06重磁异常反演及磁异常解释ppt课件
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《重力学与地磁学》磁异常数据处理与解释部分
x
x
g g(x, y y) - g(x, y)
y
y
实例：塔里木盆地东部及邻区布格重力与重力水平梯度
塔东重力5水4 平梯度
2.3.3 重、磁场的解析延拓
1. 重、磁异常解析延拓概念：
观测面 o
向上延拓：
g(x, y,0) 数学变换 g（x, y,h)
z
向下延拓：
g(x, y,0) 数学变换 g（x, y, h)
重、磁异常是叠加异常，来源于地下不同的 物质源，解释中希望将不同场源的异常分开
2. 重、磁异常数据处理的目的
将各种场源引起的异常分开，用于定量反 演计算与定性解释
3. 数据处理的思路
根据重磁异常特点
异常体埋深、规模大，异常宽缓，异常 值幅度大，在频率域中表现为低频成分多
一般异常体规模、埋深小，异常宽度窄， 幅值变化大，在频率域中表现为高频成分多
起 长江坳陷
带
海礁隆起
西湖凹陷
10 g.u.
28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10
闽 浙
隆
美人峰1井
虎皮礁隆起
起 长江坳陷
带
海礁隆起
西湖凹陷
10 g.u.
18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4
自兴地东开始，近 EW向延伸；
从辛格尔向东延伸， 延伸方向近EW向；
辛格尔北NWW向 延伸异常与中间EW向 异常在东端相交
2. 两个不同特征的磁场界限，往往是断裂存在的表现
不同构造单元的地质情况不同， 磁场也显示出明显不同的特征。 不同构造单元的边界存在断层
7第七章 磁异常的反演
−BP − AQ 2b(P2 + Q2 )
,Mz
=
− AP + BQ 2b(P2 + Q2 )
（7-3-3）
其中 P = μ0 cos I sinα;Q = μ0 sin I
第三节 沃纳（Werner）反褶积方法
从大量的磁测资料来确定磁性基底、磁性岩体及其构造边界，如切线法等一类人工解释 方法往往工作量大，而且带有主观性。Hartman，Tesky，Friedberg 等人对 S.沃纳 1953 年提 出的一种快速反演方法进行推广，该方法利用总磁场强度异常及其水平梯度异常剖面，反演 解释下延无限的直立或倾斜薄板、接触带。它以简单薄岩墙模型为基础，把复杂的非线性反 演问题线性化，其做法是对简单模型的公式进行变形和简化，建立线性方程组来求解含有 7 个或 4 个未知的中间变量，再由这些中间变量来获得模型体的水平位置、上顶埋深，磁化 强度的大小及方向等一系列参数。沃纳（Werner）反褶积方法一个重要的优点是解释人员不 必预先知道待反演解释模型的形态及磁性参数。
将拐点法计算步骤介绍如下：
1） 由实测 ΔT 曲线上取 xG4 − xmax 的比值； xG1 − xmax
2） 根据此比值查列线图 7-2-4，确定系数 K h 、 Kb 和 K M 的值；
3） 按下式求得 h ， b 和 M s
h = xG4 − xG1 、 b = xG4 − xG1
Kh
Kb
第七章 磁异常的反演
第一节 磁异常反演的基本问题
已知磁场的空间分布特征来确定地下所对应的场源体特征，如确定磁性体的赋存空间位 置、形状、产状及磁化强度的大小和方向等。通常称为磁异常的反演问题。
磁异常反演过程分为定性、半定量解释和定量解释两个阶段，这两者是互相关联，互相 辅助的。只有在通过正确的定性及半定量解释取得初步对磁性体形状、产状、及其所引起的 地质原因进行判断之后，才能合理地选用定量计算的公式和方法，以便进一步得到更完善的 解释结果。在磁异常解释中存在以下两个较为普遍的问题： （1）场源体非均匀磁性问题
磁异常解释
（一）确定磁异常是否由地表磁性地质体引起的方法大多采用对比分析的方法，即将磁测平面图和地质平面图进行对比，磁测剖面图和地质剖面图进行对比分析。
着重分析研究以下两个方面：1、分析异常的形态特征和异常分布与地质体的对应关系磁异常受地形的控制很明显，异常高低与地形起伏基本对应，南北测线时，正地形南坡和高点出现正值和峰值，北坡和沟谷出现负值和负极值，这时磁异常可能是出露或浅部磁性地层引起。
若磁异常受地形影响不明显，则异常可能是深部磁性体引起。
异常形态为锯齿状，强度高，梯度变化大，一般是出露地表或浅层磁性地质体的反映。
若异常形态圆滑，强度较低，梯度变化较小，则可能是深部磁性体反映。
异常与出露的岩层无论在平面和剖面图上密切相关，相互对应，反映异常可能由该岩层所引起。
若异常分布横向上穿越几个不同的岩层，则可能异常由隐伏磁性体引起。
2、分析地表岩石的磁性大小与实测异常关系当异常主体范围内出露磁性地质体范围较大（直径大于30m ），地形较平坦时，则磁性体能引起的最大磁异常可由下式近似计算：/T ma x '2nJ z •sinI 0（1）式中/T max —磁性地质体能引起的最大磁异常J 一磁性地质体总磁化强度J 的垂直分量zI 0—测区地磁场倾角-----WORD格式--可编辑--专业资料-----将实测/T max结果与上式据实测岩（矿）石物性资料计算结果对比，若两者相近或计算结果大于实测值，则可认为异常可能由出露岩（矿）石引起。
