Question

磁异常的解释

Answer 1

磁异常的解释的目的是根据磁测资料、岩(矿)石的磁性资料以及地质和其他物化探资料，运用磁性体磁场理论和地质理论解释推断引起磁异常的地质原因及其相应地质体(目标体)的空间赋存状态，平面展布特征。

为实现解释的目标，磁异常解释应遵循的一般原则是:①以地质为依据;②以岩石物性为基础;③循序渐进，逐步深化;④定性与定量、正演与反演、平面与剖面解释相结合;⑤综合解释;⑥多次反馈，不断修正。

不同的工作任务，磁异常解释的过程和要求也不同。总体来说，磁测资料的解释过程有:①磁测资料的预处理和预分析;②磁异常的定性解释;③磁异常的定量解释;④地质结论和地质图示。

6.2.4.1磁测资料的预处理

为了保证解释所需资料的完整、可靠和方便，在解释前应分析磁测精度的高低，测网的疏密，系统误差的有无和大小，正常场选择是否正确，图件拼接是否合理，资料是否齐全，是否有干扰影响存在等。若有问题，应改正或处理。还应该注意分析磁性地质体的磁性特征和磁性的均匀性、方向性和大小。在解释大面积磁测资料时，常需对异常进行分区、分带，确定解释单元。多数情况下，对磁测资料进行必要的转换和处理，如延拓、化极、求导等。

6.2.4.2磁异常的定性解释

磁异常的定性解释包括两方面的内容:一是初步解释引起磁异常的地质原因;二是根据实测磁异常的特点，结合地质特征运用磁性体与磁场的对应规律，大致判定磁性体的形状、产状及其分布。

(1)磁异常的分类

分类的目的是为了更好地查明异常的地质原因。磁异常的分类没有标准的分类方法，一般是根据异常的特点(如极值、梯度、正负伴生关系、走向、形态、分布范围等)和异常分布区的地质情况，结合物探工作的地质任务进行异常分类。如普查时可根据异常分布范围，把异常分为区域异常和局部异常。区域性异常与大的区域构造或火成岩分布等因素有关;局部异常可能与矿床和矿化、小磁件侵入体等因素有关。

(2)磁性体形状的初步判断

磁性体形状的初步判断主要可依据磁异常的平面、剖面和空间变化特征(表6.3，表6.4)。

表6.3点磁极、磁偶极、磁偶极线的磁场特征

表6.4二度板状体磁场特征

A.根据磁异常的平面和剖面特征

磁异常的平面等值线形态，反映地下磁性体的形态。例如球状体的Z_a异常等值线为等轴状，有一定走向的地质体引起一定定向的带状异常。如果正异常的两侧伴生有负异常，可认为磁性体为下延有限的磁性体。如只有正异常而无明显的负异常伴生，则可认为磁性体下延很大。当正异常一侧伴生有负异常，另一侧无负异常，则判断较为复杂，需具体分析。当走向长度大于10倍埋深时，中心剖面处异常的主体部分接近于二度体异常。

B.利用磁异常的空间变化特征

Ⅰ.利用磁异常断面等值线特征:磁性体形态不同，断面磁异常等值线不同。对于厚板体及水平薄板体，Z_a断面等值线有交于两点的趋势。这两点的深度及间距分别与板体的上端和水平宽度相当。对于接触带，则在一侧有相交的趋势。对于薄板体和水平圆柱体，Z_a断面等值线则有交于一点的趋势。在实际解释中交点虽无法精确求出，但近似推断是可能的。对于下界有限的磁性体，Z_a正等值线两侧，均有负等值线;而对于接触带，则只有在一侧有负等值线。

Ⅱ.利用不同高度上Z_a曲线特征:对于无限延深薄板体Z_a曲线，不同高度极大值、极小值及零值点横坐标连线相交于板顶。极大值与极小值点连线间的夹角为π/2，不同高度水平圆柱体的磁异常的极大点、极小点、零值点及1/2极值点连线相交于圆柱中心。根据以上特征可以大致判别其形状。

Ⅲ.计算形状参数n:简单规则形体磁异常的极大值与埋深h之间有以下关系式:

环境与工程地球物理

式中:c为与磁性体形状、产状和磁性有关的常数;n为仅与磁性体形状和大小有关的指数。磁性体规模愈大，则n值愈小。如有限延伸板体1<n<2;水平圆柱体n=2;球体n=3。

Ⅳ.由Z_a－H_a参量曲线判断形状:以Z_a值为纵坐标，以H_a值为横坐标，将各点的磁场值Z_a值与H_a值分别点出后连成曲线，根据参量曲线图的形态可以判断磁性体的形状。无限延深薄板状体Z_a－H_a参量图为一圆;水平圆柱体为一椭圆;无限延深厚板为一椭圆;有限延深厚板为椭圆心形线;有限延深薄板参量曲线形状接近水平圆柱体的椭圆。

