磁法勘探-磁异常的数据处理

第十一章重磁异常的地质解释与应用一、重磁异常的地质解释1、地质解释的主要内容1）重磁资料的预分析：使资料的解释建立在资料完整、可靠、便于解释的基础上。

→→有用异常是否得到明显反映。

2）数据处理将有意义的异常从叠加异常中分离出来，去掉与任务无关的异常。

其他：延拓，化极，求导等。

3）定性解释ⅰ：初步解释引起磁异常的地质原因。

ⅱ：大体判定异常源的形态、分布范围、异常界面的起伏变化等。

4）定量解释得到异常源的形状大小，界面深度等几何参数。

5）地质结论和图示2、重磁异常的多解性：1）不同岩石的同一物性参数。

可以具有同一数量级，可能在地表引起相同的异常。

2）地表观测的异常分布不是全部空间场值的分布。

二、重力和磁法勘探的主要应用：1、重力勘探的主要应用：①研究地壳深部结构和划分大地构造单元。

②研究区域地质构造：基岩顶界面的深度起伏变化。

③查明沉积岩内部的局部构造和岩相变化：④圈定隐伏的岩浆岩体：⑤探明矿井下和地下浅部的某些地质问题：岩溶、采空区、破碎带、老窑等⑥金属矿床。

2、磁法勘探的主要作用：①研究结晶基底的起伏变化：预测含煤远景区。

②圈定不同类型岩石的分布范围：③确定断层构造。

④研究褶皱构造。

⑤煤层燃烧带。

三、实例1) 圈定含煤岩系的岩浆岩体我国许多煤田不同程度的受到岩浆岩侵入体的影响。

目前，主要是应用磁法勘探来解决岩浆岩的圈定问题。

1980年，中国矿业大学物探教研室曾在甘肃窑街煤田进行过圈定超基性岩的磁测工作，目前是研究该区煤矿开采过程中二氧化碳气体突然涌出的原因。

同时，磁测结果还提供了断裂构造和烧变岩石的边界位置等资料。

窖街煤田是中生代山间盆地性煤田，盆地基底是弱磁性的前震旦系变质岩，含煤岩系为侏罗纪地层，煤系上覆的层为白垩纪、第三纪红色地层或直接为第四系黄土覆盖。

区内断裂发育，岩浆活动频繁，岩浆岩主要是中等磁化强度的超基性岩，它与周围岩石磁性差异明显。

图13—9是窖街煤田磁异常平面等值线图。

对其中四个局部正磁异常(编号为M1、M2、M3、M4)进行了更大比例尺的详测。

基点（日变站）的选择与基站T0的测定按照《地面高精度磁测技术规定》和《青海省当江地区地质矿产调查项目总体设计书》的要求，项目组于2008年7月15日和2009年07月29日开工前选择了日变站（分基点），日变站（分基点）位于平稳场内，且远离帐篷，高压线等干扰源，并在探头周围设置防护围栏，以防人畜干扰。

利用十子剖面法，在半径为2.5m的范围内,做了正南北,正东西两条剖面,经计算所得结果： 08年总场梯度变化为：1.8nT，符合规范及设计要求。

09年总场梯度变化为：北——南：ΔVi =1.4nT东——西：ΔVi=-1.5Nt总场梯度变化均小于总均方误差的1/2,符合设计及规范要求。

2、校正点的选择为了检验仪器每天工作是否正常，就必须建立校正点进行早晚基读数，仪器校正点选择在日变站或住地附近，并避开人文干扰，为了避免探头相互磁化造成影响，校正点离日变站点距大于20m设立，校正点打有木桩作标记。

测点观测采用总场测量方式，观测参数为地磁场总场强度，探头高度为1.70米（三节探杆）。

野外测量采用早校正点→观测点→晚校正点的闭合方式进行；每个测点均作两次读数，两次读数之差在2nT内方可储存；野外工作严格执行设计及规范要求，在外业生产前对磁力仪操作人员进行“去磁”，禁止磁力仪操作人员携带任何磁性物品；在磁力测量过程中，非操作人员远离测点。