若实测结果大于计算结果，则可能存在隐伏磁性体或磁性体深部磁性增强情况。
由于地表岩矿磁性可能受风化作用影响减弱，故应结合上述磁异常特征和位置分析方法认真分析判断。
=1300nT。
经测定岩体磁性标本，J z=3000*10-例如：在某岩体上实测到/T ma x3A/m。
由（1）式可估算岩体能引起的/T最大异常（测区地磁场倾角为500）=2n・J z・sinI0=0.1*2n*3000*sin50o=1444nT/T ma x计算出的/T极大值大于实测的,T极大值，故认为实测磁异常由岩体所引起。
06重磁异常反演及磁异常解释课件
33
?1.地壳磁性特征研究
中国大陆及海域Magsat理论卫星磁异常图
34
中国大陆居里等温面深度及Magsat理论卫星磁异常对比图 注：点线为深度线，单位为 km，间隔为4km；实线及虚线等值线为卫星磁异 常垂直分量，单位为 nT，间隔为2nT；箭头为卫星磁异常水平分量，箭头长
短表示相对数值大小
35
18
实际工作中，由于地质任务和地质条件的不 同，定性解释的重点与方法也不同，但一般都从 以下几个方面着手。
将重磁异常进行分类。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，并给合物探 工作的地质任务进行异常分类。
19
（1） 把异常分为区域异常和局部异常。 区域异常 往往与大的区域构造或火成岩分布等因素有
4
一、重磁异常的反演问题
（2）选择适当的模型体
为了表示形状不规则的地质体，一般采 用一组组合模型而不是单个模型，组内 每个模型的几何形状要尽可能简单。在 计算时，要根据实际的地质、钻井及其 他地球物理资料给出接近实际地质体模 型参数的初值。
5
一、重磁异常的反演问题
（3）应用合适的计算方法
反演计算过程能否快速、收敛并得到精确的结 果，除了给出适当的模型体参数初值外，主要 取决于所用的计算方法。应针对不同的问题选 择适当的计算方法，而且在计算过程的不同阶 段不断调整、修改所用的计算方法。
9
一、重磁异常的反演问题
计算机上用得较多的最优化选择法反演的基本 作法：
10
数。
11
12
13
二、磁法勘探与重力勘探异同
在理论基础和工作方法上有许多相似之处，但是它们之 间也存在一些重要的差别，主要有：
?1.地壳磁性特征研究
中国大陆及海域Magsat理论卫星磁异常图
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中国大陆居里等温面深度及Magsat理论卫星磁异常对比图 注：点线为深度线，单位为 km，间隔为4km；实线及虚线等值线为卫星磁异 常垂直分量，单位为 nT，间隔为2nT；箭头为卫星磁异常水平分量，箭头长
短表示相对数值大小
35
18
实际工作中，由于地质任务和地质条件的不 同，定性解释的重点与方法也不同，但一般都从 以下几个方面着手。
将重磁异常进行分类。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，并给合物探 工作的地质任务进行异常分类。
19
（1） 把异常分为区域异常和局部异常。 区域异常 往往与大的区域构造或火成岩分布等因素有
4
一、重磁异常的反演问题
（2）选择适当的模型体
为了表示形状不规则的地质体，一般采 用一组组合模型而不是单个模型，组内 每个模型的几何形状要尽可能简单。在 计算时，要根据实际的地质、钻井及其 他地球物理资料给出接近实际地质体模 型参数的初值。
5
一、重磁异常的反演问题
（3）应用合适的计算方法
反演计算过程能否快速、收敛并得到精确的结 果，除了给出适当的模型体参数初值外，主要 取决于所用的计算方法。应针对不同的问题选 择适当的计算方法，而且在计算过程的不同阶 段不断调整、修改所用的计算方法。
9
一、重磁异常的反演问题
计算机上用得较多的最优化选择法反演的基本 作法：
10
数。
11
12
13
二、磁法勘探与重力勘探异同
在理论基础和工作方法上有许多相似之处，但是它们之 间也存在一些重要的差别，主要有：
磁异常特征的分析和异常的解释推断
十一、磁异常与地质体的对应关系
要认真分析磁异常与其对应的地质 体或岩性，在进行解释推断前一定要到 实地进行详细的核对，确定磁异常对应 的地质体是否具有磁性，其磁性能否引 起实测异常，如果磁异常对应的地质体 不具有磁性或磁性较弱，不足以引起实 测异常，就要考虑是否存在隐伏磁性体。 这时就要借助物性资料来分析研究。
第二讲 、
磁测资料的推断解释
磁测数据经过室内资料整理后，构制出各种
磁异常图，它反映了磁性地质体的磁场在剖 面上或平面上的分布特征，这种磁场的分布 特点是与磁性体的磁性、磁化状态、埋藏深 度、大小及产状密切相关的。依据实测的磁 异常特征，结合岩矿石的磁参数资料，各种 地质资料及其它物化探资料，分析研究磁性 体在地下的赋存状况，从而得出有关引起磁 场的地质因素方面的结论。这种从磁异常入 手，经过分析研究最终得出地质结论的过程， 就是磁异常解释推断的概念。
六、异常的形态
异常形态是指曲线是否规则，是否圆滑。
是单一磁性体引起，还是由多个磁性体迭 加引起。 磁性体具有一定的埋深时异常曲线规则、 圆滑、宽缓。磁性体出露地表或埋深较小 时异常曲线尖陡、不规则、呈剧烈跳跃。 单一磁性体引起的异常只有一个异常峰值。 由多个磁性体迭加引起的异常有多个异常 峰值。
