磁法数据处理课件.ppt

1、应用地球物理原理应用地球物理原理第二讲第二讲 磁法勘探磁法勘探新疆维吾尔自治区国家三新疆维吾尔自治区国家三0 0五项目办公室五项目办公室Email:,Mob:2010年年4月月Page 2磁法工作方法磁法工作方法n 一、工作设计一、工作设计n 二、野外施工二、野外施工n 三、观测结果计算三、观测结果计算n 四、数据处理四、数据处理n 五、报告编写五、报告编写Page 3磁法数据处理磁法数据处理数据处理位场处理与转换位场处理与转换反演计算反演计算正演计算正演计算Page 4数据处理数据处理数据处理的目的：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

2、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：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：反演：由磁异常求磁性体的磁性参数和几何参数称为反演。Page 5数据处理数据处理总磁化强度：总磁化强度：感应磁化强度Mi与剩余磁化强度Mr的合成 Page 6数据处理数据处理描述磁场的参量：描述磁场的参量：T，H，X，Y，Z,I,D异常Ta,Ha(Hax,Hay),Za，DTPage 7D DT的物理意义的物理意义Page 8D DT的物理意义的物理意义Page 9D DT的物理意义的物理意义因此，可以把因此，可以把D DT看作是看作是Ta在固

3、定方向在固定方向的投影，这样，的投影，这样，D DT的物理意义与的物理意义与Za、Ha类似，类似，都是都是Ta在固定方向的分量！在固定方向的分量！在高纬度地区在高纬度地区D DT与与Za是近似的！是近似的！DT的物理意义Page 10数据处理数据处理剖面内有效磁化强度剖面内有效磁化强度Ms与有效磁化倾角与有效磁化倾角Is的计算的计算 coscoscoscossinxssMMIAMiMIA222coscossinIAI seccscstgitgIAtgIAcossintgItgIAAMy=McosIsinA=McosIcosAMz=MsinI=MssinisMs=MPage 11数据处理数据处理

4、剖面内有效磁化强度剖面内有效磁化强度Ms与有效磁化倾角与有效磁化倾角Is的计算的计算 不同测线有不同的磁异常Page 12数据处理数据处理一维、二维一维、二维和三维（正演计算）或称之为：剖面、平和三维（正演计算）或称之为：剖面、平面、立体面、立体Page 13数据处理数据处理一维、二维一维、二维和三维（正演计算）或称之为：剖面、平和三维（正演计算）或称之为：剖面、平面、立体面、立体Page 14一、正演一、正演根据磁性体和地磁场参数计算磁异常（水平柱体为例）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()sassmZRxiRxixR220222sin()

5、cos()2sin()2()sinssssmITRxiIRxiIxRiD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 Page 15二、反演二、反演根据磁异常来推断磁性体几何和磁性参数（根据磁异常来推断磁性体几何和磁性参数（1、切线法、切线法、2、特征点法，特征点法，3、欧拉（、欧拉（Euler）齐次方程法反演）齐次方程法反演）Page 16二、反演二、反演1、切线法、切线法 001 11()()2 22mmhxxxxPage 17二、反演二、反演1、切线法、切线法斜磁化无限延伸板状体斜磁化无限延伸板状体Page 18二、反演二、反演2、特征点法、特征点法

6、利用磁异常曲线上一些特征值，如极大值、半极值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。上读取各个特征值代入相应关系式求得反演结果。Page 19二、反演二、反演2、特征点法（球体为例）、特征点法（球体为

7、例）1）求）求K=Zmin/Max 2)查表查表3）代公式计算参数）代公式计算参数Page 20二、反演二、反演2、特征点法（查表）、特征点法（查表）is0153045607590k1.000.530.290.150.100.040.02f1.000.980.920.830.720.610.50Page 21二、反演二、反演2、特征点法（计算公式）、特征点法（计算公式）球的中心：球的中心：Rf(is)dm 球的截面磁矩：球的截面磁矩：Page 22二、反演二、反演3、欧拉反演、欧拉反演（2D和和3D）如果有函数：如果有函数：则：则：fffxyznfxyz (,)(,)nf tx ty tzt

8、f x y z 对于对于D DT有：有：所以：所以：称为称为N阶齐次欧拉方程阶齐次欧拉方程(,)NGT x yrD yxTNzTzyTyyxTxx,000DDDD Page 23二、反演二、反演3、欧拉反演、欧拉反演（2D和和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中的未知量只是x0,（y0),z0和和N。坐标。坐标(x0,z0)表示等效点源表示等效点源对于剖面的深度和位置，而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磁源类型。各种简单模型有

9、特定的N值值(如下表）。如下表）。简单模型简单模型N单极线单极线点极点极偶极线偶极线偶极子源偶极子源1.02.02.03.0Page 24三、位场处理和转换三、位场处理和转换目的目的：（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。Page 25三、位场处理和转换三、位场处理和转换内容：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)-ZaHaTa等）；（4）导数换算

10、：垂向，X向，Y向，一次和二次等；（5）不同磁化方向之间的换算。Page 26三、位场处理和转换三、位场处理和转换位场处理与转换1、化极、化极2、延拓、延拓3、方向导数、方向导数4、场源分离、场源分离5、分量转换、分量转换Page 27三、位场处理和转换三、位场处理和转换1、2D频率域位场转换 001ri)(1)2(11ieri或)(2iei 或fze2nf)2(nif)2()(12111rifJG)(1)(1210011ririfJG换算内容换算内容换算因子换算因子TZZZZH延拓延拓 阶垂向导数阶垂向导数n阶水平导数阶水平导数由由Z换算磁源重力异常换算磁源重力异常由由T换算磁源重力异常换算