对无GPS定位坐标的磁测数据或不符合设计规范要求的数据、干扰大的磁测数据经室内有关人员审核确定后，均予报废或次日补测处理。

每日野外测量工作结束后，对野外测量数据进行回放、日变改正和数据备份工作。

野外磁测资料整理的顺序是：第一、采用质子磁力仪实地采集野外数据；第二、将采集的数据回放到电脑中，根据现场记录和GPS行迹对数据进行编辑，前后对比检查实测数据是否合理，对于突变数据要求操作员进行重复观测，确保数据可靠，然后进行日变改正；第三、进行正常梯度改正、高度改正和总基改正，最后求出△T值。

磁测资料处理方法：1、收集磁性资料，并对野外整理后的数据进行检查、消除畸变点、网格化等预处理工作。

2、实测△T异常是斜磁化条件下的总场异常，它与磁性体的实际位置有偏移。

必须将斜磁化条件下的磁异常换算为垂直磁化条件下的磁异常，即进行磁异常的化极处理。

3、磁异常的延拓可以划分不同深度的磁场区，帮助判断磁性体的延伸。

因此，必须对磁异常做向上延拓100米、200米、300米、500米、1000米、2000米计算。

4、磁异常的方向求导能够压制区域背景、突出局部异常、分离叠加磁性体、确定磁性体边界等。

资料处理中必须根据解释需要对磁异常进行0°、45°、90°、135°及垂直方向求导计算。

5、资料的处理还应根据提取和解释异常的需要组合使用延拓、求导、分离、圆滑、各种滤波、趋势分析、多次切割等方法的计算。

6、通过数据的处理，分离工作区纵、横向迭加的变化磁异常△T，提取出目标磁性体的信息，并结合地质、化探、岩石磁性统计资料进行综合分析。

磁异常解释：1、定性解释可采用从已知到未知的类比法、模型对比法及统计解释法等，通过实测物性、地质及其它物探资料的综合解释减少多解性。

定性解释既要用未经过处理的基础图件，也要用经过处理后的图件，达到全面分析所有信息的目的。

2、定性解释一般从磁场的分区入手，将工作区的磁场置于更大范围场的背景中加以研究，并与邻区对比，按照磁场特征进行岩性分区和构造分区研究。

(一)岩性分区研究应根据工作区主要岩性磁性测定统计结果与实测磁异常的分析，对磁性差异较明显的岩性，确定其对应的磁场强度变化范围，进行磁场强度划分研究，尤其是划分火山岩分布区。

(二)构造分区研究应根据不同磁场区与构造区的特征对比，研究磁场与构造区的对应关系，探索划分成矿带的展布特征。

3、局部高磁异常解释工作一般先从强度大的、形态简单、干扰小的或有岩石露头的异常入手，异常划分原则可参照以下三点：(一)异常下限按超过误差2.5倍即13nT视为可信弱磁异常的下限;(二)2条以上测线有显示，沿测线方向有3个点高于背景场；(三)形成明显的局部磁力高圈闭。

第九章磁异常的数据处理前面正演计算的假设条件：形状规则、均匀磁化、观测面水平、单个异常体………在此条件下建立磁体与异常特征之间的关系作为解释理论。

这与实际情况有很大的偏差，需要对观测数据进行处理实际：①剩余磁化强度；②地形起伏不平；③测量偶然误差；④地表干扰磁场；⑤多个磁性体。

一、磁异常处理和转换的目的1、使实际异常满足或接近解释理论所要求的假设条件例：曲面的观测数据→水平面上的数据分解叠加异常→独立异常2、使实际异常满足解释方法的要求①某分量→其它分量②磁场值→频谱提供多方面异常信息3、突出异常某一方面的特点如：上延压制浅部磁性体的异常方向导数突出某一走向方向的磁异常特征磁异常处理的主要内容：① 磁异常的圆滑滤波和插值；区域与局部场，深部场与浅源场 ② 异常空间换算：场的空间解析延拓；③ 磁异常参数之间的换算；由实测异常进行，T ，a Z ，a H ，a T 之间互算④ 磁异常的导数换算；计算水平、垂向导数⑤ 不同磁化方向的磁异常换算；⑥ 频率中磁异常的各种换算和数字滤波；磁异常的地形影响校正等内容。

