磁法勘探的基本原理及應(yīng)用課件

磁法勘探的基本原理及應(yīng)用焦景東2015.1磁法勘探的基本原理及應(yīng)用焦景東1提綱一、磁場(chǎng)理論的一般介紹二、地磁場(chǎng)及巖石磁性三、磁法勘探的一般介紹四、數(shù)據(jù)處理的方法五、異常特征的識(shí)別六、解釋的基本方法七、規(guī)范的解讀提綱一、磁場(chǎng)理論的一般介紹2一、磁場(chǎng)理論的一般介紹磁性體：具有磁性的物體磁極：磁性體上磁性比較強(qiáng)的部位N極—正磁極，指北極S極—負(fù)磁極，指南極磁荷：正磁荷分布在N極，負(fù)磁荷分布在S極點(diǎn)磁荷：幾何限度遠(yuǎn)小于磁極間的距離磁力：磁極間的相互作用力一、磁場(chǎng)理論的一般介紹磁性體：具有磁性的物體3一、磁場(chǎng)理論的一般介紹磁場(chǎng)：磁力作用的物質(zhì)空間磁力線：正極出發(fā)終止于負(fù)極的封閉曲線磁場(chǎng)強(qiáng)度：單位磁荷在磁場(chǎng)中受到的力

用H表示，單位A/m一、磁場(chǎng)理論的一般介紹磁場(chǎng)：磁力作用的物質(zhì)空間4一、磁場(chǎng)理論的一般介紹磁感應(yīng)強(qiáng)度：恒定電流I的無限長直導(dǎo)線，距離導(dǎo)線為a的各點(diǎn)的磁場(chǎng)。B=μH,SI制單位T（特斯拉），常用nT，CGSM制單位γ（伽馬）1γ=1nT磁感應(yīng)強(qiáng)度B即是測(cè)定的地磁場(chǎng)總強(qiáng)度Tμ為磁導(dǎo)率

一、磁場(chǎng)理論的一般介紹磁感應(yīng)強(qiáng)度：恒定電流I的無限長直導(dǎo)線，5一、磁場(chǎng)理論的一般介紹磁化：在磁場(chǎng)作用下，沒有磁性的物體獲得磁性的現(xiàn)象磁化本質(zhì)：物體內(nèi)電子環(huán)流的定向排列磁化強(qiáng)度：表征物體被磁化程度強(qiáng)弱的物理量；單位體積內(nèi)的磁矩M=m/V與磁場(chǎng)關(guān)系：M=kH；單位A/mK為磁化率，表征物體被磁化難易程度單位一、磁場(chǎng)理論的一般介紹磁化：在磁場(chǎng)作用下，沒有磁性的物體獲得6一、磁場(chǎng)理論的一般介紹H、B、M之間關(guān)系M=KH；B=μH；磁化體周圍：B=μ0(H+M)=μ0(1+K)H內(nèi)容BH(M)μ0KSIT（nT）A/M4π×10-7H/m無量綱CGSMG；γOe無量綱無量綱換算關(guān)系1G=10-4T1γ=1nT1Oe=1/4π×103A/m1CGSM=4πSI一、磁場(chǎng)理論的一般介紹H、B、M之間關(guān)系內(nèi)容BH(M)μ0K7二、地磁場(chǎng)及巖石磁性地磁場(chǎng)的組成：基本場(chǎng)（98%）、外源場(chǎng)、磁異?；緢?chǎng)：偶極場(chǎng)（80%）、大陸磁異常、周期變化外源場(chǎng)：周期變化（黑子周期11年、日變）、隨機(jī)變化（磁暴）磁異常：構(gòu)造、礦床等（目標(biāo)場(chǎng)）二、地磁場(chǎng)及巖石磁性地磁場(chǎng)的組成：基本場(chǎng)（98%）、外源場(chǎng)、8二、地磁場(chǎng)及巖石磁性高斯球鞋分析模型（IRGF）假定內(nèi)部磁偶極，擬合基本場(chǎng)由一組球諧系數(shù)及年變化率組成國際上每5年發(fā)布一次球諧系數(shù)二、地磁場(chǎng)及巖石磁性高斯球鞋分析模型（IRGF）9二、地磁場(chǎng)及巖石磁性地磁場(chǎng)的正常梯度：地球表面正常分布的地磁場(chǎng)強(qiáng)度隨距離的變化率（伽馬／公里）南北向梯度大于東西向隨維度變化：Za梯度低緯度地區(qū)大，高緯度地區(qū)?。籋梯度與之相反我國由南到北垂直分量的正常梯度值的變化范圍約為13.0—6.5伽馬／公里隨垂直高度也有變化二、地磁場(chǎng)及巖石磁性地磁場(chǎng)的正常梯度：地球表面正常分布的地磁10二、地磁場(chǎng)及巖石磁性二、地磁場(chǎng)及巖石磁性11二、地磁場(chǎng)及巖石磁性抗磁性：電子成對(duì)出現(xiàn)，自旋磁矩相互抵消；磁化率為低的負(fù)值；磁性弱常忽略順磁性：有孤立電子存在，自旋磁矩不抵消；磁化率為低的正值鐵磁性：內(nèi)部有自發(fā)磁化區(qū)域，外磁場(chǎng)較弱時(shí)即可獲得飽和磁化；磁化率為很大的正值二、地磁場(chǎng)及巖石磁性抗磁性：電子成對(duì)出現(xiàn)，自旋磁矩相互抵消；12二、地磁場(chǎng)及巖石磁性二、地磁場(chǎng)及巖石磁性13二、地磁場(chǎng)及巖石磁性二、地磁場(chǎng)及巖石磁性14二、地磁場(chǎng)及巖石磁性影響巖石磁性的因素：鐵磁性礦物含量越高，磁性越強(qiáng)鐵磁性礦物顆粒越大，磁性越強(qiáng)鐵磁性礦物膠結(jié)越緊密，磁性越強(qiáng)壓力、溫度影響復(fù)雜二、地磁場(chǎng)及巖石磁性影響巖石磁性的因素：15二、地磁場(chǎng)及巖石磁性三大巖類磁性的一般特征：1、沉積巖：磁性較弱2、火成巖：隨基性增強(qiáng)而增強(qiáng)；噴發(fā)巖磁化率變化大；熱剩磁明顯3、變質(zhì)巖：與原巖及生成條件有關(guān)二、地磁場(chǎng)及巖石磁性三大巖類磁性的一般特征：16二、地磁場(chǎng)及巖石磁性剩磁種類：1、熱剩磁：巖漿冷卻成巖時(shí)獲得的磁性；磁性最強(qiáng)2、沉積剩磁：沉積成巖過程中，磁性礦物定向排列獲得的磁性3、化學(xué)剩磁：因化學(xué)作用，使礦物顆粒增大或產(chǎn)生新的礦物時(shí)獲得的磁性二、地磁場(chǎng)及巖石磁性剩磁種類：17二、地磁場(chǎng)及巖石磁性二、地磁場(chǎng)及巖石磁性18三、磁法勘探的一般介紹利用巖礦石的不同磁性產(chǎn)生的不同磁場(chǎng)，進(jìn)行找礦或解決其他地質(zhì)目的的勘探方法。高精度磁測(cè)：誤差小于等于5nT應(yīng)用：礦床、地層、構(gòu)造、填圖

