磁异常解释及应用.doc

目录一、磁异常导数在定量解释中的用途1二、场位的向上延拓在磁异常解释中的应用2（一）向上换算消除局部干扰异常2（二）用向上延拓数据判断磁性体形状2三、场位向下延拓的应用（高通滤波）2（一）应用中应注意的问题21、延拓与光滑22、延拓的取样间隔问题：延拓的取样点距与延拓深度是有关系的。延拓方法中比较多的方法是延拓的点距等于或大于延拓的深度。只有少数方法的个别点距小于延拓深度。总的来说，延拓时点距越大，延拓深度也越大。33、延拓到达的深度问题：3（二）、向下延拓处理叠加异常：4（三）、用向下延拓评价低缓异常：4二节垂直导数的应用5一、处理叠加异常：1、分离叠加在背景场中的局部场，2、分离旁侧叠加异常、3与换算到垂直磁化配合使用，4、用二节倒数圈定磁性体的范围和位置。5四、磁异常与地质规律的关系5一、关于侵入岩的异常特点问题5二、关于火山岩的异常特点问题5三、沉积岩的磁异常特点6四、变质岩的磁异常特点：6五、断裂的磁异常特征7六、磁性矿体或矿床的异常特征问题8七、基低构造与磁异常的关系问题8五、关于分辨矿与非矿异常问题9二、分析磁异常的方法11一、磁异常导数在定量解释中的用途 若从物理意义来理解导数，则导数异常可以用于解决下面几个方面的问题；（一）异常曲线经过一次或二次微商后，能减轻磁性围岩的干扰，例如磁性矿体的异常与磁性岩体的异常叠加时，矿体的异常受到畸变，经过沿X方向或Z方向的一次微商后畸变会减轻、因为磁性围岩的体积相对于求导之前已大大减小.（二）适用于某些非二度体异常的解释，对在平面等直线图上是椭圆形轮廓的异常，不能看作是二度体（沿走向有限的薄板，水平圆柱体）异常，求产状要素时不易选择恰当的公式。经过沿X方向作一次微商后，磁体物体剩下两侧边缘部分，可看作二个沿走向延长很大的薄板，解释时就可选择薄板的计算公式。如在沿Z方向取一次微商，则薄板剩下顶部和底部两部分，当磁性体下步延深较大时，低部那一部分的影响可以忽略，顶部那一部分可看作是水平柱体而可以采用水平圆柱体的计算产状要素的方法。这样薄板和水平圆柱体的解释方法就成为基本方法，这是切实可行的，不尽能求出磁性体的深度，还可求出磁化方向等。（三）能消除正常场背景值的影响。如正常场的数值选择不当，计算产状要素时容易出错，经微商后，正常背景值将消失，因此微商为零。（四）能区分相邻磁性体的异常：例如地下有两个很接近的磁性体，它们在地面上产生的异常互相叠加，叠加后不易区分在地下是否有两个磁性体，若将异常曲线对z方向取一次微商，由于剔出了磁性体的大部分，只剩下两个磁性体的顶部，其磁场在空间的分布范围缩小，叠加的部分也相应减小，异常便显示出两个峰值了。二、场位的向上延拓在磁异常解释中的应用（一）向上换算消除局部干扰异常磁场随距离的衰减速度是与磁性体的形态体积有关的。即体积大，磁场衰减慢，体积小磁场衰减快。因此联想到，一些浅部的小的磁性干扰体的磁场或一些偶然误差，比一些规模较大的磁性体的异常随距离衰减就要快得多。这样我们可以将磁场向上换算以加大距离，使一些局部干扰随换算的高度增大而减小，而剩下的就是深部大的磁性地质体所产生的磁场。（二）用向上延拓数据判断磁性体形状三、场位向下延拓的应用（高通滤波）（一）应用中应注意的问题1、延拓与光滑因为向下延拓的深度越大，场的数值越大，并且曲线越陡越窄。在延拓之前首先对异常光化，要在排除跳跃的干扰或误差以后再进行延拓，所以往往是将滤波（即光滑）与延拓同时使用。