方法分为：空间域频率域：频率域速度快，方法简单，现已成为主要方法。

各种处理方法尤其不同的物理原理和数学方法，处理的目的也不同。

对某一地区而言，并非一定要进行所有的数据处理方法，而应根据具体情况和异常特点，合理的选择，进行恰当的处理，这跟磁异常的解释效果有很大关系。

二、磁异常的圆滑滤波和插值计算1、主要作用这种数据处理的主要作用是消除磁测过程中的随机误差，地表附近的随机干扰以及磁化不均匀的影响。

这些影响在磁异常曲线上表现为无规律的高频跳动，影响了主体异常。

所谓高频干扰，是把磁异常曲线类比为电学或波动学上的震动曲线，随机干扰的频率比较高，起伏不规则，这些服从正态分布规律，起伏平均值为零。

特别是这些干扰在进行场的相似解析延拓和导数换算时，还会得到放大，使磁异常发生更大畸变。

2、目前常用的方法①最小二乘圆滑方法是一个函数的拟合问题，用一个拟和函数（一般常用多项式）去拟合离散的实测异常值，是多项式与实测异常的偏差平方和最小，以达到光滑异常曲线的目的。

磁法数据处理、异常反演与解释的常用方法及常见问题探讨张湖源（安徽省地质矿产勘查局313地质队）磁法勘探是最经典的物探方法，可广泛用于地质调查的各个阶段、工程地质及考古学等众多方面，尤其是在铁矿勘查中，更是必不可少的先行手段。

可以说没有其它的地球物理方法有如此广阔的应用范围，花费少而提供信息的丰富。

因磁参数多为矢量且常见干扰较多（与其它物探方法相比），使数据处理及异常推断解释变得较复杂，在实际应用中，产生不少使人困惑的问题。

结合笔者实际工作经验，对其进行初步探讨，供同行参考。

1磁法数据预处理常用方法对实测数据进行日变、基点、正常场等改正后，应注意消除异常数据的误差与干扰。

误差主要源于仪器的状态和操作及点位误差；干扰主要是指人文或地质因素的干扰。

在严格执行技术规范下，含有人文干扰的数据一般不作为成果；地质干扰通常指与勘探目标无关的地质因素引起的异常。

浅表局部的地质干扰体分为两类：①在空间上有一定分布规律的，如出露的岩石；②孤立的、无规律的，如滚石等。

孤立的地质干扰具有随机性，具有白噪声特征，而一些出露岩石虽然不具备随机特征，但往往具有相同的走向等特征，在某方向上具有有色噪声特点。

由于多数误差和干扰具有随机性特征，其均值为零，因此，可以通过小范围异常进行平均来消除这种误差和干扰。

平均圆滑能够有效地消除随机误差和干扰，但圆滑后有可能改变异常形态特征，给一些利用异常形态特征进行异常解释的工作带来困难，可采用多项式圆滑。

深部大型的地质干扰体引起异常特征为：磁性基底异常强度大，但相对平缓；岩浆岩（强磁性、较强磁性）有相当的强度，但有一定变化；火山岩或火山碎屑岩强度不大，但变化大。

对局部磁异常进行方差统计，方差较大被视为隐伏岩浆岩或火山岩异常，由此推断隐伏岩体的存在。

即可通过场的分离来剥离大型地质干扰体引起的区域异常。

剔处各种干扰后编绘图件时，成图数据位置最好使用xy坐标，以避免用点线号成图造成异常形态扭曲，尤其测线为斜线时更应注意。

低纬度地区磁异常处理方法应用体会在位于磁赤道带两侧的低磁纬度区内，以水平磁化为主的条件下，地下磁性体所产生的△T 异常特征与处于中高纬度地区的△T 异常特征会有较大差别，把低纬度地区的磁法测量数据转换成中高纬度地区的，然后对磁异常进行处理解释，经过矿区勘探对比，效果良好。