油氣、煤田

環(huán)境、水文、工程地質(zhì)

管線、考古、水上打撈三、磁法勘探的一般介紹利用巖礦石的不同磁性產(chǎn)生的不同磁場(chǎng)，進(jìn)19三、磁法勘探的一般介紹概念：利用巖石和礦物磁性差異進(jìn)行找礦或解決其他地質(zhì)問題的方法。高精度磁測(cè)：精度高于5nT適用范圍：幫助尋找滿足磁測(cè)前提的礦床、地層、構(gòu)造、蝕變巖等。區(qū)調(diào)中配合填圖、圈定靶區(qū)等礦區(qū)及外圍弱磁查證、尋找深部隱伏礦體油氣、煤田、管網(wǎng)、考古、打撈等三、磁法勘探的一般介紹概念：利用巖石和礦物磁性差異進(jìn)行找礦或20三、磁法勘探的一般介紹儀器：質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀原理：磁場(chǎng)中的通電線圈斷電后測(cè)得頻率正比于外磁場(chǎng)T＝23.4872f優(yōu)點(diǎn)：精度高、穩(wěn)定性好、溫度影響小、自動(dòng)化程度高三、磁法勘探的一般介紹儀器：質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀21GSM-19TCZM-3ENVI質(zhì)子磁力儀GSM-19TCZM-3ENVI質(zhì)子磁力儀22測(cè)量方式測(cè)量方式23井中磁測(cè)效果井中磁測(cè)效果24四、數(shù)據(jù)處理的方法1、資料預(yù)處理：日變改正→正常場(chǎng)改正→高程改正→△T 日變站選擇弱磁性沉積巖區(qū)；

正常場(chǎng)利用國際地磁參考場(chǎng)四、數(shù)據(jù)處理的方法1、資料預(yù)處理：日變改正→正常場(chǎng)改正→高程25四、數(shù)據(jù)處理的方法2、異常的處理與轉(zhuǎn)換：

空間轉(zhuǎn)換

分量轉(zhuǎn)換

導(dǎo)數(shù)轉(zhuǎn)換

不同磁化方向轉(zhuǎn)化

四、數(shù)據(jù)處理的方法2、異常的處理與轉(zhuǎn)換： 空間轉(zhuǎn)換 26四、數(shù)據(jù)處理的方法目的：1、復(fù)雜→簡化（曲面→平面；疊加

→孤立）2、滿足解釋方法（某一分量→另一分量；磁場(chǎng)值→頻譜值）3、突出某一方面的特點(diǎn)（上延→壓制淺部、突出深部；匹配濾波→可突出深或淺的某個(gè)方面）四、數(shù)據(jù)處理的方法目的：1、復(fù)雜→簡化（曲面→平面；疊加 27四、數(shù)據(jù)處理的方法意義：1、向上延拓→壓制淺層（干擾），

突出深層（趨勢(shì)）2、水平導(dǎo)數(shù)→突出方向構(gòu)造信息3、垂直導(dǎo)數(shù)→突出淺層場(chǎng)源信息

4、化磁極→消磁斜磁化影響，簡化磁場(chǎng)形態(tài)四、數(shù)據(jù)處理的方法意義：1、向上延拓→壓制淺層（干擾）， 28平面向上延拓平面向上延拓29剖面向上延拓剖面向上延拓30向上延拓對(duì)比0米20米10米向上延拓對(duì)比0米20米10米31向下延拓對(duì)比0米-10米-20米向下延拓對(duì)比0米-10米-20米32上延與下延對(duì)比上延與下延對(duì)比33延拓工作要適度：