左边为二度异常，右边为三度异常
100 140 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200 140
130
130
120
120
110
110
100 100
105
110
115
120
125
130
磁法反演解释
这一异常究竟是辉长岩还是矿体引起的呢？
从成矿条件看，一般认为灰岩与闪长岩的接触带是成矿有利部位，而在 此处见到的是辉长岩。但从异常形态和强度看，出露和近地表为外形不规则 的杂乱异常。在岩体露头上测出的异常最大为1000nT，按其磁化率一般为 3000×10-6 CGSM，以 Za 2 J 估算，最大也只能产生1000nT左右的磁异 常；此异常形态规则，强度最大为1600nT。
三、磁异常解释中应注意的几个问题
（一）高值异常与低值异常
由于磁铁矿磁性很强，所以在以往的找矿过程中往往只注意高值异常， 忽略了对低值异常的研究。近几年在许多低值异常上打钻见矿后，对低值异 常才引起注意。
异常的高值与低值不仅与磁性体的磁性大小有关，还与其埋藏深度、磁 性体的大小、形状、产状等因素有关。下页表中给出了不同形体在不同磁化 强度、不同埋深时，在地质体中心上方磁异常的数值。这一结果表明，体积 大、磁性弱、埋藏浅的岩体可以引起较强的异常，而体积小、磁性强、埋藏 深的矿体可引起较弱的异常。因此，不能简单地根据异常地高值和低值来区 分矿与非矿异常。
（三）正异常与负异常
经常遇到这种情况，在正异常范围内打钻见矿，在负异常范围内打 钻也见矿，在正负异常之间打钻也见矿，这是什么原因呢？
由讨论可知：正异常和负异常常属同一个整体。只有在特定条件下， 才可能出现无明显正异常的负异常。因此，在分析异常是应注意正负异 常的关系。
1、异常特点
以磁异常图可以看出，该异常为正负伴随出现的似等轴状异常。其极大 值为350nT，极小值为-170nT；异常形态规则，北边变化陡而南边变化缓。 仔细分析磁异常平面图，发现有不太明显的北东—南西走向，不完全是一个 等轴状异常。但可以看出磁性体走向不大，延深也不大，且有一定的埋深， 可近似地看作斜磁化球体的异常。
第11课 磁异常的反演与转换处理
和坐标之间的距离，求解磁源体参量的方法称为特征 点法。 其实质就是求解出不同形状磁性体磁场解析式的 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。
球体： 已知斜磁化球体的 Za 表达式为
Za
0 ms
4 ( x R )
2 2
5 2
[(2 R 2 x 2 ) sin is 3R x cosis ]
上延：压制或消除浅部（局部）磁性体的异常，突出深部 磁性体的异常（或区域磁异常）
下延：压制深部磁性体的异常（或区域异常），突出浅部 磁性体的异常（或局部磁异常）；
2、磁异常的导数换算
一般计算磁异常的一阶水平导数、一阶垂向导数及垂向二阶导 数。实际工作中，磁异常的一阶（水平和垂直）导数常用差商 代替。
两个相邻球体异常的叠加
重磁高阶导数可以将几个互相靠近、埋深相差不大的相邻地 质因素引起的叠加异常划分开来
3、各分量之间的换算
由磁场与磁位的关系可以得到以下磁场各分量之间的关系式：
T X a x t0
T Ya y t0
T Z a z t0
一般是指由 Za → Ha
若已知截面磁化强度 Ms ，则又可求得球的
中心剖面内最大截面积 S ，进一步可解得球体的 体积。
O
R
Ms
二、切线法
切线法是利用过异常曲线上的一些特征点
（如极值点，拐点）的切线之间的交点坐标间的 关系来计算磁性体产状要素的方法。 该方法简便、快速、受正常场选择影响小， 在航磁异常的定量解释中曾得到广泛应用。
图3-7-1 用向上延拓压制浅部玄武岩异常的影响 1．玄武岩；2．沉积岩
内蒙某地用磁法勘探普查超基性岩的实例。该地区浅部盖有一层不厚的 玄武岩，使磁场表现为强烈的跳动。为压制玄武岩的干扰，将磁场向上 延拓了500m。由图可知，向上延拓的磁场压制了玄武岩的干扰。同时 右侧部分反映了深部的超基性岩磁场。
球体： 已知斜磁化球体的 Za 表达式为
Za
0 ms
4 ( x R )
2 2
5 2
[(2 R 2 x 2 ) sin is 3R x cosis ]
上延：压制或消除浅部（局部）磁性体的异常，突出深部 磁性体的异常（或区域磁异常）
下延：压制深部磁性体的异常（或区域异常），突出浅部 磁性体的异常（或局部磁异常）；
2、磁异常的导数换算
一般计算磁异常的一阶水平导数、一阶垂向导数及垂向二阶导 数。实际工作中，磁异常的一阶（水平和垂直）导数常用差商 代替。
两个相邻球体异常的叠加
重磁高阶导数可以将几个互相靠近、埋深相差不大的相邻地 质因素引起的叠加异常划分开来
3、各分量之间的换算
由磁场与磁位的关系可以得到以下磁场各分量之间的关系式：
T X a x t0
T Ya y t0
T Z a z t0
一般是指由 Za → Ha
若已知截面磁化强度 Ms ，则又可求得球的
中心剖面内最大截面积 S ，进一步可解得球体的 体积。
O
R
Ms
二、切线法
切线法是利用过异常曲线上的一些特征点
（如极值点，拐点）的切线之间的交点坐标间的 关系来计算磁性体产状要素的方法。 该方法简便、快速、受正常场选择影响小， 在航磁异常的定量解释中曾得到广泛应用。