2、延拓的取样间隔问题：延拓的取样点距与延拓深度是有关系的。延拓方法中比较多的方法是延拓的点距等于或大于延拓的深度。只有少数方法的个别点距小于延拓深度。总的来说，延拓时点距越大，延拓深度也越大。延拓方法的目的是把原有异常特性不太明显之处，通过延拓使之变的明显。点距过大会把异常上的一些细节跨过去，使其延拓曲线上显示不出来。因此延拓是取样的点距不宜过大。点距过小会把一些浅部干扰及观测误差在延拓中加一放大。为了得到较好的延拓效果，要按照干扰异常的宽度及素要延拓的深度来选择延拓的点距；要让延拓的点距t比干扰异常的半宽度大，而小于磁性体埋深的1/41/3，就是说要经过三四次延拓才能达到磁源的介面。3、延拓到达的深度问题：从场的理论上讲，作平面的向下延拓，最大延拓深度就是磁性体的深度，当到达磁性体时，场将出现不稳定现象。从向下延拓实践中出现的规律性来看，出现下面的情况后就不应在继续向下延拓了：(1)、异常曲线陡的一侧区县近于直立，并且在两个延伸深度上，异常曲线陡度近似。这种情况有人称之为极限陡度。（2）不同深度的岩体数据勾画的空间等值线从有聚集的趋势突然拐弯成为近似垂直地表，等值线互相平行。（3）异常出现起伏跳动的震荡现象。（二）、向下延拓处理叠加异常：有些异常是由多个磁性体的磁异常叠加而成的，当磁性体之间的距离近似于磁性体的深度是，叠加异常并不表现多分值，仅是表现出宽和平的特点。我们习惯上称之为旁侧叠加异常。遇到这种情况很难由实测异常推测出各个磁性体的产状和位置。故经常用向下延拓来处理这种异常。（三）、用向下延拓评价低缓异常：低缓异常是指强度和梯度都比较小的异常，低缓的对立面是高陡，然而两者之间的量的分界线是不明显的，低缓一词仅是形容埋深较大的地质体所产生的异常的一种特征。反之埋藏浅的地质体产生的异常必然是陡的（梯度大），至于高的程度则要看磁性体的磁性参数和几何参数而定。埋藏深的磁性体弱在地表能引起异常则必然具备两个条件：一是磁性体的规模足够大（物探称为体积深度比足够大）。二是磁性足够强。（若磁性体是深不得中等磁性岩体，则岩体的规模一定需要很大。反之，若磁性体为强磁性体的磁铁矿矿体，则其体积无需象岩体那样大的就可以产生与岩体同级次的异常，判断磁性体规模大或小，磁化强度的强或弱从而确定磁性体是岩体还是磁性矿体）。往往我们遇到的是低缓异常，其异常的某些异常特征是不明显的，加之异常面积大，往往与区域异常叠加起来，用异常特征判断磁性体的几何参数及磁性参数就困难了，解决这一困难的办法就是向下延拓，其目的有二：一是向下延拓突出叠加在区域场异常中的局部异常，二是放大某些在低缓异常中不够明显的异常特征（如拐点、极值点、零值点等）。二节垂直导数的应用一、处理叠加异常：1、分离叠加在背景场中的局部场，2、分离旁侧叠加异常、3与换算到垂直磁化配合使用，4、用二节倒数圈定磁性体的范围和位置。四、磁异常与地质规律的关系一、关于侵入岩的异常特点问题岩浆的倾入活动与各种金属非金属矿产的分部有密切关系，研究各种岩浆岩的磁异常特点对各种金属、非金属矿具有重要意义。如从超基性岩到酸性岩，随着含铁量（尤其是磁铁矿含量）的减少，和二氧化硅含量的增加，磁性由强而逐渐变弱，同时磁性的不均匀性逐渐减弱。 二、关于火山岩的异常特点问题火山岩的磁性是以不均匀为特征的，这种磁性的不均匀性在玄武岩和安山岩中表现尤为明显。并且方向也不一致，所以在同一地区有些火山岩能引起很强的异常，二另一些火山岩则可能没有明显异常。