上延弱化異常；下延放大異常

上延與下延不可逆

下延可能出現(xiàn)假異常

延拓工作要適度：34插值切割法分離區(qū)域場(chǎng)與局部場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)區(qū)域場(chǎng)局部場(chǎng)插值切割法分離區(qū)域場(chǎng)與局部場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)區(qū)域場(chǎng)局部場(chǎng)35插值切割法可分離區(qū)域場(chǎng)和局部場(chǎng)局部場(chǎng)的識(shí)別取決于切割半徑切割半徑通常區(qū)局部場(chǎng)的平均半徑切割半徑插值切割法可分離區(qū)域場(chǎng)和局部場(chǎng)切割半徑36切割半徑為1倍點(diǎn)距切割半徑為1倍點(diǎn)距37切割半徑為2倍點(diǎn)距切割半徑為2倍點(diǎn)距38切割半徑為6倍點(diǎn)距切割半徑為6倍點(diǎn)距39水平導(dǎo)數(shù)→突出方向構(gòu)造信息水平導(dǎo)數(shù)→突出方向構(gòu)造信息40水平導(dǎo)數(shù)換算的不足水平導(dǎo)數(shù)換算的不足41水平總梯度（最大水平導(dǎo)數(shù)）→與方向無關(guān)水平總梯度（最大水平導(dǎo)數(shù)）→與方向無關(guān)42垂直導(dǎo)數(shù)→突出淺層場(chǎng)源信息垂直導(dǎo)數(shù)→突出淺層場(chǎng)源信息43化磁極→消除斜磁化影響地磁場(chǎng)化磁極→消除斜磁化影響地磁場(chǎng)44化磁極→消除斜磁化影響化磁極→消除斜磁化影響45化磁極→消除斜磁化影響化磁極→消除斜磁化影響46正演模型：測(cè)線方位45°

地磁傾角45°正演模型：測(cè)線方位45°地磁傾角45°47化極平面資料對(duì)比化極平面資料對(duì)比48化極剖面資料對(duì)比化極剖面資料對(duì)比49五、異常特征的識(shí)別深源異常與淺源異常

異常幅值波動(dòng)特征：鋸齒狀、強(qiáng)度高、梯度大→淺層圓滑、強(qiáng)度低、梯度小→深層五、異常特征的識(shí)別深源異常與淺源異常異常幅值波動(dòng)50淺源異常淺源異常51深源異常深源異常52深源異常深源異常53五、異常特征的識(shí)別深源異常與淺源異常

與地形關(guān)系：異常高低與地形起伏基本一致→淺層基本與地形無關(guān)→深層五、異常特征的識(shí)別深源異常與淺源異常與地形關(guān)系：54與地形相關(guān)的淺源異常與地形相關(guān)的淺源異常55五、異常特征的識(shí)別不同地質(zhì)體上的異常特征沉積巖：磁場(chǎng)微弱、平靜、單調(diào)常作為正常場(chǎng)部分砂頁巖或含磁鐵礦的大理巖顯示磁性五、異常特征的識(shí)別不同地質(zhì)體上的異常特征沉積巖：56五、異常特征的識(shí)別不同地質(zhì)體上的異常特征火山巖：基性→酸性強(qiáng)→弱起伏大、跳躍頻繁、正負(fù)交替

五、異常特征的識(shí)別不同地質(zhì)體上的異常特征火山巖：57五、異常特征的識(shí)別不同地質(zhì)體上的異常特征變質(zhì)巖：取決于原巖磁性含鐵石英巖呈明顯條帶異常五、異常特征的識(shí)別不同地質(zhì)體上的異常特征變質(zhì)巖：58磁法勘探的基本原理及應(yīng)用課件59五、異常特征的識(shí)別不同地質(zhì)體上的異常特征構(gòu)造：

(1)線性梯度帶；(2)異常特征的分界線；(3)異常的錯(cuò)動(dòng)；(4)等值線的規(guī)則性扭曲；(5)異常寬度突變帶；(6)串珠狀異常。五、異常特征的識(shí)別不同地質(zhì)體上的異常特征構(gòu)造：60這是有一定走向臺(tái)階和接觸帶異常的主要異常特征。表現(xiàn)為等值線平行密集排列，狹長成帶，呈線性延續(xù)或斷續(xù)呈線性延伸的梯度帶。它反映了地下密度和磁性在水平方向的劇變。一般等值線愈密，反映的構(gòu)造變動(dòng)愈劇烈