图3-7-1 用向上延拓压制浅部玄武岩异常的影响 1．玄武岩；2．沉积岩
内蒙某地用磁法勘探普查超基性岩的实例。该地区浅部盖有一层不厚的 玄武岩，使磁场表现为强烈的跳动。为压制玄武岩的干扰，将磁场向上 延拓了500m。由图可知，向上延拓的磁场压制了玄武岩的干扰。同时 右侧部分反映了深部的超基性岩磁场。
磁异常的处理、解释及应用
第三篇 磁异常的处理、解释及应用
为便于学习和掌握磁异常处理和解释的理论与方法，本篇首先介绍磁异常处理、解释的 理论基础：磁性体磁场的数学解析与定量计算和埸的分布规律，即已知磁源求磁场的正问题。 其次介绍根据不同磁埸的分布特征消除干扰、分离出目标体磁异常的数据处理方法，在此基 础上深入讨论不同磁异常确定不同磁源分布的方法即磁异常的反问题。根据磁异常的正、反 演问题所确定的磁源分布模型的过程称为数学物理解释，进一步对磁模型赋以地质含义的工 作称为地质解释。最后阐明磁异常解释推断的基本方法及其在国民经济建设中多方面的应 用。
K
K
K
M s 引起，故称 M s 为有效磁化强度。 M H 与ox轴夹角为A′，磁性体走向与 M H 的夹角为A
KK
K
K
（y方向为走向）， M H 与 M 夹角为I，设 M 的方向余弦为（α ，β， γ ）； M s 的方向余弦为
K （α s ， γ s ）， M s 与ox轴夹角为is；则有：
M = (M α = Mx
Ta=T-T0 而△T是T与T0的模量差，即：
（二）频率域正演途径
1、直接对各种形体的空间域磁场表达式进行傅里叶（简称傅氏）变换。 2、基于频率域的特性，从一些基本形体的磁场理论频谱导出其他形体的磁场频谱。
三、磁异常正演方法概述
这里，按照磁性体由简单到复杂（由形状规则到任意、单体到多体、磁性均匀到不均 匀）的发展过程，对有关正演方法作概略叙述。
M
+
z x
M
2 z
)1/
2
=
M
= tg −1( γ ) =
α
(α 2 + γ 2 )1/ 2 tg −1(tgI sec
A′)
为便于学习和掌握磁异常处理和解释的理论与方法，本篇首先介绍磁异常处理、解释的 理论基础：磁性体磁场的数学解析与定量计算和埸的分布规律，即已知磁源求磁场的正问题。 其次介绍根据不同磁埸的分布特征消除干扰、分离出目标体磁异常的数据处理方法，在此基 础上深入讨论不同磁异常确定不同磁源分布的方法即磁异常的反问题。根据磁异常的正、反 演问题所确定的磁源分布模型的过程称为数学物理解释，进一步对磁模型赋以地质含义的工 作称为地质解释。最后阐明磁异常解释推断的基本方法及其在国民经济建设中多方面的应 用。
K
K
K
M s 引起，故称 M s 为有效磁化强度。 M H 与ox轴夹角为A′，磁性体走向与 M H 的夹角为A
KK
K
K
（y方向为走向）， M H 与 M 夹角为I，设 M 的方向余弦为（α ，β， γ ）； M s 的方向余弦为
K （α s ， γ s ）， M s 与ox轴夹角为is；则有：
M = (M α = Mx
Ta=T-T0 而△T是T与T0的模量差，即：
（二）频率域正演途径
1、直接对各种形体的空间域磁场表达式进行傅里叶（简称傅氏）变换。 2、基于频率域的特性，从一些基本形体的磁场理论频谱导出其他形体的磁场频谱。
三、磁异常正演方法概述
这里，按照磁性体由简单到复杂（由形状规则到任意、单体到多体、磁性均匀到不均 匀）的发展过程，对有关正演方法作概略叙述。
M
+
z x
M
2 z
)1/
2
=
M
= tg −1( γ ) =
α
(α 2 + γ 2 )1/ 2 tg −1(tgI sec
A′)
磁异常的解释推断解析PPT学习教案
上的磁异常
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3.分析磁异常空间分布特征
如果我们要区分磁异常是由磁铁矿引起的还是 由具有磁性的火成岩体引起的，则可根据矿体 磁性强、体积小，岩体磁性弱、体积大的这一 特点，将观测剖面进行换算，换算到不同深度。 矿体的Z曲线极大值，将随换算剖面的不断 降低而迅速的增大，异常范围急剧的变窄，而 岩体的磁异常剖面曲线极大值并无明显的变化。
磁异常的解释推断解析
会计学
1
一、磁异常的定性解释
首先要确定异常的性质，区 分出那些异常是由具有磁性 的矿体引起的，那些异常是 由具有磁性的岩体或岩层引 起的，即查明引起异常的可 能原因。然后在判明磁异常 性质的基础上，根据磁异常 曲线特征大致的确定地质体 的走向，倾斜方向及埋深等。
第1页/共40页
如图1.4——22
第5页/共40页
第6页/共40页
4.利用综合物探方法
选择重力或电法配合磁法勘探工作。对各 种方法获得的异常进行综合分析， 如果对应于磁异常的位置处不但有磁异常、 而且还有重力异常和电阻率异常， 说明磁异常对应的地质体既是个强磁性体、 还是个高密度体及良导体。 这样我们认为该异常由矿体引起的推断可 信程度就更大了。
第21页/共40页
2.等轴形状的磁异常
第22页/共40页
如图1.4—6，从磁异常的平面等值线图可以 看出，Z等值线近于圆形，周围无负值。 其Z剖面图可以见到南陡北缓的特征。对 于南北剖面Z曲线不存在负值表明矿体为 顺层磁化，且下端延深较大。钻探结果证 明磁异常是由向北倾的柱状矿体引起。
第23页/共40页
第28页/共40页
