZ换算磁源重力异常由ΔT换算磁源重力异常三、位场处理和转换1、化极，将异常化到同一“标准”来对比-4000-20000200040006000-800-400040080012001600dT(nT)Dx实测值化极值上延300m特征点线三、位场处理和转换2、延拓（上延和下延），用于异常划分和形状判断－ΔΔ22)0,(),0(hdThhT10)0,()0,()0,0(),0(nnnhTnhTCTCmhTΔΔΔΔ10)0,()0,()0,0(),0(nnnhTnhTCTCmhTΔΔΔΔ上延下延三、位场处理和转换2、延拓（上延和下延），用于异常划分和形状判断上延400米DT化极后DT三、位场处理和转换3、方向导数（一般是一次导数），用于磁性界面的划分。化极后上延300mDT三、位场处理和转换3、方向导数（0度）三、位场处理和转换3、方向导数（45度）三、位场处理和转换3、方向导数（90度）三、位场处理和转换3、方向导数（90度）三、位场处理和转换3、方向导数（135度）三、位场处理和转换4、圆滑滤波与区域场局部场分离滑动平均法，插值切割场法，趋势分析法，差值场法，匹配滤波法趋势分析法分离区域场与局部场1、理论模型观测值；2、理论模型的区域场；3、分离后的区域场；4、理论模型的局部场；5、分离后的局部场1201602002401001201401601801201602002400204012345三、位场处理和转换4、圆滑滤波与区域场局部场分离滑动平均法，插值切割场法，趋势分析法，差值场法，匹配滤波法趋势分析法分离区域场与局部场1、理论模型观测值；2、理论模型的区域场；3、分离后的区域场；4、理论模型的局部场；5、分离后的局部场1201602002401001201401601801201602002400204012345四、磁异常综合解释1、磁异常特征分析1）磁异常随深度变化特征四、磁异常综合解释1、磁异常特征分析2）磁异常随板状体宽度变化特征四、磁异常综合解释1、磁异常特征分析3）磁异常随有效磁化倾角的变化四、磁异常综合解释当is=90时，即垂直磁化时，与曲线形态一致，都是以纵轴为对称的曲线；当is=45时，曲线为反对称曲线，零点对应水平圆柱体中心上方，而曲线正值部分大于负值部分，当is=0时，曲线与相似，只是异常主要为负值，而曲线是反对称曲线与曲线在时一样，由此可见受斜磁化影响比要大得多。四、磁异常综合解释1、磁异常特征分析4）有限延深与无限延深磁性体磁异常特征无限延深板状体其剖面磁异常特征是只有一侧有负值或两侧都没有负值，而有限延深磁性体则两侧都有负值，这是判断磁性体向下延深是否有限的方法。四、磁异常综合解释1、磁异常特征分析5）磁异常特征角不变的多解性四、磁异常综合解释2、磁异常双分量参量图四、磁异常综合解释3、利用不同高度上Zmax值判定磁性体参数四、磁异常综合解释3、利用不同高度上Zmax值判定磁性体参数1/1/1/1max3max1max3max1/2max()1[()()]()2nnnaaaanaZZZZZ形体极大与极小值连线间的夹角(θm)零值线之间夹角(θ0)形体参数(n)半空间厚板0无限延伸厚板90°0n1无限延伸薄板90°1有限延伸板状体60°θm90°θ090°1n2水平圆柱体60°θ0＝90°2单极2双极2n3球体90°θ090°3四、磁异常综合解释3、利用不同高度上Zmax值判定磁性体参数222max221max2maxcosamaamZhdhhrZZhdDDD2max11max2max3()amsaaZdRhictghZZDD无限延深薄板有：水平圆柱体有：位场处理和转换注意：（1）合理选择处理和转换的方法；（2）磁异常处理只是一种数学加工处理，它能使资料中的某些信息更加突出的明显，但不获得在观测数据中不包含的信息；即不能提供新的信息；（3）数据处理是在一定条件下获得的结果，不是“唯一”的。位场处理和转换经验之谈：（1）定性优于定量；（2）实测优于转换；（3）浅部优于深部。磁法工作方法一、工作设计二、野外施工三、观测结果计算四、数据处理五、报告编写磁法工作报告章节和内容目录1序言1.1项目来源1.2任务完成情况1.3主要技术指标1.4主要成果1.5报告编写情况磁法工作报告章节和内容2工作区概况2.1位置与交通2.2自然经济地理概况3地质及地球物理场特征3.1工作区地质特征3.1.1地层3.1.2构造3.1.3岩石3.2地球物理特征3.2.1岩（矿）石磁性特征3.2.1工作区磁场特征磁法工作报告章节和内容4工作方法技术与质量4.1工作方法技术4.1.1测量工作4.1.2磁法工作4.1.3物性工作（标本测量）4.1.4资料整理4.2工作质量4.2.1质量控制措施4.2.2测地工作质量4.2.3磁测工作质量磁法工作报告章节和内容5数据处理5.1日变改正和总基点改正5.2正常场梯度改正5.3高度改正5.4化极处理(ReducetoMagneticPole)5.5磁异常的上延(UpwardContinuation)磁法工作报告章节和内容6解释推断6.1磁场分区及地质意义6.1.1磁法异常特征6.1.2磁场分区6.1.3磁场分区的地质意义6.2断裂解释6.2.1断裂标志6.2.2主要断裂构造6.3构造单元划分6.4磁异常分类及解释推断6.4.1异常分类6.4.2磁异常解释推断6.5重点磁异常与成矿的关系以及找矿靶区优选磁法工作报告章节和内容7结论与建议7.1结论7.2建议同学们，下讲再见!