(3)磁性体倾向的初步判断

A.根据Z_a异常特征判断倾向

Ⅰ.南北走向长椭圆状异常:异常南北走向，反映磁性体走向为南北向;在垂直异常走向剖面内，有效磁化强度为垂直向下。当Z_a正异常一侧下降缓慢，另一侧下降较快，并出现负极值，则磁性体倾向Z_a下降较缓的一侧。在此侧较远处若出现负异常，由磁性体下端所引起。当Z_a曲线对称时，则表明磁性体直立。若两侧无负值或负值不明显，则说明磁性体下延较大;反之若有负值存在，系下端延深较小所致。

Ⅱ.东西走向长椭圆异常:东西走向长椭圆异常，在南北向剖面内，忽略剩磁，则其磁化方向即为当地地磁场方向。此类异常特征与磁性体、产状的关系可概括为:①若Z_a曲线近于对称(特别是正异常部分)，说明磁性体向北倾斜，且倾角与地磁倾角相近，相当于顺层磁化。若北侧较远处出现负值，系矿体下端引起。②若Z_a曲线北侧下降较快，有明显的负极值，南侧下降较缓，这是磁性体倾角大于磁化倾角的板状体异常特征。

Ⅲ.任意走向的长椭圆状Z_a异常:磁性体走向既不是东西又不是南北向时，在垂直异常走向剖面内，有效磁化倾角应小于90°，但大于地磁倾角，其磁异常特征介于上述两种情况之间。

B.根据T_a异常特征判断倾向

利用矢量强度 判断磁性体倾向，将不受磁化方向的影响，无需已知磁化强度力向即可判断磁性体的倾向。由Z_a换算H_a并合成T_a，在T_a曲线上较缓的一侧为矿体的倾向。

6.2.4.3 磁异常的定量解释

定量解释是在定性解释的基础上进行，目的在于根据磁性地质体的几何参数和磁性参数，结合地质规律，进一步判断场源的性质，提供磁性地层或基底的几何参数(主要是埋深、倾角和厚度)在平面或沿剖面的变化关系，以便推断地下的地质构造，提供磁性地质体在平面上的投影位置、埋深及倾向等。

定量解释工作中应注意下列问题。

(1)根据工作目标任务合理选择定量解释方法

对于区域磁测资料，若以配合地质填图、研究区域构造、基底构造、圈定岩体和油气盆地为目标的解释工作，则应选择能用于大面积多体磁异常快速反演的方法。如磁性界面反演方法、视磁化强度填图方法、拟BP反演方法、各种快速自动反演深度深方法、欧拉法、总梯度模法、Werner法、切线法等。综合利用上列方法，再辅以合适的分场滤波方法即可获得深、浅层位的磁性构造、磁性体的深度、轮廓以及空间展布规律。

(2)根据地形、地理与地质特点合理选择处理转换与定量解释方法

对于区域磁测资料，如南北跨度大的测区、低纬度测区、地形起伏大的测区等，则应针对这些复杂情况，选用变磁倾角化极、低纬度化极以及曲面磁异常化极与曲面延拓、分量、导数转换的方法，对转换后的资料再作反演。也可直接选用在曲面地形上反演的方法，如已有曲面实测ΔT及ΔT'_x，ΔT'_y，ΔT'_z、则可直接在起伏地形下用欧拉法反演、复场强反演与球谐级数展开反演。若在弱地形下，可用拟BP法反演。

对于勘探区磁测资料，若地形起伏、地质体磁性分布均匀，且有多体，则仍可用三角形、多面体与二度半组合体人机交互可视化正反演方法进行定量解译。

(3)平面与剖面相结合，合理组合使用反演方法

在进行区域磁测资料解释时，一方面最好选择能控制全区的少量典型剖面作三维精细反演，可采用人机交互可视化正反演方法。在此基础上给出全区磁性界面反演的定解条件，以此来控制全区界面反演的效果。另一方面可先进行宽约束条件下的拟BP反演，反演出浅、中、深不同层位的磁化强度分布，进而给出区内磁性体展布的大致轮廓，以此作为初始模型，提供精细三维反演作进一步反演。这样把不同特点的反演方法有机结合，可以提高反演的效果。

6.2.4.4 地质结论和地质图

地质结论是磁异常地质解释的成果，也是磁测工作的最终成果。它是磁场所反映的全部地质情况的总结，是由定性、定量解释与地质规律结合所得出的地质推论。它不一定与地质人员的地质推论相同。

地质图示是磁测工作地质成果的集中表现。因此，磁测成果应尽可能以推断成果图的形式反映出来，如推断地质剖面图、推断地质略图、推断矿产预测略图等。这些图件不仅便于地质单位使用，也便于根据验证结果和新的地质成果进行再推断。