一般的说矿体在地面上投影越大，其正异常 的分布范围亦大。比如同样体积的矿体，水 平板状体的投影就比球体大得多，因此其正 异常范围亦较球体要大。当板状体向南倾斜 时，其正异常在地面上的范围较板状体向北 倾斜时要大，如图1.4—9
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3.分析磁异常空间分布特征
如果我们要区分磁异常是由磁铁矿引起的还是 由具有磁性的火成岩体引起的，则可根据矿体 磁性强、体积小，岩体磁性弱、体积大的这一 特点，将观测剖面进行换算，换算到不同深度。 矿体的Z曲线极大值，将随换算剖面的不断 降低而迅速的增大，异常范围急剧的变窄，而 岩体的磁异常剖面曲线极大值并无明显的变化。
磁异常的解释推断解析
会计学
1
一、磁异常的定性解释
首先要确定异常的性质，区 分出那些异常是由具有磁性 的矿体引起的，那些异常是 由具有磁性的岩体或岩层引 起的，即查明引起异常的可 能原因。然后在判明磁异常 性质的基础上，根据磁异常 曲线特征大致的确定地质体 的走向，倾斜方向及埋深等。
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如图1.4——22
第5页/共40页
第6页/共40页
4.利用综合物探方法
选择重力或电法配合磁法勘探工作。对各 种方法获得的异常进行综合分析， 如果对应于磁异常的位置处不但有磁异常、 而且还有重力异常和电阻率异常， 说明磁异常对应的地质体既是个强磁性体、 还是个高密度体及良导体。 这样我们认为该异常由矿体引起的推断可 信程度就更大了。
第21页/共40页
2.等轴形状的磁异常
第22页/共40页
如图1.4—6，从磁异常的平面等值线图可以 看出，Z等值线近于圆形，周围无负值。 其Z剖面图可以见到南陡北缓的特征。对 于南北剖面Z曲线不存在负值表明矿体为 顺层磁化，且下端延深较大。钻探结果证 明磁异常是由向北倾的柱状矿体引起。
第23页/共40页
第28页/共40页
一般的说矿体在地面上投影越大，其正异常 的分布范围亦大。比如同样体积的矿体，水 平板状体的投影就比球体大得多，因此其正 异常范围亦较球体要大。当板状体向南倾斜 时，其正异常在地面上的范围较板状体向北 倾斜时要大，如图1.4—9
06重磁异常反演及磁异常解释
• 3.磁异常的定量解释 • （1）根据工作目标任务合理选择定量解释方法 • （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 • （3）合理组合使用反演方法 • 4.地质结论和地质成果图示源自（三） 区域及深部结构研究
• 利用磁测资料研究区域及深部结构，不仅对解决地壳的演 化和大陆与海洋的形成等地学基础理论问题有重要意义， 而且对地质构造单元划分、断裂推断、金属和非金属矿产 分布规律研究、地质填图、成矿带划分等研究也有重要意 义。
（5）判断异常体的位置
①只有正磁异常而无负磁异常，或两侧虽有负异常 但幅值低、不明显，或两侧异常幅值大致相当；大 致位于异常下方。 ②正负异常伴生，而负异常幅值较大；磁性地质体 顶面大致位于正负异常之间，而且是在梯度陡的下 方，平面等值线最密集的地方。
四、特征点法
• 特征点法（或任意点法）系根据异常曲线上的一 些点或特征点（如极大值点、零值点、拐点）的 异常值及相应的坐标求取场源体的几何或物性参 数。
• （2）由“已知”到“未知”
• 由已知到未知是一种类比方法，这种方法是先从已 知地质情况着手，根据（矿）石物性参数，对比重 磁异常与地质构造或矿体等的关系，找出异常与矿 体，岩体或构造的对应规律，确定引起异常的地质 原因，并以此确定对应规律，指导条件相同的未知 区异常的解释。在推论未知区时，应充分注意某些 条件变化（如覆盖、干扰等）对异常的可能影响。
• （3）对异常进行详细分析 • 详细分析研究异常的目的，是为了结合岩石物性 和地质情况确定引起异常的地质原因。在研究异 常时，应注意它所处的地理位置，异常的规则程 度，叠加特点。同时还应大致判断场源的形状、 产状、延深和倾向等。
（4）判断引起异常的地质因素 ①异常的形态：线性条带、弧形条带，多为构造 带的反映。 ②区域重磁力高、区域重磁力低，可能是隆起、 凹陷。 ③三大类岩石异常特征。
三、磁异常处理转换PPT课件
得：
U(x,z)1 U(,0) ln (x)2z2d
x
z x
1 U(,0) (x) d
z (x)2z2
Z a ( x ,z ) 0 U ( z x ,z ),. H a ( x ,z ) 0 U ( x x ,z )29
Z a与H a 互算：
U (x ,z ) 1 U (,0 )ln( x )2 z 2 d z
i1
此外，可得：
Za(0,0)1 Ha(,0)d
N
Za(0,0) ai[H a(i,0)H a(i,0)] i1
.
43
五、程序编写与图示结果
➢ 例子：1）数据准备
➢ 定义球体或水平圆柱体的参数 ➢ r=10; % 浅水平圆柱体截面半径，单位：m ➢ r0=30; % 深水平圆柱体截面半径，单位：m ➢ R=20; % 浅水平圆柱体柱轴的埋深,单位： m
N
37
Za与Ha 互算：
Ha(0,0)1 Za(,0)d
在 1 N 积分区间分成一系列等间隔的小区间：
1 2 , 2 3 , , N 1 N
在每个小区间内，磁异常近似线性变化。利用积分中值定理：
.