（1）線性梯度帶圖1.1線性重力高與重力低過渡帶這是有一定走向臺(tái)階和接觸帶異常的主要異常特征。表現(xiàn)為等值線平61規(guī)模較大的區(qū)域性斷裂往往是不同構(gòu)造單元的分界線，不同的構(gòu)造單元，在深部、基底和蓋層的組成和結(jié)構(gòu)，火成巖的活動(dòng)以及地質(zhì)構(gòu)造特征等方面也會(huì)有不同程度差異，這種差異也會(huì)反映到重磁異常上來，造成斷裂兩側(cè)重磁異常特征的明顯差異。這種差異在磁力異常平面等值線圖上反映更為突出。(2)異常特征的分界線兩側(cè)異常特征明顯不同的分界線規(guī)模較大的區(qū)域性斷裂往往是不同構(gòu)造單元的分界線，不同的構(gòu)造單62它們往往是平推斷裂的反映，原來是一整體重磁異常，由于斷裂的作用，造成了異常的錯(cuò)動(dòng)，異常軸錯(cuò)位。(3)異常的錯(cuò)動(dòng)異常軸線明顯錯(cuò)動(dòng)的部位它們往往是平推斷裂的反映，原來是一整體重磁異常，由于斷裂的作63指在等值線趨勢(shì)背景上的同向局部擾動(dòng)，和等值線基本保持平行的同向扭曲(4)異常等值線的規(guī)則性扭曲等值線扭曲部位指在等值線趨勢(shì)背景上的同向局部擾動(dòng)，和等值線基本保持平行的同64異常寬度的突變，表現(xiàn)為等值線在某一部位急劇收斂，反映了兩側(cè)有垂向升降運(yùn)動(dòng)。(5)異常寬度突變帶封閉等值線突然變寬、變窄的部位異常寬度的突變，表現(xiàn)為等值線在某一部位急劇收斂，反映了兩側(cè)有65一系列重磁異常有規(guī)律地間斷線性排列常稱為串珠狀異常，巖漿沿?cái)嗔亚秩牒突鹕綆r的充填往往形成了串珠狀火成巖帶，造成了串珠狀的重磁異常，這在磁異常中更為常見。對(duì)于重磁異常來說，主要斷裂標(biāo)志重要性次序是不一的。在重力異常中，重力梯度帶、異常特征分界線、顯得更為重要；而對(duì)磁力異常來講，按重要性次序應(yīng)是異常特征分界線、磁力梯度帶、線性異常帶、串珠狀異常等等。(6)串珠狀異常串珠狀異常的兩側(cè)或者軸部所在的位置一系列重磁異常有規(guī)律地間斷線性排列常稱為串珠狀異常，巖漿沿?cái)?6沿?cái)嗔延写判詭r脈（巖體）充填，這時(shí)沿?cái)嗔逊较驎?huì)有高值帶狀異常（或線型異常帶）分布。若沿?cái)嗔逊较蛞驇r漿活動(dòng)不均勻，可能產(chǎn)生斷續(xù)的串珠狀異常。有些斷裂破碎帶范圍較大，構(gòu)造應(yīng)力比較復(fù)雜，既有垂直變化也有水平變化和扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。斷裂帶上的航磁異常沿?cái)嗔延写判詭r脈（巖體）充填，這時(shí)沿?cái)嗔逊较驎?huì)有高值帶狀異常67另一種情況是，磁性巖石斷裂無巖漿活動(dòng)伴隨，當(dāng)其斷裂破裂現(xiàn)象顯著時(shí)，因磁性變化會(huì)出現(xiàn)低值或負(fù)的異常帶，這就是所謂的“干斷裂”異?！案蓴嗔选鄙系暮酱女惓D另一種情況是，磁性巖石斷裂無巖漿活動(dòng)伴隨，當(dāng)其斷裂破裂現(xiàn)象顯68綜合處理后的異常特征綜合處理后的異常特征69綜合處理原始數(shù)據(jù)綜合處理原始數(shù)據(jù)70構(gòu)造劃分實(shí)例構(gòu)造劃分實(shí)例71六、解釋的方法1、地質(zhì)、物探資料對(duì)比方法將各種地質(zhì)、物探資料綜合起來，進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比和研究，按由已知到未知的原則，總結(jié)已知地質(zhì)條件下的物探異常的特征和規(guī)律，然后利用這些特征和規(guī)律，結(jié)合解釋地區(qū)的具體情況，對(duì)磁異常進(jìn)行解釋推斷。對(duì)比方法是區(qū)域調(diào)查和普、詳查找礦工作中磁測(cè)資料解釋的基本方法。2、數(shù)學(xué)物理分析方法建立各種規(guī)則或不規(guī)則磁性體的物理模型或成礦模式，用數(shù)學(xué)物理方法求解模型周圍空間磁場(chǎng)的分布及與模型各參量的關(guān)系。根據(jù)這種分布和關(guān)系去分析待解釋的異常，從而對(duì)引起異常的磁性地質(zhì)體的賦存狀態(tài)和磁化狀態(tài)作出推斷。六、解釋的方法1、地質(zhì)、物探資料對(duì)比方法72數(shù)據(jù)預(yù)處理：日變改正、高度改正、緯度改正、曲線圓滑等異常的定性解釋：異常踏查、綜合分析、已知到未知適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)處理：位場(chǎng)的轉(zhuǎn)換、分量的提取、異常分離、方向的轉(zhuǎn)化等精測(cè)剖面的定量反演綜合所有資料，給出結(jié)論與建議資料處理的一般過程數(shù)據(jù)預(yù)處理：日變改正、高度改正、緯度改正、曲線圓滑等資料處理73804808ZK0-1ZK3-2804808ZK0-1ZK3-274已有實(shí)測(cè)曲線和鉆探資料固定礦體產(chǎn)狀參數(shù)改變磁化參數(shù)，擬合曲線曲線擬合獲得磁化參數(shù)推測(cè)其他礦體產(chǎn)狀已有實(shí)測(cè)曲線和鉆探資料固定礦體產(chǎn)狀參數(shù)改變磁化參數(shù)，擬合曲線75808線首次反演2條薄礦體模式明顯存在剩余異常808線首次反演2條薄礦體模式明顯存在剩余異常76808線再反演礦體加厚曲線末端難以擬合808線礦體加厚曲線末端難以擬合77808線最終反演結(jié)果808線78物探808線地質(zhì)3號(hào)線物探808線79剖面反演對(duì)比剖面反演對(duì)比80薄板（脈）模型：

直立、厚10米、延伸200米埋深100埋深200埋深300埋深500埋深800薄板（脈）模型：

直立、厚10米、延伸200米埋深100埋深81薄板（脈）模型：

直立、厚10米、延伸500米埋深100埋深200埋深300埋深500埋深800薄板（脈）模型：

直立、厚10米、延伸500米埋深100埋深82薄板（脈）模型：

直立、厚5米、延伸500米埋深100埋深200埋深300埋深500埋深800薄板（脈）模型：

直立、厚5米、延伸500米埋深100埋深283薄板（脈）模型：

直立、厚5米、延伸200米埋深100埋深200埋深300埋深500埋深800薄板（脈）模型：

直立、厚5米、延伸200米埋深100埋深284ZK0-1ZK0-2ZK1-1ZK3-1東溝磁異常及鉆孔分布ZK0-1ZK0-2ZK1-1ZK3-1東溝磁異常及鉆孔分布850線地質(zhì)剖面與物探16線剖面對(duì)比埋深400穿厚30米品味20%0線地質(zhì)剖面與物探16線剖面對(duì)比埋深400穿厚30米860線剖面與16線原始數(shù)據(jù)反演對(duì)比0線剖面與16線原始數(shù)據(jù)反演對(duì)比870線剖面與16線插值切割數(shù)據(jù)反演對(duì)比0線剖面與16線插值切割數(shù)據(jù)反演對(duì)比88處理成獨(dú)立異常并預(yù)估礦體埋深處理成獨(dú)立異常并預(yù)估礦體埋深89單獨(dú)異常模型反演結(jié)果與實(shí)際礦體對(duì)比埋深相差50米單獨(dú)異常模型反演結(jié)果與實(shí)際礦體對(duì)比埋深相差50米90礦體正演曲線與實(shí)測(cè)曲線對(duì)比主異常處無顯示次異常值偏高埋深200米礦體正演曲線主異常處無顯示次異常值偏高埋深200米91礦體正演曲線與實(shí)測(cè)曲線對(duì)比主異常處無顯示次異常值偏高埋深100米礦體正演曲線主異常處無顯示次異常值偏高埋深100米922條礦體模型反演結(jié)果引起異常的主要礦體鉆探未發(fā)現(xiàn)2條礦體模型反演結(jié)果引起異常的主要礦體鉆探未發(fā)現(xiàn)93ZK0-1ZK0-2ZK1-1ZK3-1勘探線未穿過推測(cè)礦體鉆探未見第一層礦原因：鉆孔位于異常邊界，勘探線未穿過礦體。應(yīng)避免旁側(cè)線定鉆孔ZK0-1ZK0-2ZK1-1ZK3-1勘探線未穿過推測(cè)礦體94七、規(guī)范的解讀相關(guān)規(guī)范：