在某些火山岩上其磁异常是跳动的，磁异常显得忽高忽低或忽正忽负，异常梯度大而又尖锐，相邻测线间异常难以对比，异常显得规律性很差。以上所说的异常特征在基性喷出岩上表现最为明显。但个别地区的凝灰岩，其磁性特别强，强达上万伽玛的异常，以至于难以辨认是否是铁矿的异常。火山岩异常对寻找火山岩形成的大型铁、铜矿及金刚石等重要矿产有重要意义，但火山岩的磁性和异常都很复杂，因此，磁法在强磁性火山岩中找鉄的问题还须不断研究。三、沉积岩的磁异常特点多数沉积岩的磁性都接近于零，故在沉积岩分布地区，表现为近于零值或负值的平稳磁异常。由于沉积岩的磁异常是低而平稳的，而岩浆岩却能产生一定强度的正异常。所以用磁法可以划分沉积岩和其他磁性岩石的界限，进行地质填图。在实际工作中应注意接触带上的局部异常，其异常可能与接触带上的磁铁矿矿体有关。四、变质岩的磁异常特点：变质岩的磁性是很复杂的，因为变质岩的磁性除了与变之前的原岩磁性有关外，还与在变质过程中在高温高压作用下矿物重新结晶有关。所以各种变质岩的异常也是差别很大的。如一些板岩、片岩、千枚岩及某些副片麻岩其磁异常与沉积岩相同。一些正片麻岩、角闪片麻岩和角闪岩，其磁异常就比较强，磁异常也不稳定。前震旦系结晶基底都是由各种变质岩所组成，而各种变质岩又引起不同的磁异常，所以说，结晶基底并不是只引起单一特点的异常，而是引起各种不同特点的异常。五、断裂的磁异常特征断裂的磁异常可归纳成四种：1、断裂或断裂带被具有较强磁性的岩浆岩脉或岩体群所充填。所以磁异常表现为沿一定方向分布的异常和异常带，在整条断裂上异常也可能是连续的，但也可能是断续分布的，但是异常都沿着同一个方向分布，异常群的连线方向正好就是断裂的方向。2、断裂的异常特点是狭窄的带状弱的负异常带。这种断裂多发生于同一种磁性岩石当中，而且剩余磁性在总的磁化强度中占有较大的比重。由于断裂错动破坏了岩石的剩磁，因此在断裂带上表现出条带状的地磁场带。3、断裂是发生在不同的岩石之间，或者断裂虽然发生在同种磁性岩石之间但是两盘的垂直段距很大。这种断裂的磁异常表现为台阶状异常。在较强磁性岩石或是上盘的一边我正异常，在弱磁性岩石或下盘的一边为负异常。在断层附近异常梯度较大，异常下降较陡。在断层的内侧具有极大值在断层的外侧具有极小值。4、断裂的异常特征是同一种特点的异常在平面上不连续、发生突变。当断裂发生在具有相同的岩石中时，由于磁性岩石的上、下或水平错动，使断裂两侧的异常特征明显不同。当磁性岩石上下错动时，则上盘一侧的磁异常表现出陡、窄、强和不稳定。而下盘一侧的异常表现出缓、宽、弱和平滑。当磁性岩石发生水平错动时，则磁异常走向也发生错动、转弯、或等值线发生明显的转弯现象。六、磁性矿体或矿床的异常特征问题有不少工业矿体有不少具有工业价值的矿床，不少具有工业价值的矿床，其矿物组合中是具有铁磁性矿物的。如硅卡岩型铁矿、热液型铁矿、沉积变质铁矿、钒钛磁铁矿等铁矿床。及某些硅卡岩性和热液型的硫化物多金属矿床，硫化铜镍矿床或钴钼矿床等，其矿物组合中多含有磁铁床、磁黄铁矿、镍黄铁矿等铁磁性矿物，故矿石的磁性比围岩磁性强的多，只要矿体有一定规模而埋深又不过大，这些矿体就能产生比较强的磁异常。还有一些矿床，其矿物组合中含有一些弱磁性矿物，如赤铁矿、菱铁矿，铝土矿、锰铁矿、錋镁铁矿、磷铁矿等。当矿体埋深不大，二围岩磁性有接近于零，不存在其他磁性干扰时，则这些矿体能显示出微弱的磁异常。