38
Za与Ha 互算：
Ha(0,0)1 Za(,0)d
在 1 N 积分区间分成一系列等间隔的小区间：
i1
a1
π 1(1
1 2
ln
2 1
)
ai
2
2
ln i1 i
.
aN
1
2
(1ln N ) N1
26
磁异常分量 Za与H a 换算原理
拉普拉斯方程的诺伊曼问题
（p166)：
2U
0
(z0)
第10课磁异常正演优秀PPT
第10课磁异常正演
为了便于分析，作出如下假设：
● 观测面是水平的； ● 磁性体为单个的规则形体； ● 磁体被均匀磁化； ● 剩余磁化强度与感应磁化强度方向一致； ● 不考虑退磁的影响； ● 围岩无磁性。
△ 坐标系
原点：磁性体的中心或顶部中心在地面的投影点
Y轴：平行磁性体走向； X轴：垂直磁性体走向； Z轴：垂直向下； 观测平面：XOY面
E
is= 90° （垂直磁化）
+ + +Ms+
3、90°＞A， ＞ 0°，即磁性体走向为任意：
M sM x 2 M z 2 M c o s 2Ic o s 2A ， s in 2I
tgi Mz tgI /cosA， Mz＜Ms＜M I＜i＜ 90°（斜磁化） Mx
二、总强度磁异常
实际磁测中更易于测定总磁场的模量异常 △ T，而磁异 常正演则更方便的计算出磁场三分量Za 、Hax 、Hay 。
令
rB rD
B D / 2
将它们代入有限延深厚板磁场表 达式，即可得台阶的磁场公式：
O
P(x) x
A
rA
B rB
A C B
α rC
D
i
rD
Ms
C
D
Z a0 M 2 s sin[c o s(A C ) sin lnr r C A ]
● 磁场特征
Za剖面曲线为一侧有负值的不对称曲线，沿台阶延伸方向为正 值，台阶外侧为负值。
o
h
2b
△h
is
Ms Ms
Z aZ a(h ) Z(h a h )
当△h
很小时，上式可写成：
Za
Za (h) h
h
可见，由无限延深厚板磁场表达式对h求一次微分，即 可得到水平薄板的磁场表达式。
为了便于分析，作出如下假设：
● 观测面是水平的； ● 磁性体为单个的规则形体； ● 磁体被均匀磁化； ● 剩余磁化强度与感应磁化强度方向一致； ● 不考虑退磁的影响； ● 围岩无磁性。
△ 坐标系
原点：磁性体的中心或顶部中心在地面的投影点
Y轴：平行磁性体走向； X轴：垂直磁性体走向； Z轴：垂直向下； 观测平面：XOY面
E
is= 90° （垂直磁化）
+ + +Ms+
3、90°＞A， ＞ 0°，即磁性体走向为任意：
M sM x 2 M z 2 M c o s 2Ic o s 2A ， s in 2I
tgi Mz tgI /cosA， Mz＜Ms＜M I＜i＜ 90°（斜磁化） Mx
二、总强度磁异常
实际磁测中更易于测定总磁场的模量异常 △ T，而磁异 常正演则更方便的计算出磁场三分量Za 、Hax 、Hay 。
令
rB rD
B D / 2
将它们代入有限延深厚板磁场表 达式，即可得台阶的磁场公式：
O
P(x) x
A
rA
B rB
A C B
α rC
D
i
rD
Ms
C
D
Z a0 M 2 s sin[c o s(A C ) sin lnr r C A ]
● 磁场特征
Za剖面曲线为一侧有负值的不对称曲线，沿台阶延伸方向为正 值，台阶外侧为负值。
o
h
2b
△h
is
Ms Ms
Z aZ a(h ) Z(h a h )
当△h
很小时，上式可写成：
Za
Za (h) h
h
可见，由无限延深厚板磁场表达式对h求一次微分，即 可得到水平薄板的磁场表达式。
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4
一、重磁异常的反演问题
（2）选择适当的模型体
为了表示形状不规则的地质体，一般采 用一组组合模型而不是单个模型，组内 每个模型的几何形状要尽可能简单。在 计算时，要根据实际的地质、钻井及其 他地球物理资料给出接近实际地质体模 型参数的初值。
5
一、重磁异常的反演问题
（3）应用合适的计算方法
反演计算过程能否快速、收敛并得到精确的结 果，除了给出适当的模型体参数初值外，主要 取决于所用的计算方法。应针对不同的问题选 择适当的计算方法，而且在计算过程的不同阶 段不断调整、修改所用的计算方法。
方程，用近似方法求解。
3
一、重磁异常的反演问题
3.反演问题研究涉及的主要问题 （1）选择用于反演的场值 进行反演必须采用从观测异常中分离出 的单纯由反演目标引起的那部分异常值。 例如，要确定或估计某个密度界面的起 伏，必须首先从布格异常中分离出由这 个密度界面引起的异常。 也可以应用对观测场值所作的某些变换， 例如求出异常的导数，傅立叶频谱等的 场值作为反演用的原始数据。
在计算机上实现的最优化选择法，其基本原理 是从表示地质体的许多理论模型中，选择出一 个其理论异常同观测异常符合得最好的模型表 示实际的地质体。
7
一、重磁异常的反演问题
（2）确定物性分界面的深度及起伏
确定物性分界面的深度及起伏（习惯上称为“界面演”）， 实际上也是确定模型体参数。例如，为了求一个密度分界 面的起伏，用一组呈二维分布的长方体作模型，固定模型 体顶面深度，界面深度就可以由这些长方体的底面深度来 表示。 确定物性分界面深度的方法主要是迭代法，即根据观测异 常给出界面深度的初值，然后在观测异常和界面深度之间 不断进行迭代计算，以改善反演结果。 此外，还有利用统计分析、频谱展开式及多项式求界面深 度的方法。
9
一、重磁异常的反演问题
计算机上用得较多的最优化选择法反演的基本 作法：
10
数。
11
12
13
二、磁法勘探与重力勘探异同
在理论基础和工作方法上有许多相似之处，但是它们之 间也存在一些重要的差别，主要有：