DZ／T0071—93地面高精度磁測(cè)技術(shù)規(guī)程DZ／T0144—94地面磁勘查技術(shù)規(guī)程質(zhì)檢率：不低于3%~5%，精測(cè)剖面應(yīng)達(dá)到10%，不少于30個(gè)點(diǎn)

精度衡量標(biāo)準(zhǔn)：

均方誤差與平均相對(duì)誤差（異常場(chǎng)）其公式：均方誤差平均相對(duì)誤差七、規(guī)范的解讀相關(guān)規(guī)范：均方誤差平均相對(duì)誤差95七、規(guī)范的解讀精度的要求：一般普查性磁測(cè)工作的精度，應(yīng)根據(jù)由目標(biāo)物引起的可以從干擾背景中辨認(rèn)的，有意義的最弱異常極大值的五分之一到六分之一來確定。精度等級(jí)：均方誤差分為≤5nT、2nT、1nT 平均相對(duì)誤差≤5%（DZ／T0144—94）

精度的設(shè)計(jì)：

可根據(jù)任務(wù)需要合理設(shè)計(jì)觀測(cè)精度七、規(guī)范的解讀精度的要求：一般普查性磁測(cè)工作的精度，應(yīng)根據(jù)由96磁法勘探的基本原理及應(yīng)用焦景東2015.1磁法勘探的基本原理及應(yīng)用焦景東97提綱一、磁場(chǎng)理論的一般介紹二、地磁場(chǎng)及巖石磁性三、磁法勘探的一般介紹四、數(shù)據(jù)處理的方法五、異常特征的識(shí)別六、解釋的基本方法七、規(guī)范的解讀提綱一、磁場(chǎng)理論的一般介紹98一、磁場(chǎng)理論的一般介紹磁性體：具有磁性的物體磁極：磁性體上磁性比較強(qiáng)的部位N極—正磁極，指北極S極—負(fù)磁極，指南極磁荷：正磁荷分布在N極，負(fù)磁荷分布在S極點(diǎn)磁荷：幾何限度遠(yuǎn)小于磁極間的距離磁力：磁極間的相互作用力一、磁場(chǎng)理論的一般介紹磁性體：具有磁性的物體99一、磁場(chǎng)理論的一般介紹磁場(chǎng)：磁力作用的物質(zhì)空間磁力線：正極出發(fā)終止于負(fù)極的封閉曲線磁場(chǎng)強(qiáng)度：單位磁荷在磁場(chǎng)中受到的力

用H表示，單位A/m一、磁場(chǎng)理論的一般介紹磁場(chǎng)：磁力作用的物質(zhì)空間100一、磁場(chǎng)理論的一般介紹磁感應(yīng)強(qiáng)度：恒定電流I的無限長直導(dǎo)線，距離導(dǎo)線為a的各點(diǎn)的磁場(chǎng)。B=μH,SI制單位T（特斯拉），常用nT，CGSM制單位γ（伽馬）1γ=1nT磁感應(yīng)強(qiáng)度B即是測(cè)定的地磁場(chǎng)總強(qiáng)度Tμ為磁導(dǎo)率