标签：低磁纬度区△T磁异常异常解释方法0引言近几年国内许多地勘单位都在加大到国外找矿的步伐。

笔者通过最近几年在坦桑尼亚的实地工作，初步摸索了位于低纬度地区磁异常（ΔT）的特征及处理解释方法，现就低纬度地区的地面磁测处理解释工作谈点体会。

1低纬度地区磁测异常解释的几个问题一般的低纬度地区指的是处于磁赤道两侧±30°的区域。

在低纬度地区所有的地质体都处在地球磁场近似水平磁化的条件下，磁性体所产生的ΔT异常是以负异常为主体;当磁性体剩磁较大，且磁化方向明显与正常磁化的方向不一致时，或者磁性体形态特殊时，还会伴生多个负异常或正异常，与中高纬度地区的ΔT 异常特征有较大差别，中国大陆处于中纬度地区，我们对垂直磁化和中高纬度的倾斜磁化异常特征较熟悉，解释方法也研究得较深入，然而对于低磁纬度区的磁异常解释感到困惑，对于低纬度地区以水平磁化为主的ΔT异常的解释存在以下主要问题：（1）低纬度地区的ΔT异常特征是以负异常为主，正异常成为伴生异常，这是由于在水平磁化为主的环境下，磁性体所产生的ΔT异常主要由水平分量Ha构成的。

对于低纬度区ΔT异常若仍使用中纬度地区斜磁化下的解释方法，无疑会产生较大误差，甚至会得出错误的结论。

（2）对于主要由水平分量Ha构成的低纬度地区的ΔT异常，应采用Ha异常的解释方法进行解释，但是我们以往对Ha异常的解释方法尤其是对斜磁化下Ha异常解释的缺乏研究，现在尚缺乏直接对以Ha为主的ΔT异常进行反演的方法。

（3）ΔT异常形态受到地磁场矢量和总磁化方向的影响，在倾斜磁化下，大多数的异常中心都偏离磁性体，只有磁倾角为90°或0°时，ΔT异常中心才位于磁性体的正上方。

几种常用地面磁测数据滤波处理方法的编程实现摘要：由于地面磁法勘探工作数据采集点距离地面较近，受干扰情况较多，尤其是地表不均匀磁性体的影响，导致数据不规律跳动，直接成图不利于数据的进一步分析。

该文利用VB语言对磁法勘探中常用的数据滤波处理方法进行编程实现自动化处理，提高了磁法勘探的解释能力。

关键词：VB编程磁法勘探数据处理滤波Visual Basic(简称VB)是Microsoft公司推出的一种Windows应用程序开发工具。

是当今世界上使用最广泛的编程语言之一，它也被公认为是编程效率最高的一种编程方法。

无论是开发功能强大、性能可靠的商务软件，还是编写能处理实际问题的实用小程序，VB都是最快速、最简便的方法。

从设计新型的用户界面到利用其它应用程序的对象；从处理文字图象到使用数据库；从开发个人或小组使用的小工具，到大型企业应用系统，甚至通过Internet的遍及全球分布式应用程序，都可在VB提供的工具中各取所需。

[1-2]磁测工作由于工作效率高、成本低，已成为我国金属矿产勘查最主要的物探方法之一。

如何提高磁法数据处理的自动化尤为重要，通过VB编程可以轻松实现磁测数据的一维、二维分析，可以有效提高磁法勘探的分析能力。

1 磁法勘探数据处理简介磁法勘探获得的原始数据为测点的总场强度T，原始数据经日变改正、高度改正、水平梯度改正和正常场改正等初步整理后得到的为磁异常ΔT数据，之后便可以利用ΔT数据初步成剖面图、等值线图等图件。

但以上处理工作满足不了现有的勘探要求，往往需要对磁测数据进行进一步处理。

常用的处理手段有数据圆滑、一维滤波、二维滤波等，然后进行位场分析、反演等工作[3-5]。

数据滤波处理的好坏直接影响后续工作的精度，因此滤波处理是一项基础但又十分重要的工作。

2 数据处理方法及编程实现2.1 剖面滑动平均法行业内广泛使用的半定量反演方法如经验切线法及2.5维人机交互反演对剖面数据的质量要求较高，而地面磁测的采集数据往往会受到表层不均匀磁性体的干扰产生不规律的跳动，因此在反演前需对数据进行圆滑处理，一般采用滑动平均法。