王潔

（天津華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊(duì)河北承德067000）

低緯度地區(qū)磁異常處理方法應(yīng)用體會(huì)

王潔

（天津華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊(duì)河北承德067000）

在位于磁赤道帶兩側(cè)的低磁緯度區(qū)內(nèi)，以水平磁化為主的條件下，地下磁性體所產(chǎn)生的△T異常特征與處于中高緯度地區(qū)的△T異常特征會(huì)有較大差別，把低緯度地區(qū)的磁法測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成中高緯度地區(qū)的，然后對(duì)磁異常進(jìn)行處理解釋，經(jīng)過(guò)礦區(qū)勘探對(duì)比，效果良好。

低磁緯度區(qū)△T磁異常異常解釋方法

0　引言

近幾年國(guó)內(nèi)許多地勘單位都在加大到國(guó)外找礦的步伐。筆者通過(guò)最近幾年在坦桑尼亞的實(shí)地工作，初步摸索了位于低緯度地區(qū)磁異常(ΔT)的特征及處理解釋方法，現(xiàn)就低緯度地區(qū)的地面磁測(cè)處理解釋工作談點(diǎn)體會(huì)。

1　低緯度地區(qū)磁測(cè)異常解釋的幾個(gè)問(wèn)題

一般的低緯度地區(qū)指的是處于磁赤道兩側(cè)±30°的區(qū)域。在低緯度地區(qū)所有的地質(zhì)體都處在地球磁場(chǎng)近似水平磁化的條件下，磁性體所產(chǎn)生的ΔT異常是以負(fù)異常為主體；當(dāng)磁性體剩磁較大，且磁化方向明顯與正常磁化的方向不一致時(shí)，或者磁性體形態(tài)特殊時(shí)，還會(huì)伴生多個(gè)負(fù)異常或正異常，與中高緯度地區(qū)的ΔT異常特征有較大差別，中國(guó)大陸處于中緯度地區(qū)，我們對(duì)垂直磁化和中高緯度的傾斜磁化異常特征較熟悉，解釋方法也研究得較深入，然而對(duì)于低磁緯度區(qū)的磁異常解釋感到困惑，對(duì)于低緯度地區(qū)以水平磁化為主的ΔT異常的解釋存在以下主要問(wèn)題:

（1）低緯度地區(qū)的ΔT異常特征是以負(fù)異常為主，正異常成為伴生異常，這是由于在水平磁化為主的環(huán)境下，磁性體所產(chǎn)生的ΔT異常主要由水平分量Ha構(gòu)成的。對(duì)于低緯度區(qū)ΔT異常若仍使用中緯度地區(qū)斜磁化下的解釋方法，無(wú)疑會(huì)產(chǎn)生較大誤差，甚至?xí)贸鲥e(cuò)誤的結(jié)論。

（2）對(duì)于主要由水平分量Ha構(gòu)成的低緯度地區(qū)的ΔT異常，應(yīng)采用Ha異常的解釋方法進(jìn)行解釋，但是我們以往對(duì)Ha異常的解釋方法尤其是對(duì)斜磁化下Ha異常解釋的缺乏研究，現(xiàn)在尚缺乏直接對(duì)以Ha為主的ΔT異常進(jìn)行反演的方法。

（3）ΔT異常形態(tài)受到地磁場(chǎng)矢量和總磁化方向的影響，在傾斜磁化下，大多數(shù)的異常中心都偏離磁性體，只有磁傾角為90°或0°時(shí)，ΔT異常中心才位于磁性體的正上方。因此，在低緯度地區(qū)準(zhǔn)確地確定引起ΔT異常的磁源體的中心位置和邊界的范圍，也是需要解決的問(wèn)題。

（4）低緯度地區(qū)ΔT異常轉(zhuǎn)換中，化極時(shí)存在條帶干擾現(xiàn)象和拉長(zhǎng)的畸變發(fā)生。

2　低緯度地區(qū)磁測(cè)數(shù)據(jù)處理的方法

（1）水平磁化與垂直磁化ΔT、Za、Ha異常的關(guān)系

已知磁性體產(chǎn)生的總異常ΔT與其水平分量Ha(或Hax、Hay)、垂直分量Za的關(guān)系式為

對(duì)于二度磁性體，當(dāng)剖面方向與Ox軸重合，磁性體的走向與Oy軸重合時(shí)

式（1）中，I0地磁場(chǎng)矢量的傾角；A為Oy軸的磁方位角。當(dāng)I0= 0°，A=90°時(shí)，代入式（1）得

當(dāng)I0=90°，A=90°，代入（1）式得

式（2）中，ΔT(0°)與Ha(0°)分別表示在水平磁化條件下的總異常ΔT、水平分量Ha，此時(shí)ΔT(0°)等同于Ha(0°)的強(qiáng)度值。式（3）中，ΔT(90°)與Za(90°)分別表示在垂直磁化條件下的總異常ΔT、垂直分量Za，此時(shí)ΔT(90°)等同于Za(90°)的強(qiáng)度值。

在磁極與磁赤道帶之間的地區(qū)，即傾斜磁化的環(huán)境中，ΔT異常由Za分量與Ha分量共同構(gòu)成。靠近磁極的高磁緯度地區(qū)，以Za分量為主，ΔT表現(xiàn)以正異常為主的特征；在靠近磁赤道帶的低磁緯度地區(qū)，以Ha分量為主，ΔT表現(xiàn)以負(fù)異常為主的特征。