(1) 就相对幅值而言，磁异常比重力异常大得多。 地壳厚度变化引起的重力异常最大，达5.6gal，若正常重力 以980gal计算，则最大重力异常值也仅为正常重力值的千分之 五。强磁性体产生的磁异常高达10-4T，若正常地磁场强度按 0.5×10-5T计，则最大磁异常可以比正常地磁场强度大一倍。
18
实际工作中，由于地质任务和地质条件的不 同，定性解释的重点与方法也不同，但一般都从 以下几个方面着手。
重磁异常反演及磁力资料解释
1
一、重磁异常的反演问题
1.反演问题的定义 重磁异常反演问题，简单地说就是由实测重磁 异常及其导数的数值大小、空间分布和变化规 律，定性和定量推断地下客观存在的异常地质 结构、构造和地质体的形状、产状和剩余密度/ 磁性的分布。 反演问题的数学定义为： (1) 由观测面上重磁 异常分布，在给定物体边界位置函数的条件下， 求解物体的剩余密度/磁性分布函数；(2) 由观 测面上重磁异常分布，在给定物体密度/磁性函 数的条件下，求解物体的边界位置函数；(3) 由观测面上重磁异常分布，在给定特殊约束 （如设物体密度均匀、均匀磁化形态规则）条 件下，求解物体密度/磁性参数和几何参数。在 这里，给定的函数和特殊约束称为反演问题的 2
（4）减少多解性（非唯一性）的影响
反演计算结果的可靠性是反演方法的基础，可
靠性主要指的是反演得到的模型体与实际地质
体的符合程度，而不是由模型体计算出的理论
异常与观测异常的“拟合”好坏。能够取得
比较可靠的结果。
6
一、重磁异常的反演问题
4.常用的反演方法
（1）确定地质模型体参数 反演问题包括线性反演问题和非线性反演问题。如果给 定模型体的几何参数，只求物性参数（如密度、磁性的 分布），则由异常的正演公式形成线性方程组，从而构 成线性反演问题，它需要用线性规划等方法求解。如果 求模型体的几何参数，不管其物性参数是否已知或者是 否需要计算，则将构成非线性反演问题。 对于确定地质模型体参数的这种非线性反演问题，常用 非线性最优化选择法求解。
14
(2) 从地面到地下数十公里深度内所有物质的密 度变化都会引起重力的变化，说明重力异常反映 的地质因素较多。 但磁异常反映的地质因素却比较单一，只有各类磁 铁矿床及富含铁磁性矿物的其它矿床和地质构造 才能造成地磁场的明显变化。
15
(3) 密度体只有一个质量中心，而磁性体则有两 个磁性中心(磁极)，且它们的相对位置因地而异。 当地质体置于不同的纬度区时，重力异常特征不 变，而磁异常特征则要改变，因此磁异常总是要 比重力异常复杂一些。
16
就相对幅值而言，磁异常比重力异常大得多。 磁异常反映的地质因素却比较单一,重力异常 反映的地质因素较多。 密度体只有一个质量中心，而磁性体则有两个 磁性中心(磁极)
17
三、重磁异常的定性解释
对重磁异常进行地质解释的首要任务是判断 重磁异常的成因。
重磁异常的定性解释包括两个方面的内容： 一是初步解释引起重磁异常的地质原因，二是根 据实测重磁异常的特点，结合地质特征运用密度 体(磁性体)与重力场（磁场）的对应规律，大体 判定异常体的形状、产状及其分布。
8
一、重磁异常的反演问题
常用的选择法 选择法的原理是根据实测重磁异常在剖 面或平面的分布和变化的基本特征，结 合工区的地质、其他地球物理和物性等 资料，给出引起异常的初始地质体模型， 然后进行正演计算； 将计算的理论异常与实测异常进行对比， 当两者偏差较大时，根据掌握的场源体 资料，对模型进行修改，再计算其理论 异常，再进行对比，如此反复进行，以 两种异常的偏差达到要求的误差范围时 的理论模型表示实际的地质体。
一、重磁异常的反演问题
2.反演的基本原理
通过已知各测点的空间坐标（x，y，z） 及相应的异常值f （x，y，z），求场源 的几何参数、空间位置、和物性参数b1、 b2… bn。 f （x，y，z）=Φ （x，y，z， b1、 b2… bn ） 对简单规则形体，为简单多元非线性函 数；
复杂条件下不规则形体，为非线性积分
一、重磁异常的反演问题
（2）选择适当的模型体
为了表示形状不规则的地质体，一般采 用一组组合模型而不是单个模型，组内 每个模型的几何形状要尽可能简单。在 计算时，要根据实际的地质、钻井及其 他地球物理资料给出接近实际地质体模 型参数的初值。
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一、重磁异常的反演问题
（3）应用合适的计算方法
反演计算过程能否快速、收敛并得到精确的结 果，除了给出适当的模型体参数初值外，主要 取决于所用的计算方法。应针对不同的问题选 择适当的计算方法，而且在计算过程的不同阶 段不断调整、修改所用的计算方法。
方程，用近似方法求解。
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一、重磁异常的反演问题
3.反演问题研究涉及的主要问题 （1）选择用于反演的场值 进行反演必须采用从观测异常中分离出 的单纯由反演目标引起的那部分异常值。 例如，要确定或估计某个密度界面的起 伏，必须首先从布格异常中分离出由这 个密度界面引起的异常。 也可以应用对观测场值所作的某些变换， 例如求出异常的导数，傅立叶频谱等的 场值作为反演用的原始数据。
在计算机上实现的最优化选择法，其基本原理 是从表示地质体的许多理论模型中，选择出一 个其理论异常同观测异常符合得最好的模型表 示实际的地质体。
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一、重磁异常的反演问题
（2）确定物性分界面的深度及起伏
