磁法数据处理课件

应用地球物理原理

第二讲磁法勘探

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Mob:2010年4月应用地球物理原理

第二讲磁法勘探

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2磁法工作方法一、工作设计2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3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3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。4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

5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，DT6数据处理描述磁场的参量：6DT的物理意义7DT的物理意义7DT的物理意义8DT的物理意义8DT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9DT的物理意义因此，可以把DT看作是Ta在固定方向的投影，这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My=McosIsinA’=McosIcosAMz=MsinI=MssinisMs=M10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10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11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12数据处理一维、二维和三维（正演计算）或称之为：剖面、平面、立数据处理一维、二维和三维（正演计算）或称之为：剖面、平面、立体13数据处理一维、二维和三维（正演计算）或称之为：剖面、平面、立一、正演根据磁性体和地磁场参数计算磁异常（水平柱体为例）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

14一、正演根据磁性体和地磁场参数计算磁异常（水平柱体为例）如图二、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）

15二、反演根据磁异常来推断磁性体几何和磁性参数（1、切线法、2二、反演1、切线法

16二、反演1、切线法16二、反演1、切线法斜磁化无限延伸板状体17二、反演1、切线法斜磁化无限延伸板状体17二、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。18二、反演2、特征点法利用磁异常曲线上一些特征值，如极二、反演2、特征点法（球体为例）

1）求K=Zmin/Max

2)查表3）代公式计算参数19二、反演2、特征点法（球体为例）1）求K=Zmin二、反演2、特征点法（查表）

is0°15°30°45°60°75°90°k1.000.530.290.150.100.040.02f1.000.980.920.830.720.610.50φ0.430.560.700.820.920.981.0020二、反演2、特征点法（查表）is0°15°30°45二、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：21二、反演2、特征点法（计算公式）球的中心：R＝f(i二、反演3、欧拉反演（2D和3D）如果有函数：则：

对于DT有：所以：称为N阶齐次欧拉方程

22二、反演3、欧拉反演（2D和3D）对于DT有二、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1.02.02.03.023二、反演3、欧拉反演（2D和3D）简三、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。24三、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。25三、位场处理和转换内容：25三、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26三、位场处理和转换位场处理与转换1、化极2、延拓3、方向导数三、位场处理和转换1、

2D频率域位场转换换算内容换算因子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27三、位场处理和转换1、2D频率域位场转换换算内容换算因子三、位场处理和转换1、化极，将异常化到同一“标准”来对比实测值化极值上延300m特征点线28三、位场处理和转换1、化极，将异常化到同一“标准”来对比实测三、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

上延下延29三、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DT30三、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300mDT31三、位场处理和转换3、方向导数（一般是一次导数），用于磁性界三、位场处理和转换3、方向导数（0度）32三、位场处理和转换3、方向导数（0度）32三、位场处理和转换3、方向导数（45度）33三、位场处理和转换3、方向导数（45度）33三、位场处理和转换3、方向导数（90度）34三、位场处理和转换3、方向导数（90度）34三、位场处理和转换3、方向导数（90度）35三、位场处理和转换3、方向导数（90度）35三、位场处理和转换3、方向导数（135度）36三、位场处理和转换3、方向导数（135度）36三、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37三、位场处理和转换4、圆滑滤波与区域场局部场分离37三、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38三、位场处理和转换4、圆滑滤波与区域场局部场分离38四、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39四、磁异常综合解释1、磁异常特征分析39四、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

40四、磁异常综合解释1、磁异常特征分析40四、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

41四、磁异常综合解释1、磁异常特征分析41四、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。42四、磁异常综合解释当is=90时，即垂直磁化时，与曲线形态一四、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。43四、磁异常综合解释1、磁异常特征分析无限延深板状体其剖面磁四、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

44四、磁异常综合解释1、磁异常特征分析44四、磁异常综合解释2、

磁异常双分量参量图45四、磁异常综合解释2、磁异常双分量参量图45四、磁异常综合解释3、利用不同高度上Zmax值判定磁性体参数

46四、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

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°0<n<1无限延伸薄板90°1有限延伸板状体60°<θm<90°θ0>90°1<n<2水平圆柱体60°θ0

＝90°2单极2双极2<n<3球体90°θ0>90°347四、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