七、基低构造与磁异常的关系问题结晶基底变质岩系的磁性变化范围是很大的，最强的磁性就是含铁石英岩，磁化强度可达0.1cgsm，而磁性最弱的接近于零，所以结晶基底中各种不同磁性的变质岩就能产生不同强度的磁异常。这种由于基底岩石磁性不同所引起的磁异常远比基地本身在小范围内起伏所引起的磁异常要强得多。故可以认为，当覆盖在基底以上的巨厚沉积岩的磁性很弱的情况下，引起磁异常的主要原因，就是结晶基底中各种变质岩磁性差异。既然如此，当即地隆起到比较浅的情况，它的磁异常就显出陡和窄的特点，而基底洼陷到比较深时，异常就显得缓和宽的特点。我们可以按每个异常推断出对应的磁性体深度，作出深度等值线平面图，则这平面图就基本上反映出基底的深度变化和构造特点。如可以知道基底哪些地方隆起，那些地方拗陷，哪里是地垒，哪里是长恒等等。从磁异常的分布特点，还可以推断出一些基底的断裂及一些火成岩活动地区。五、关于分辨矿与非矿异常问题一、对比法（适用于露头比较好，地质情况比较简单，磁性体埋深不大，以及工作时间比较长，解释经验比较丰富的老区。）对比法就是将磁异常图（包括剖面图、剖面平面图及平面等值线图）及经过处理后得到的各种异常图与地质图（包括地质平面图及剖面图）及磁性资料进行对比。一定磁性特征的地质情况能产生与其对应的磁异常。经对比就可以掌握地质规律与异常特点之间的关系。这也就等于了解异常产生的原因了。起吗应形成一些规律性的看法。如什么样特征的磁异常对应于什么样的地质规律，尤其要注意与矿体有直接或间接关系的那些地质现象所对应的异常特点。并且要注意这种对应关系 与我们掌握的磁性资料是否相符合。如某地一个闪长岩体出露边界及在其上面的异常。经勘探证实，这些异常是在闪长岩与中奥陶灰岩接触带上的磁铁矿矿体所产生。后经面积性磁测工作发现，在岩体外围南北两面都有150伽玛以上的局部异常，并且成封闭的环状断续分布。该地区为第四纪及啥理由覆盖，覆盖层厚度最大达几百米，其磁性可认为是零。再盖层之下，分布着大面积的中奥陶灰岩。燕山期闪长岩体侵入于灰岩之中，在接触带上形成硅卡岩型铁矿。闪长岩的磁化率为02300x10-6CGSM,常见值为1000X10-6CGSM，而铁矿的磁化率达0.1CGSM。按以上地质情况，异常特点和磁性数据对比后，可以认为这些局部异常是铁矿所产生，其原因为：（1）由已知地质情况，除闪长岩与铁矿外，不存在引起磁异常的其它地质原因 。（2）我们若以闪长岩深为200米，宽为2000米按公式Z=2J来计算其产生的异常，则极大值为130伽玛，异常宽大于2000米。而所发现的异常范围小，异常强大多在200伽玛以上。说明产生这些异常的地质体规模较岩体小得多，而磁性却强的多，故为铁矿的可能性大。（3）接触带可能在深部变平缓并且成平缓起伏地向四周倾覆。故在深部接触带的起伏面上可能有矿体存在。在用对比法判断异常产生的原因时，要防止勉强地以异常规律来凑地质规律，一定要从异常所反映的地质体的空间位置，形状、地质条件来区分是什么地质体所引起，是矿还是非矿，而不能教条地套用什么规律的异常就是矿，什么不规律的异常就不是矿。要注意到磁异常不但能反映出露地表的磁性地质体，而且能反映在的不同深度上的磁性地质体。有时我们会遇到这样的情况：在异床场区出露有侵入岩或火山岩，并且这些岩石都具有一定的磁性。有时从表面看，很容易将异常误认为是侵入岩或火山岩引起。但若深入地分析磁性资料和异常特点，就会发现，异常特点与出露地表的岩石的异常不完全一致，而因推断在磁性岩石的下存在强磁性地质体。