一、磁場(chǎng)理論的一般介紹磁感應(yīng)強(qiáng)度：恒定電流I的無限長直導(dǎo)線，101一、磁場(chǎng)理論的一般介紹磁化：在磁場(chǎng)作用下，沒有磁性的物體獲得磁性的現(xiàn)象磁化本質(zhì)：物體內(nèi)電子環(huán)流的定向排列磁化強(qiáng)度：表征物體被磁化程度強(qiáng)弱的物理量；單位體積內(nèi)的磁矩M=m/V與磁場(chǎng)關(guān)系：M=kH；單位A/mK為磁化率，表征物體被磁化難易程度單位一、磁場(chǎng)理論的一般介紹磁化：在磁場(chǎng)作用下，沒有磁性的物體獲得102一、磁場(chǎng)理論的一般介紹H、B、M之間關(guān)系M=KH；B=μH；磁化體周圍：B=μ0(H+M)=μ0(1+K)H內(nèi)容BH(M)μ0KSIT（nT）A/M4π×10-7H/m無量綱CGSMG；γOe無量綱無量綱換算關(guān)系1G=10-4T1γ=1nT1Oe=1/4π×103A/m1CGSM=4πSI一、磁場(chǎng)理論的一般介紹H、B、M之間關(guān)系內(nèi)容BH(M)μ0K103二、地磁場(chǎng)及巖石磁性地磁場(chǎng)的組成：基本場(chǎng)（98%）、外源場(chǎng)、磁異常基本場(chǎng)：偶極場(chǎng)（80%）、大陸磁異常、周期變化外源場(chǎng)：周期變化（黑子周期11年、日變）、隨機(jī)變化（磁暴）磁異常：構(gòu)造、礦床等（目標(biāo)場(chǎng)）二、地磁場(chǎng)及巖石磁性地磁場(chǎng)的組成：基本場(chǎng)（98%）、外源場(chǎng)、104二、地磁場(chǎng)及巖石磁性高斯球鞋分析模型（IRGF）假定內(nèi)部磁偶極，擬合基本場(chǎng)由一組球諧系數(shù)及年變化率組成國際上每5年發(fā)布一次球諧系數(shù)二、地磁場(chǎng)及巖石磁性高斯球鞋分析模型（IRGF）105二、地磁場(chǎng)及巖石磁性地磁場(chǎng)的正常梯度：地球表面正常分布的地磁場(chǎng)強(qiáng)度隨距離的變化率（伽馬／公里）南北向梯度大于東西向隨維度變化：Za梯度低緯度地區(qū)大，高緯度地區(qū)小；H梯度與之相反我國由南到北垂直分量的正常梯度值的變化范圍約為13.0—6.5伽馬／公里隨垂直高度也有變化二、地磁場(chǎng)及巖石磁性地磁場(chǎng)的正常梯度：地球表面正常分布的地磁106二、地磁場(chǎng)及巖石磁性二、地磁場(chǎng)及巖石磁性107二、地磁場(chǎng)及巖石磁性抗磁性：電子成對(duì)出現(xiàn)，自旋磁矩相互抵消；磁化率為低的負(fù)值；磁性弱常忽略順磁性：有孤立電子存在，自旋磁矩不抵消；磁化率為低的正值鐵磁性：內(nèi)部有自發(fā)磁化區(qū)域，外磁場(chǎng)較弱時(shí)即可獲得飽和磁化；磁化率為很大的正值二、地磁場(chǎng)及巖石磁性抗磁性：電子成對(duì)出現(xiàn)，自旋磁矩相互抵消；108二、地磁場(chǎng)及巖石磁性二、地磁場(chǎng)及巖石磁性109二、地磁場(chǎng)及巖石磁性二、地磁場(chǎng)及巖石磁性110二、地磁場(chǎng)及巖石磁性影響巖石磁性的因素：鐵磁性礦物含量越高，磁性越強(qiáng)鐵磁性礦物顆粒越大，磁性越強(qiáng)鐵磁性礦物膠結(jié)越緊密，磁性越強(qiáng)壓力、溫度影響復(fù)雜二、地磁場(chǎng)及巖石磁性影響巖石磁性的因素：111二、地磁場(chǎng)及巖石磁性三大巖類磁性的一般特征：1、沉積巖：磁性較弱2、火成巖：隨基性增強(qiáng)而增強(qiáng)；噴發(fā)巖磁化率變化大；熱剩磁明顯3、變質(zhì)巖：與原巖及生成條件有關(guān)二、地磁場(chǎng)及巖石磁性三大巖類磁性的一般特征：112二、地磁場(chǎng)及巖石磁性剩磁種類：1、熱剩磁：巖漿冷卻成巖時(shí)獲得的磁性；磁性最強(qiáng)2、沉積剩磁：沉積成巖過程中，磁性礦物定向排列獲得的磁性3、化學(xué)剩磁：因化學(xué)作用，使礦物顆粒增大或產(chǎn)生新的礦物時(shí)獲得的磁性二、地磁場(chǎng)及巖石磁性剩磁種類：113二、地磁場(chǎng)及巖石磁性二、地磁場(chǎng)及巖石磁性114三、磁法勘探的一般介紹利用巖礦石的不同磁性產(chǎn)生的不同磁場(chǎng)，進(jìn)行找礦或解決其他地質(zhì)目的的勘探方法。高精度磁測(cè)：誤差小于等于5nT應(yīng)用：礦床、地層、構(gòu)造、填圖

油氣、煤田

環(huán)境、水文、工程地質(zhì)

管線、考古、水上打撈三、磁法勘探的一般介紹利用巖礦石的不同磁性產(chǎn)生的不同磁場(chǎng)，進(jìn)115三、磁法勘探的一般介紹概念：利用巖石和礦物磁性差異進(jìn)行找礦或解決其他地質(zhì)問題的方法。高精度磁測(cè)：精度高于5nT適用范圍：幫助尋找滿足磁測(cè)前提的礦床、地層、構(gòu)造、蝕變巖等。區(qū)調(diào)中配合填圖、圈定靶區(qū)等礦區(qū)及外圍弱磁查證、尋找深部隱伏礦體油氣、煤田、管網(wǎng)、考古、打撈等三、磁法勘探的一般介紹概念：利用巖石和礦物磁性差異進(jìn)行找礦或116三、磁法勘探的一般介紹儀器：質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀原理：磁場(chǎng)中的通電線圈斷電后測(cè)得頻率正比于外磁場(chǎng)T＝23.4872f優(yōu)點(diǎn)：精度高、穩(wěn)定性好、溫度影響小、自動(dòng)化程度高三、磁法勘探的一般介紹儀器：質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀117GSM-19TCZM-3ENVI質(zhì)子磁力儀GSM-19TCZM-3ENVI質(zhì)子磁力儀118測(cè)量方式測(cè)量方式119井中磁測(cè)效果井中磁測(cè)效果120四、數(shù)據(jù)處理的方法1、資料預(yù)處理：日變改正→正常場(chǎng)改正→高程改正→△T 日變站選擇弱磁性沉積巖區(qū)；

正常場(chǎng)利用國際地磁參考場(chǎng)四、數(shù)據(jù)處理的方法1、資料預(yù)處理：日變改正→正常場(chǎng)改正→高程121四、數(shù)據(jù)處理的方法2、異常的處理與轉(zhuǎn)換：

空間轉(zhuǎn)換

分量轉(zhuǎn)換

導(dǎo)數(shù)轉(zhuǎn)換

不同磁化方向轉(zhuǎn)化

四、數(shù)據(jù)處理的方法2、異常的處理與轉(zhuǎn)換： 空間轉(zhuǎn)換 122四、數(shù)據(jù)處理的方法目的：1、復(fù)雜→簡化（曲面→平面；疊加