无限延深薄板有：水平圆柱体有：48四、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。49位场处理和转换注意：49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。50位场处理和转换经验之谈：50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51磁法工作方法一、工作设计51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52磁法工作报告章节和内容目录52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53磁法工作报告章节和内容2工作区概况53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54磁法工作报告章节和内容4工作方法技术与质量54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)55磁法工作报告章节和内容5数据处理55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56磁法工作报告章节和内容6解释推断56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57磁法工作报告章节和内容7结论与建议57同学们，下讲再见!同学们，下讲再见!应用地球物理原理

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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60磁法工作方法一、工作设计2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61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3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。62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

63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，DT64数据处理描述磁场的参量：6DT的物理意义65DT的物理意义7DT的物理意义66DT的物理意义8DT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67DT的物理意义因此，可以把DT看作是Ta在固定方向的投影，这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My=McosIsinA’=McosIcosAMz=MsinI=MssinisMs=M68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10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69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70数据处理一维、二维和三维（正演计算）或称之为：剖面、平面、立数据处理一维、二维和三维（正演计算）或称之为：剖面、平面、立体71数据处理一维、二维和三维（正演计算）或称之为：剖面、平面、立一、正演根据磁性体和地磁场参数计算磁异常（水平柱体为例）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

72一、正演根据磁性体和地磁场参数计算磁异常（水平柱体为例）如图二、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）

73二、反演根据磁异常来推断磁性体几何和磁性参数（1、切线法、2二、反演1、切线法

74二、反演1、切线法16二、反演1、切线法斜磁化无限延伸板状体75二、反演1、切线法斜磁化无限延伸板状体17二、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。76二、反演2、特征点法利用磁异常曲线上一些特征值，如极二、反演2、特征点法（球体为例）

1）求K=Zmin/Max

2)查表3）代公式计算参数77二、反演2、特征点法（球体为例）1）求K=Zmin二、反演2、特征点法（查表）

is0°15°30°45°60°75°90°k1.000.530.290.150.100.040.02f1.000.980.920.830.720.610.50φ0.430.560.700.820.920.981.0078二、反演2、特征点法（查表）is0°15°30°45二、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：79二、反演2、特征点法（计算公式）球的中心：R＝f(i二、反演3、欧拉反演（2D和3D）如果有函数：则：

对于DT有：所以：称为N阶齐次欧拉方程

80二、反演3、欧拉反演（2D和3D）对于DT有二、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1.02.02.03.081二、反演3、欧拉反演（2D和3D）简三、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。82三、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。83三、位场处理和转换内容：25三、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84三、位场处理和转换位场处理与转换1、化极2、延拓3、方向导数三、位场处理和转换1、

2D频率域位场转换换算内容换算因子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85三、位场处理和转换1、2D频率域位场转换换算内容换算因子三、位场处理和转换1、化极，将异常化到同一“标准”来对比实测值化极值上延300m特征点线86三、位场处理和转换1、化极，将异常化到同一“标准”来对比实测三、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

上延下延87三、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DT88三、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300mDT89三、位场处理和转换3、方向导数（一般是一次导数），用于磁性界三、位场处理和转换3、方向导数（0度）90三、位场处理和转换3、方向导数（0度）32三、位场处理和转换3、方向导数（45度）91三、位场处理和转换3、方向导数（45度）33三、位场处理和转换3、方向导数（90度）92三、位场处理和转换3、方向导数（90度）34三、位场处理和转换3、方向导数（90度）93三、位场处理和转换3、方向导数（90度）35三、位场处理和转换3、方向导数（135度）94三、位场处理和转换3、方向导数（135度）36三、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95三、位场处理和转换4、圆滑滤波与区域场局部场分离37三、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96三、位场处理和转换4、圆滑滤波与区域场局部场分离38四、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97四、磁异常综合解释1、磁异常特征分析39四、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

98四、磁异常综合解释1、磁异常特征分析40四、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

99四、磁异常综合解释1、磁异常特征分析41四、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。100四、磁异常综合解释当is=90时，即垂直磁化时，与曲线形态一四、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。101四、磁异常综合解释1、磁异常特征分析无限延深板状体其剖面磁四、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

102四、磁异常综合解释1、磁异常特征分析44四、磁异常综合解释2、

磁异常双分量参量图103四、磁异常综合解释2、磁异常双分量参量图45四、磁异常综合解释3、利用不同高度上Zmax值判定磁性体参数

104四、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

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°0<n<1无限延伸薄板90°1有限延伸板状体60°<θm<90°θ0>90°1<n<2水平圆柱体60°θ0

＝90°2单极2双极2<n<3球体90°θ0>90°3105四、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

无限延