磁測(cè)數(shù)據(jù)的處理與解釋

（一）磁測(cè)數(shù)據(jù)的處理在環(huán)境與工程測(cè)量中獲得的磁測(cè)數(shù)據(jù)的處理與解釋方法與礦產(chǎn)勘查中數(shù)據(jù)處理與解釋方法基本相同。數(shù)據(jù)處理大體上可分為濾除干擾的一般處理和提取信息的專項(xiàng)處理兩類。一般處理的目的在于濾除干擾，得到能客觀反映磁場(chǎng)面貌特征的基礎(chǔ)圖件。專項(xiàng)處理的目的在于盡可能多地提取有效信息，或改變異常形式，以便于解釋及與地質(zhì)等綜合信息的對(duì)比分析。專項(xiàng)處理方法大致分成三類：1）位場(chǎng)轉(zhuǎn)換處理方法，如化極處理、磁重轉(zhuǎn)換等。2）突出“平緩場(chǎng)”弱變化的處理方法，如自適應(yīng)濾波、互相關(guān)濾波等。3）劃分區(qū)域場(chǎng)與突出局部異常的方法，如上、下延拓，求導(dǎo)與積分，匹配濾波等。需指出的是，上述處理方法的應(yīng)用應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行取舍。另外針對(duì)某些特殊情況，常用以下與高精度磁測(cè)相匹配的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，避免處理精度不夠?qū)τ杏眯畔⒌膿p失。1.磁異常弱信號(hào)提取技術(shù)，增強(qiáng)異常分辨能力在利用磁異常進(jìn)行地質(zhì)問題調(diào)查中經(jīng)常會(huì)遇到有用異常被干擾所淹沒而難于分辨，所以弱異常的提取在磁異常解釋中具有十分重要的意義。由于有用異常經(jīng)常與干擾頻率相近，所以采用統(tǒng)計(jì)方法可能更合適。如采用最佳檢測(cè)系統(tǒng)與自調(diào)節(jié)濾波提取弱信號(hào)等。2.航磁低緯度化極與變磁傾角化極為解決航磁低緯度化極的不穩(wěn)定性問題，人們研究了許多方法，綜合起來可分為兩類：一類是頻率域方法；另一類是空間域方法。比較起來，頻率域方法計(jì)算速度較快，但化極精度不夠高。空間域方法精度較高，但由于涉及求解大型方程組問題，只能處理小面積數(shù)據(jù)，實(shí)用性差，近年來對(duì)空間域方法做了進(jìn)一步改進(jìn)，但在提高速度的同時(shí)也降低了精度，總的來說這類方法速度提高很有限。對(duì)于頻率域方法提出了各種改進(jìn)措施，這些方法在一定程度上使低緯度化極效果得到改善，但其精度仍有待提高，所以簡(jiǎn)便高精度的低緯度化極方法仍是今后需要研究的問題。當(dāng)航磁測(cè)區(qū)南北方向跨度大時(shí)，全區(qū)按一個(gè)磁傾角處理就會(huì)產(chǎn)生較大誤差，所以必須考慮按實(shí)際地磁傾角變化的變磁傾角化極。目前在頻率域解決此問題的途徑有兩種：一是把全區(qū)磁化傾角變化做統(tǒng)一處理的全變傾角化極；二是把測(cè)區(qū)劃分為若干條帶的小區(qū)，小區(qū)內(nèi)地磁傾角取平均值，而后依次用每一小區(qū)的磁傾角對(duì)全測(cè)區(qū)數(shù)據(jù)做化極，最后將各帶的處理結(jié)果拼接起來得到分帶變傾角化極。由于全變傾角化極中對(duì)傾角變化規(guī)律的簡(jiǎn)化和分帶化極的拼接處理等都將影響結(jié)果的精度，進(jìn)一步研究高精度實(shí)用的變傾角化極方法仍是十分必要的。3.磁異常曲面延拓位場(chǎng)曲面延拓，對(duì)中高山區(qū)磁場(chǎng)的解釋特別重要。國(guó)內(nèi)外專家已提出過多種基于等效源層（空間域）曲面位場(chǎng)延拓方法。實(shí)際工作中由于磁測(cè)數(shù)據(jù)量大，特別是航磁在處理大量數(shù)據(jù)時(shí)常要花費(fèi)大量計(jì)算機(jī)時(shí)，遇到分塊處理拼圖造成的不夠精確等問題，因此這些方法還不便在生產(chǎn)實(shí)際中推廣應(yīng)用。在頻率中研究快速實(shí)用的曲化平方法是一個(gè)有前景的方向，將位場(chǎng)表示為泰勒級(jí)數(shù)譜，采用迭代法逐次逼近求出平面上的場(chǎng)值。平面可以通過起伏面，但只有當(dāng)延拓高度較小時(shí)才適用。