→孤立）2、滿足解釋方法（某一分量→另一分量；磁場(chǎng)值→頻譜值）3、突出某一方面的特點(diǎn)（上延→壓制淺部、突出深部；匹配濾波→可突出深或淺的某個(gè)方面）四、數(shù)據(jù)處理的方法目的：1、復(fù)雜→簡化（曲面→平面；疊加 123四、數(shù)據(jù)處理的方法意義：1、向上延拓→壓制淺層（干擾），

突出深層（趨勢(shì)）2、水平導(dǎo)數(shù)→突出方向構(gòu)造信息3、垂直導(dǎo)數(shù)→突出淺層場(chǎng)源信息

4、化磁極→消磁斜磁化影響，簡化磁場(chǎng)形態(tài)四、數(shù)據(jù)處理的方法意義：1、向上延拓→壓制淺層（干擾）， 124平面向上延拓平面向上延拓125剖面向上延拓剖面向上延拓126向上延拓對(duì)比0米20米10米向上延拓對(duì)比0米20米10米127向下延拓對(duì)比0米-10米-20米向下延拓對(duì)比0米-10米-20米128上延與下延對(duì)比上延與下延對(duì)比129延拓工作要適度：

上延弱化異常；下延放大異常

上延與下延不可逆

下延可能出現(xiàn)假異常

延拓工作要適度：130插值切割法分離區(qū)域場(chǎng)與局部場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)區(qū)域場(chǎng)局部場(chǎng)插值切割法分離區(qū)域場(chǎng)與局部場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)區(qū)域場(chǎng)局部場(chǎng)131插值切割法可分離區(qū)域場(chǎng)和局部場(chǎng)局部場(chǎng)的識(shí)別取決于切割半徑切割半徑通常區(qū)局部場(chǎng)的平均半徑切割半徑插值切割法可分離區(qū)域場(chǎng)和局部場(chǎng)切割半徑132切割半徑為1倍點(diǎn)距切割半徑為1倍點(diǎn)距133切割半徑為2倍點(diǎn)距切割半徑為2倍點(diǎn)距134切割半徑為6倍點(diǎn)距切割半徑為6倍點(diǎn)距135水平導(dǎo)數(shù)→突出方向構(gòu)造信息水平導(dǎo)數(shù)→突出方向構(gòu)造信息136水平導(dǎo)數(shù)換算的不足水平導(dǎo)數(shù)換算的不足137水平總梯度（最大水平導(dǎo)數(shù)）→與方向無關(guān)水平總梯度（最大水平導(dǎo)數(shù)）→與方向無關(guān)138垂直導(dǎo)數(shù)→突出淺層場(chǎng)源信息垂直導(dǎo)數(shù)→突出淺層場(chǎng)源信息139化磁極→消除斜磁化影響地磁場(chǎng)化磁極→消除斜磁化影響地磁場(chǎng)140化磁極→消除斜磁化影響化磁極→消除斜磁化影響141化磁極→消除斜磁化影響化磁極→消除斜磁化影響142正演模型：測(cè)線方位45°

地磁傾角45°正演模型：測(cè)線方位45°地磁傾角45°143化極平面資料對(duì)比化極平面資料對(duì)比144化極剖面資料對(duì)比化極剖面資料對(duì)比145五、異常特征的識(shí)別深源異常與淺源異常

異常幅值波動(dòng)特征：鋸齒狀、強(qiáng)度高、梯度大→淺層圓滑、強(qiáng)度低、梯度小→深層五、異常特征的識(shí)別深源異常與淺源異常異常幅值波動(dòng)146淺源異常淺源異常147深源異常深源異常148深源異常深源異常149五、異常特征的識(shí)別深源異常與淺源異常

與地形關(guān)系：異常高低與地形起伏基本一致→淺層基本與地形無關(guān)→深層五、異常特征的識(shí)別深源異常與淺源異常與地形關(guān)系：150與地形相關(guān)的淺源異常與地形相關(guān)的淺源異常151五、異常特征的識(shí)別不同地質(zhì)體上的異常特征沉積巖：磁場(chǎng)微弱、平靜、單調(diào)常作為正常場(chǎng)部分砂頁巖或含磁鐵礦的大理巖顯示磁性五、異常特征的識(shí)別不同地質(zhì)體上的異常特征沉積巖：152五、異常特征的識(shí)別不同地質(zhì)體上的異常特征火山巖：基性→酸性強(qiáng)→弱起伏大、跳躍頻繁、正負(fù)交替

五、異常特征的識(shí)別不同地質(zhì)體上的異常特征火山巖：153五、異常特征的識(shí)別不同地質(zhì)體上的異常特征變質(zhì)巖：取決于原巖磁性含鐵石英巖呈明顯條帶異常五、異常特征的識(shí)別不同地質(zhì)體上的異常特征變質(zhì)巖：154磁法勘探的基本原理及應(yīng)用課件155五、異常特征的識(shí)別不同地質(zhì)體上的異常特征構(gòu)造：

(1)線性梯度帶；(2)異常特征的分界線；(3)異常的錯(cuò)動(dòng)；(4)等值線的規(guī)則性扭曲；(5)異常寬度突變帶；(6)串珠狀異常。五、異常特征的識(shí)別不同地質(zhì)體上的異常特征構(gòu)造：156這是有一定走向臺(tái)階和接觸帶異常的主要異常特征。表現(xiàn)為等值線平行密集排列，狹長成帶，呈線性延續(xù)或斷續(xù)呈線性延伸的梯度帶。它反映了地下密度和磁性在水平方向的劇變。一般等值線愈密，反映的構(gòu)造變動(dòng)愈劇烈