确定物性分界面的深度及起伏（习惯上称为“界面演”）， 实际上也是确定模型体参数。例如，为了求一个密度分界 面的起伏，用一组呈二维分布的长方体作模型，固定模型 体顶面深度，界面深度就可以由这些长方体的底面深度来 表示。 确定物性分界面深度的方法主要是迭代法，即根据观测异 常给出界面深度的初值，然后在观测异常和界面深度之间 不断进行迭代计算，以改善反演结果。 此外，还有利用统计分析、频谱展开式及多项式求界面深 度的方法。
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一、重磁异常的反演问题
计算机上用得较多的最优化选择法反演的基本 作法：
10
数。
11
12
13
二、磁法勘探与重力勘探异同
在理论基础和工作方法上有许多相似之处，但是它们之 间也存在一些重要的差别，主要有：
(1) 就相对幅值而言，磁异常比重力异常大得多。 地壳厚度变化引起的重力异常最大，达5.6gal，若正常重力 以980gal计算，则最大重力异常值也仅为正常重力值的千分之 五。强磁性体产生的磁异常高达10-4T，若正常地磁场强度按 0.5×10-5T计，则最大磁异常可以比正常地磁场强度大一倍。
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实际工作中，由于地质任务和地质条件的不 同，定性解释的重点与方法也不同，但一般都从 以下几个方面着手。
重磁异常反演及磁力资料解释
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一、重磁异常的反演问题
1.反演问题的定义 重磁异常反演问题，简单地说就是由实测重磁 异常及其导数的数值大小、空间分布和变化规 律，定性和定量推断地下客观存在的异常地质 结构、构造和地质体的形状、产状和剩余密度/ 磁性的分布。 反演问题的数学定义为： (1) 由观测面上重磁 异常分布，在给定物体边界位置函数的条件下， 求解物体的剩余密度/磁性分布函数；(2) 由观 测面上重磁异常分布，在给定物体密度/磁性函 数的条件下，求解物体的边界位置函数；(3) 由观测面上重磁异常分布，在给定特殊约束 （如设物体密度均匀、均匀磁化形态规则）条 件下，求解物体密度/磁性参数和几何参数。在 这里，给定的函数和特殊约束称为反演问题的 2
（4）减少多解性（非唯一性）的影响
反演计算结果的可靠性是反演方法的基础，可
靠性主要指的是反演得到的模型体与实际地质
体的符合程度，而不是由模型体计算出的理论
异常与观测异常的“拟合”好坏。能够取得
比较可靠的结果。
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一、重磁异常的反演问题
4.常用的反演方法
（1）确定地质模型体参数 反演问题包括线性反演问题和非线性反演问题。如果给 定模型体的几何参数，只求物性参数（如密度、磁性的 分布），则由异常的正演公式形成线性方程组，从而构 成线性反演问题，它需要用线性规划等方法求解。如果 求模型体的几何参数，不管其物性参数是否已知或者是 否需要计算，则将构成非线性反演问题。 对于确定地质模型体参数的这种非线性反演问题，常用 非线性最优化选择法求解。
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(2) 从地面到地下数十公里深度内所有物质的密 度变化都会引起重力的变化，说明重力异常反映 的地质因素较多。 但磁异常反映的地质因素却比较单一，只有各类磁 铁矿床及富含铁磁性矿物的其它矿床和地质构造 才能造成地磁场的明显变化。
15
(3) 密度体只有一个质量中心，而磁性体则有两 个磁性中心(磁极)，且它们的相对位置因地而异。 当地质体置于不同的纬度区时，重力异常特征不 变，而磁异常特征则要改变，因此磁异常总是要 比重力异常复杂一些。
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就相对幅值而言，磁异常比重力异常大得多。 磁异常反映的地质因素却比较单一,重力异常 反映的地质因素较多。 密度体只有一个质量中心，而磁性体则有两个 磁性中心(磁极)
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三、重磁异常的定性解释
对重磁异常进行地质解释的首要任务是判断 重磁异常的成因。
重磁异常的定性解释包括两个方面的内容： 一是初步解释引起重磁异常的地质原因，二是根 据实测重磁异常的特点，结合地质特征运用密度 体(磁性体)与重力场（磁场）的对应规律，大体 判定异常体的形状、产状及其分布。
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一、重磁异常的反演问题
常用的选择法 选择法的原理是根据实测重磁异常在剖 面或平面的分布和变化的基本特征，结 合工区的地质、其他地球物理和物性等 资料，给出引起异常的初始地质体模型， 然后进行正演计算； 将计算的理论异常与实测异常进行对比， 当两者偏差较大时，根据掌握的场源体 资料，对模型进行修改，再计算其理论 异常，再进行对比，如此反复进行，以 两种异常的偏差达到要求的误差范围时 的理论模型表示实际的地质体。
一、重磁异常的反演问题
2.反演的基本原理
通过已知各测点的空间坐标（x，y，z） 及相应的异常值f （x，y，z），求场源 的几何参数、空间位置、和物性参数b1、 b2… bn。 f （x，y，z）=Φ （x，y，z， b1、 b2… bn ） 对简单规则形体，为简单多元非线性函 数；
复杂条件下不规则形体，为非线性积分