4.不同深度磁場(chǎng)的劃分為了提高磁場(chǎng)的垂向分辨率，研究沿深度的分場(chǎng)方法具有十分重要的意義。雖然目前已有匹配濾波、正則化濾波、補(bǔ)償圓滑濾波等多種方法，但所得結(jié)果還不能與深度有定量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可采用適合位場(chǎng)特點(diǎn)的小波變換方法以及深度濾波方法。（二）磁異常的推斷解釋磁異常的解釋比較復(fù)雜，因?yàn)榇女惓Ｐ螒B(tài)取決于諸多因素，如物體的幾何形態(tài)、物體所處位置上的地磁場(chǎng)方向、組成物體巖土的磁化方向、相對(duì)于物體軸向的測(cè)線方位等。因此，在解釋磁異常時(shí)，要特別注意分析磁異常的平面特征和剖面特征。磁異常反演可以采用比較成熟的一些反演方法，如特征點(diǎn)法、切線法、梯度積分法、矢量解釋法、線性反演法等。1.幾種簡(jiǎn)單形體的磁異常特征（1）柱狀體的Za曲線特征在自然界中的火山頸、筒狀體等均可看作為柱狀體。在北半球向北傾斜的柱狀體基本上都是順軸磁化，磁化方向由柱頂指向柱底，即柱頂為負(fù)磁極，柱底為正磁極，其他地方無磁極分布。當(dāng)柱體截面積很小并向地下延深較大時(shí)，柱底正磁極在地表產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以忽略，這時(shí)就相當(dāng)于一個(gè)負(fù)點(diǎn)磁極（單極）產(chǎn)生的磁場(chǎng)。在通過正上方的剖面上，Za曲線的特征如圖4-3（a）所示。由圖可見在柱頂上方出現(xiàn)Za極大值，曲線兩側(cè)對(duì)稱，且向兩側(cè)逐漸減小，遠(yuǎn)處趨于零，但不出現(xiàn)負(fù)值。柱頂上方的Za平面等值線特征是以柱頂在地面投影為圓心的一系列同心圓，如圖4-3（b）所示。若柱體延深有限（雙極）或斜磁化時(shí)，Za曲線呈不對(duì)稱狀，且在傾斜一側(cè)，或在產(chǎn)生正磁荷的一側(cè)出現(xiàn)負(fù)值。圖4-3 柱狀體的Za曲線異常（2）球體的Za曲線特征自然界中的囊狀體、透鏡體、充有磁性礦物的溶洞都可以近似看作為球體。一個(gè)均勻磁化球體的磁場(chǎng)等效于一個(gè)磁偶極子的磁場(chǎng)。圖4-4和圖4-5分別為垂直磁化和傾斜磁化Za異常曲線圖及斷面上磁力線的示意圖。垂直磁化的Za異常曲線呈對(duì)稱狀，極大值在球心正上方，兩側(cè)逐漸減小，且出現(xiàn)負(fù)值，遠(yuǎn)處趨于零。球頂上的平面Za等值線形狀是以球心在地面投影為圓心的一系列同心圓，中間部分為正值，外圍等值線為負(fù)值。斜磁化的Za異常曲線呈不對(duì)稱狀，兩側(cè)負(fù)值不相等，當(dāng)磁化強(qiáng)度向右下傾斜時(shí)，Za極大值向左移，右側(cè)負(fù)值幅度較大。其等值線形狀傾斜側(cè)變密，另一側(cè)變疏。圖4-4 垂直磁化球體的Za曲線圖4-5 傾斜磁化球體的Za曲線（3）板狀（脈狀）體的Za曲線特征自然界中的層狀體、脈狀體都可近似地看作為板狀體。當(dāng)板狀體的頂面埋深小于上頂面寬度時(shí)，為厚板，反之為薄板，薄板和厚板的磁場(chǎng)特征基本類似。當(dāng)M的方向與層面平行時(shí)，稱為順層磁化，斜交時(shí)稱為斜磁化。當(dāng)板狀體無限延深且順層磁化時(shí)（單極線），主剖面上Za曲線特征同單極的異常形態(tài)類似（圖4-6），只是異常梯度變緩，寬度增大。在平面上，Za等值線的形狀呈條帶狀。在斜磁化時(shí)，Za異常曲線呈不對(duì)稱狀，當(dāng)板狀體傾角小于地磁場(chǎng)傾角時(shí)（圖4-7），Za曲線極大值向右偏移，左側(cè)出現(xiàn)負(fù)值。其他情況可自行分析。在等值線平面圖上，Za等值線呈具有一定走向的條帶狀，一側(cè)為正值，另一側(cè)為負(fù)值。圖4-6 順層磁化板狀體Za曲線圖4-7 斜磁化板狀體Za曲線（4）接觸帶的Za曲線垂直接觸帶走向的測(cè)線上，Za異常曲線的特征（圖4-8），在磁性巖層一側(cè)出現(xiàn)正值，且延續(xù)較長(zhǎng)范圍，非磁性巖層一側(cè)出現(xiàn)負(fù)值。2.