（1）線性梯度帶圖1.1線性重力高與重力低過渡帶這是有一定走向臺(tái)階和接觸帶異常的主要異常特征。表現(xiàn)為等值線平157規(guī)模較大的區(qū)域性斷裂往往是不同構(gòu)造單元的分界線，不同的構(gòu)造單元，在深部、基底和蓋層的組成和結(jié)構(gòu)，火成巖的活動(dòng)以及地質(zhì)構(gòu)造特征等方面也會(huì)有不同程度差異，這種差異也會(huì)反映到重磁異常上來，造成斷裂兩側(cè)重磁異常特征的明顯差異。這種差異在磁力異常平面等值線圖上反映更為突出。(2)異常特征的分界線兩側(cè)異常特征明顯不同的分界線規(guī)模較大的區(qū)域性斷裂往往是不同構(gòu)造單元的分界線，不同的構(gòu)造單158它們往往是平推斷裂的反映，原來是一整體重磁異常，由于斷裂的作用，造成了異常的錯(cuò)動(dòng)，異常軸錯(cuò)位。(3)異常的錯(cuò)動(dòng)異常軸線明顯錯(cuò)動(dòng)的部位它們往往是平推斷裂的反映，原來是一整體重磁異常，由于斷裂的作159指在等值線趨勢(shì)背景上的同向局部擾動(dòng)，和等值線基本保持平行的同向扭曲(4)異常等值線的規(guī)則性扭曲等值線扭曲部位指在等值線趨勢(shì)背景上的同向局部擾動(dòng)，和等值線基本保持平行的同160異常寬度的突變，表現(xiàn)為等值線在某一部位急劇收斂，反映了兩側(cè)有垂向升降運(yùn)動(dòng)。(5)異常寬度突變帶封閉等值線突然變寬、變窄的部位異常寬度的突變，表現(xiàn)為等值線在某一部位急劇收斂，反映了兩側(cè)有161一系列重磁異常有規(guī)律地間斷線性排列常稱為串珠狀異常，巖漿沿?cái)嗔亚秩牒突鹕綆r的充填往往形成了串珠狀火成巖帶，造成了串珠狀的重磁異常，這在磁異常中更為常見。對(duì)于重磁異常來說，主要斷裂標(biāo)志重要性次序是不一的。在重力異常中，重力梯度帶、異常特征分界線、顯得更為重要；而對(duì)磁力異常來講，按重要性次序應(yīng)是異常特征分界線、磁力梯度帶、線性異常帶、串珠狀異常等等。(6)串珠狀異常串珠狀異常的兩側(cè)或者軸部所在的位置一系列重磁異常有規(guī)律地間斷線性排列常稱為串珠狀異常，巖漿沿?cái)?62沿?cái)嗔延写判詭r脈（巖體）充填，這時(shí)沿?cái)嗔逊较驎?huì)有高值帶狀異常（或線型異常帶）分布。若沿?cái)嗔逊较蛞驇r漿活動(dòng)不均勻，可能產(chǎn)生斷續(xù)的串珠狀異常。有些斷裂破碎帶范圍較大，構(gòu)造應(yīng)力比較復(fù)雜，既有垂直變化也有水平變化和扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。斷裂帶上的航磁異常沿?cái)嗔延写判詭r脈（巖體）充填，這時(shí)沿?cái)嗔逊较驎?huì)有高值帶狀異常163另一種情況是，磁性巖石斷裂無巖漿活動(dòng)伴隨，當(dāng)其斷裂破裂現(xiàn)象顯著時(shí)，因磁性變化會(huì)出現(xiàn)低值或負(fù)的異常帶，這就是所謂的“干斷裂”異?！案蓴嗔选鄙系暮酱女惓D另一種情況是，磁性巖石斷裂無巖漿活動(dòng)伴隨，當(dāng)其斷裂破裂現(xiàn)象顯164綜合處理后的異常特征綜合處理后的異常特征165綜合處理原始數(shù)據(jù)綜合處理原始數(shù)據(jù)166構(gòu)造劃分實(shí)例構(gòu)造劃分實(shí)例167六、解釋的方法1、地質(zhì)、物探資料對(duì)比方法將各種地質(zhì)、物探資料綜合起來，進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比和研究，按由已知到未知的原則，總結(jié)已知地質(zhì)條件下的物探異常的特征和規(guī)律，然后利用這些特征和規(guī)律，結(jié)合解釋地區(qū)的具體情況，對(duì)磁異常進(jìn)行解釋推斷。對(duì)比方法是區(qū)域調(diào)查和普、詳查找礦工作中磁測(cè)資料解釋的基本方法。2、數(shù)學(xué)物理分析方法建立各種規(guī)則或不規(guī)則磁性體的物理模型或成礦模式，用數(shù)學(xué)物理方法求解模型周圍空間磁場(chǎng)的分布及與模型各參量的關(guān)系。根據(jù)這種分布和關(guān)系去分析待解釋的異常，從而對(duì)引起異常的磁性地質(zhì)體的賦存狀態(tài)和磁化狀態(tài)作出推斷。六、解釋的方法1、地質(zhì)、物探資料對(duì)比方法168數(shù)據(jù)預(yù)處理：日變改正、高度改正、緯度改正、曲線圓滑等異常的定性解釋：異常踏查、綜合分析、已知到未知適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)處理：位場(chǎng)的轉(zhuǎn)換、分量的提取、異常分離、方向的轉(zhuǎn)化等精測(cè)剖面的定量反演綜合所有資料，給出結(jié)論與建議資料處理的一般過程數(shù)據(jù)預(yù)處理：日變改正、高度改正、緯度改正、曲線圓滑等資料處理169804808ZK0-1ZK3-2804808ZK0-1ZK3-2170已有實(shí)測(cè)曲線和鉆探資料固定礦體產(chǎn)狀參數(shù)改變磁化參數(shù)，擬合曲線曲線擬合獲得磁化參數(shù)推測(cè)其他礦體產(chǎn)狀已有實(shí)測(cè)曲線和鉆探資料固定礦體產(chǎn)狀參數(shù)改變磁化參數(shù)，擬合曲線171808線首次反演2條薄礦體模式明顯存在剩余異常80