11、磁源重力异常Page 28三、位场处理和转换三、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Page 29三、位场处理和转换三、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22)0,(),0(hdThhT 10)0,()0,()0,0(),0(nnnhTnhTCTCmhT 10)0,()0,()0,0(),0(nnnhTnhTCTCmhT 上延上延下延下延Page 30三、位场处理和转换三、位场处理和转换2、延拓（上延和下延），用于

12、异常划分和形状判断上延上延400米米D DT化极后化极后D DTPage 31三、位场处理和转换三、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。化极后上延化极后上延300mD DTPage 32三、位场处理和转换三、位场处理和转换3、方向导数（0度）Page 33三、位场处理和转换三、位场处理和转换3、方向导数（45度）Page 34三、位场处理和转换三、位场处理和转换3、方向导数（90度）Page 35三、位场处理和转换三、位场处理和转换3、方向导数（90度）Page 36三、位场处理和转换三、位场处理和转换3、方向导数（135度）Page 37三、位场处理和转换三、位

13、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1201602002401001201401601801201602002400204012345Page 38三、位场处理和转换三、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

14、1201602002401001201401601801201602002400204012345Page 39四、磁异常综合解释四、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Page 40四、磁异常综合解释四、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 Page 41四、磁异常综合解释四、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 Page 42四、磁异常综合解释四、磁异常综合解释当当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，时，曲线为反

15、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，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，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。由此可见受斜磁化影响比要大得多。Page 43四、磁异常综合解释四、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

16、限延深磁性体则两侧都有负值，这是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。判断磁性体向下延深是否有限的方法。Page 44四、磁异常综合解释四、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 Page 45四、磁异常综合解释四、磁异常综合解释2、磁异常双分量参量图Page 46四、磁异常综合解释四、磁异常综合解释3、利用不同高度上Zmax值判定磁性体参数 Page 47四、磁异常综合解释四、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

17、形体极大与极小值连线极大与极小值连线间的夹角间的夹角(m)零值线之间夹角零值线之间夹角(0)形体参数形体参数(n)半空间厚板半空间厚板0无限延伸厚板无限延伸厚板900n1无限延伸薄板无限延伸薄板901有限延伸板状体有限延伸板状体60m 901n2水平圆柱体水平圆柱体600 902单极单极2双极双极2n903Page 48四、磁异常综合解释四、磁异常综合解释3、利用不同高度上Zmax值判定磁性体参数 222max221max2maxcosamaamZhdhhrZZhdDDD2max11max2max3()amsaaZdRhictghZZDD无限延深薄板有：水平圆柱体有：Page 49位场处理和转

18、换位场处理和转换注意注意：（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。Page 50位场处理和转换位场处理和转换经验之谈经验之谈：（1）定性优于定量；（2）实测优于转换；（3）浅部优于深部。Page 51磁法工作方法磁法工作方法n 一、工作设计一、工作设计n 二、野外施工二、野外施工n 三、观测结果计算三、观测结果计算n 四、数据处理四、数据处理n 五、报告编写五、报告编写Page 52磁法工作报告章节和内容磁法工作报告章

19、节和内容n 目目 录录n 1 序序 言言n 1.1 项目来源项目来源n 1.2 任务完成情况任务完成情况n 1.3 主要技术指标主要技术指标n 1.4主要成果主要成果n 1.5 报告编写情况报告编写情况Page 53磁法工作报告章节和内容磁法工作报告章节和内容2 工作区概况工作区概况n 2.1 位置与交通位置与交通n 2.2 自然经济地理概况自然经济地理概况n 3 地质及地球物理场特征地质及地球物理场特征n 3.1 工作区地质特征工作区地质特征n 3.1.1 地层地层n 3.1.2构造构造n 3.1.3岩石岩石n 3.2 地球物理特征地球物理特征n 3.2.1岩（矿）石磁性特征岩（矿）石磁性特

20、征n 3.2.1工作区磁场特征工作区磁场特征Page 54磁法工作报告章节和内容磁法工作报告章节和内容n 4 工作方法技术与质量工作方法技术与质量n 4.1 工作方法技术工作方法技术n 4.1.1测量工作测量工作n 4.1.2磁法工作磁法工作n 4.1.3物性工作（标本测量）物性工作（标本测量）n 4.1.4资料整理资料整理n 4.2 工作质量工作质量n 4.2.1质量控制措施质量控制措施n 4.2.2 测地工作质量测地工作质量n 4.2.3 磁测工作质量磁测工作质量Page 55磁法工作报告章节和内容磁法工作报告章节和内容n 5 数据处理数据处理n 5.1 日变改正和总基点改正日变改正和总基

21、点改正n 5.2 正常场梯度改正正常场梯度改正n 5.3 高度改正高度改正n 5.4 化极处理化极处理(Reduce to Magnetic Pole)n 5.5 磁异常的上延磁异常的上延(Upward Continuation)Page 56磁法工作报告章节和内容磁法工作报告章节和内容n 6 解释推断解释推断n 6.1磁场分区及地质意义磁场分区及地质意义n 6.1.1 磁法异常特征磁法异常特征n 6.1.2 磁场分区磁场分区n 6.1.3 磁场分区的地质意义磁场分区的地质意义n 6.2断裂解释断裂解释n 6.2.1断裂标志断裂标志n 6.2.2主要断裂构造主要断裂构造n 6.3构造单元划分构造单元划分n 6.4磁异常分类及解释推断磁异常分类及解释推断n 6.4.1 异常分类异常分类n 6.4.2磁异常解释推断磁异常解释推断n 6.5重点磁异常与成矿的关系以及找矿靶区优选重点磁异常与成矿的关系以及找矿靶区优选Page 57磁法工作报告章节和内容磁法工作报告章节和内容n 7 结论与建议结论与建议n 7.1结论结论n 7.2建议建议同学们，下讲再见同学们，下讲再见!