磁異常的定性解釋（1）磁異常解釋的步驟在磁異常圖上，首先是根據(jù)勘探任務(wù)，從異常的規(guī)模、形態(tài)、梯度、峰值高低等異常特征入手，確定哪些是與勘探任務(wù)有關(guān)的有用異常，哪些是與勘探任務(wù)無關(guān)的干擾異常；然后用區(qū)域校正的方法消除干擾，突出并繪制出有用異常。在解釋過程中還應(yīng)密切結(jié)合工區(qū)的地質(zhì)和其他物探資料，綜合對(duì)比分析，從中找出引起磁異常的地質(zhì)因素。最后對(duì)有意義的異常，可做定量或半定量計(jì)算。圖4-8 接觸帶的Za曲線（2）磁異常特征與地質(zhì)體之間的關(guān)系磁異常的形態(tài)與地質(zhì)體的形狀、磁性強(qiáng)弱、產(chǎn)狀等的關(guān)系，可綜合如下：如果在等值線平面圖上磁異常沿某一方向延伸較遠(yuǎn)，說明該磁性體為二度體，長(zhǎng)軸方向即為磁性地質(zhì)體的走向。當(dāng)磁異常無明顯走向時(shí)，說明磁性體可能為球、柱等二度體。磁性地質(zhì)體的規(guī)?？筛鶕?jù)異常范圍大致確定。在Za等值線平面圖上，如果發(fā)現(xiàn)在正異常周圍有負(fù)異常，一般由有限延深的磁性地質(zhì)體引起；如果只在一側(cè)出現(xiàn)負(fù)值，則由無限延深斜磁化地質(zhì)體引起；如果在正異常周圍不出現(xiàn)負(fù)異常，則為順層（軸）磁化無限延深的地質(zhì)體。磁異常幅值的大小與地質(zhì)體的磁化強(qiáng)度成正比，且隨地質(zhì)體的體積增大而增加。當(dāng)M和體積一定時(shí)，磁異常隨地質(zhì)體的埋深加大而減小，且曲線梯度小，異常范圍加寬。另外，根據(jù)磁異常等值線平面圖還可以圈定地質(zhì)體在地面投影位置。當(dāng)Za曲線呈對(duì)稱狀時(shí)，高值帶一般出現(xiàn)在磁性地質(zhì)體正上方；當(dāng)異常曲線不對(duì)稱時(shí)，極大值相對(duì)于地質(zhì)體中心有偏移，這時(shí)地質(zhì)體中心在地面的投影位于極大值和極小值之間。3.磁異常的定量解釋（1）特征點(diǎn)法該法主要用于簡(jiǎn)單形體求解。對(duì)于無限延深順軸磁化的柱體（單極），可用下式來求頂面埋深h：環(huán)境與工程地球物理勘探式中：x1/2為原點(diǎn)（極大值點(diǎn)）到半極值點(diǎn)距離。無限延深順層磁化的板狀體頂板埋深h為環(huán)境與工程地球物理勘探水平圓柱（偶極線）中心埋深h為環(huán)境與工程地球物理勘探（2）切線法切線法是一種近似的經(jīng)驗(yàn)方法。其特點(diǎn)是，方法精度不高但速度較快。具體做法是通過曲線極大值、極小值及曲線兩翼拐點(diǎn)分別做五條切線，如圖4-9所示。利用拐點(diǎn)切線與極值點(diǎn)切線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)來求磁性體埋深h，其關(guān)系式為圖4-9 切線法原理環(huán)境與工程地球物理勘探式中：xj、 為極大值點(diǎn)切線與拐點(diǎn)切線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)；x0、 分別為兩個(gè)極小值點(diǎn)切線與拐點(diǎn)切線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)。（3）選擇法該方法也稱理論曲線與實(shí)測(cè)曲線對(duì)比法。它是根據(jù)實(shí)測(cè)曲線和地質(zhì)資料分析，初步確定地下磁性體的產(chǎn)狀、體積及埋深，然后利用理論公式計(jì)算出其異常曲線，并用此理論曲線與實(shí)測(cè)曲線進(jìn)行對(duì)比，如果兩曲線基本特征一致，說明原確定的磁性體參數(shù)符合實(shí)際情況；若差別較大，需要進(jìn)一步修改有關(guān)參數(shù)再計(jì)算理論曲線，再對(duì)比，以逐步逼近實(shí)測(cè)曲線，直至兩曲線吻合為止。此時(shí)假定的各參數(shù)即為實(shí)測(cè)磁性體參數(shù)。具體計(jì)算方法多采用量板法或計(jì)算機(jī)處理。
備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。