二、分析磁异常的方法分析磁异常的方法，是评价低缓异常的解释方法之一。分析方法中经常使用的步骤：第一步、按异常特点选择适当的方法，推断出异常体的深度，在有可能的情况下，也尽量取得有关其它产状要素的一般知识（例如磁性体的大致产状）。但是因为所遇到的磁异常是低缓异常，加上某些干扰（区域异常干扰等）。故要推断出磁性体的形状是困难的，而形状不清楚，也难于准确的找到合适的推断深度的方法。因此在这一步中多数情况下只能粗略地估算深度（例如用切线法、微分法、积分法等）。第二步、向下延拓磁场（向下延拓磁场解决的几个问题）1、用延拓曲线推断磁性体的产状要素低缓异常的某些特征不明显，故推断产状要素有困难，为此要放大异常的某些特征，才能推断产状要素。下延就是放大异常特征的方法之一。下延到一定的深度用延拓曲线来判断某些产状要素，如磁性体的深度（奇点深度）和宽度（假宽度或奇点间水平距离）。其次，由延拓的异常特点可以定性地判断出磁性体的产状特点，如可以看出磁性体是陡倾斜还是缓倾斜，延深大还是延深小等。为了进行以上问题的推断，可以用下面的延拓资料：A、由延拓曲线上拐点间的距离及几个延拓深度上异常曲线的交点的距离近似地确定磁性体的宽度。B有各个剖面上的异常数值，勾画出垂直断面的空间等值线。空间等值线的交点（或空间等值线稍加延长形成的交点）就是磁性体的奇点，由起点分布的情况及位置可以估计出磁性体的形状，近似确定磁性体的深度及宽度。C、由某一深度的延拓曲线，可以判断异常体的形状及定量推断磁性体的产状要素。2、利用各个平面的延拓异常的极大值的比率判断磁性体的形状和规模（第五章讨论过）对于形状不同和规模不同的磁性体，随着埋深的减小，其异常增长的速率是不同的，反之，当我们求得在不同平面上异常增长率，就可以判断出磁性体的形状和规模。公式：页中。3、利用磁场导数圈定磁性体的范围（第七章讨论过）导数与磁性体的边界关系比较密切，而与磁性体的下端关系不太大，因此用导数可以圈定菱形体的边界。在圈定磁性体边界方面，二阶导数比向下延拓更为简单和有效。经过以上两步分析，就能近似地估计出磁性体的深度、宽度、形状、规模等几何参数。第三步、估计磁性体的有效磁化强度（第六章讨论过磁化强度的推断问题）经上面两步，磁性体的形状、边界和规模已经比较清楚，故确定磁化强度的可靠性就比较大。第五章中知道，在多数的磁性体正问题公式中，有效磁化强度是与磁性体的某些产状要素的乘积成系数形式出现的，（例如球体公式的系数是磁矩M=，水平圆柱体公式的系数为有效磁矩JOS，薄板公式系数为2J02bSI，厚板公式系数为J0SI），故要从公式中单值地解出有效磁化强度是不可能的。但是经过上面的几步，以定掌握了某些产状要素，就有可能用公式近似地估算出J0（或J）。有时虽然不知道磁化强度的准确数值，但是若能估算出磁化强度的可能变化范围也是很有用的。例如，对于薄板来说，若我们由以上几步估算出2b和h，但未知，则由Z极大=2J02bSIM1h，得到：J0SIM=Z极大h4b只要我们由地质情况估算出可能的变化范围，就计算出J0的范围，这对我们判断磁性体的性质是很有用的数据。第四步、用选择法修改磁性体的几何参数，从而更准确地确定磁性参数。经过上面四步，可能了解磁性体的形状和规模及磁性大小、因而可以从此星体的产装上，规模上，及磁性上来判断磁性体是什么样的地质体。磁性体的空间等值线形状及分布状态，并非由磁化强度的大小所决定，而是由磁性体的形状及磁化方向所决定，因此不能只