對(duì)于二度磁性體，如厚板狀體、薄板狀體、水平圓柱體、極線體等及三度體的球體等，由磁位U可以推導(dǎo)出任意磁化方向Za、Ha的關(guān)系式

式中，Ha(90°)、Za(90°)分別為垂直磁化時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度的水平分量和垂直分量；A′為剖面方向與磁北的夾角。

若I0=90°，A′=90°，即在垂直磁化環(huán)境，剖面為南北方向時(shí)，式（4）變?yōu)?/p>

若I0=0°，A′=0°，即在水平磁化環(huán)境，剖面為南北方向時(shí)，式（4）則變?yōu)?/p>

因而由式（5）和式（6）得出

由式（5）～（7）可看出，水平磁化時(shí)ΔTa(0°)與垂直磁化時(shí)ΔTa(90°)幅值相等，而符號(hào)也相反。

由此可得出結(jié)論:若將低緯度地區(qū)的ΔT異常進(jìn)行化極轉(zhuǎn)換，或進(jìn)行化赤轉(zhuǎn)換后，再倒相180°，使其變成垂直磁化異常形態(tài)，就可以采用以往比較熟悉的垂直磁化ΔT異常解釋方法進(jìn)行解釋。

（2）化赤運(yùn)算比化極運(yùn)算具有優(yōu)越性

在傾斜磁化環(huán)境下，ΔT異常的極值均有偏離現(xiàn)象，難于準(zhǔn)確地確定中心位置，需要對(duì)ΔT異常進(jìn)行化極或化赤的運(yùn)算，使其極值位于磁性體中心正上方?；瘶O、化赤運(yùn)算是將磁性體所在地區(qū)磁化方向引起的異常轉(zhuǎn)換成磁極地區(qū)或磁赤道地區(qū)的磁化方向異常，都屬于磁化方向轉(zhuǎn)換類的運(yùn)算,但這類運(yùn)算是不穩(wěn)定的，使運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生畸變。對(duì)低磁緯度區(qū)磁方向轉(zhuǎn)換算子的不穩(wěn)定性進(jìn)行過(guò)的研究表明，在低緯度區(qū)，做化赤運(yùn)算時(shí)，可得到控制并且獲取較好的效果。但化極運(yùn)算時(shí)，因轉(zhuǎn)換后極地的磁場(chǎng)分量方向偏角變化較大，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的噪聲和假頻帶來(lái)的干擾，產(chǎn)生較大誤差。所以在低緯度地區(qū)不宜進(jìn)行化極的運(yùn)算,而化赤運(yùn)算則一般情況下都是可靠的，因此ΔT異常可以在化赤運(yùn)算基礎(chǔ)上將數(shù)據(jù)前直接加一個(gè)負(fù)號(hào)，即ΔT的負(fù)異常變?yōu)檎惓！⒄惓Ｗ優(yōu)樨?fù)異常來(lái)代替化極運(yùn)算。

（3）“倒相180°”處理運(yùn)算

根據(jù)中高緯度地區(qū)的ΔT異常特征和解釋方法，可以對(duì)低緯度區(qū)的ΔT異常直接做“倒相”180°處理，也就是在ΔT異常值前加負(fù)號(hào)即可。這樣就把低緯度區(qū)的ΔT異常形態(tài)，變成了相當(dāng)于中高緯度區(qū)的ΔT異常形態(tài)，然后就直接采用中高緯度ΔT異常的解釋方法進(jìn)行解釋。為了分析問(wèn)題方便，將ΔT異常表達(dá)式改寫(xiě)為

式中，ε為特征角，是決定ΔT異常特征形態(tài)的參數(shù)；系數(shù)K只影響ΔT異常的強(qiáng)度，與異常曲線的特征無(wú)關(guān)。對(duì)于傾斜板狀體的ΔT異常，ε=90°-(2iβ)，K=sinβ(sin2I+cos2Icos2A)。對(duì)其他形體的ΔT異常，ε=180°-2i，K= sin2I+cos2Icos2A，其他符號(hào)同前面一樣。當(dāng)不考慮剩磁影響時(shí)，I=i，并且剖面為南北向時(shí)，K=1，式（8）簡(jiǎn)化為

對(duì)直立板狀體，β=90°，ε=180°-2i。當(dāng)ε=0°，即i=90°時(shí)，式（9）化簡(jiǎn)為ΔT=Za(90°)，ΔT為兩翼對(duì)稱的正異常；當(dāng)ε=90°，即i=45°時(shí)，ΔT為正負(fù)伴生、振幅相等的異常；當(dāng)ε=180°(異常體位于磁赤道帶)，即i=0°時(shí)，式(22)化簡(jiǎn)為ΔT=Ha(0°)，ΔT為兩翼對(duì)稱的負(fù)異常。當(dāng)ε為0°～90°時(shí)，ΔT曲線為以正峰為主的正負(fù)伴生異常；當(dāng)ε為90°～180°時(shí)，ΔT曲線為以負(fù)峰常為主的正負(fù)伴生異常。

經(jīng)上述分析，若忽略剩磁影響，低緯度地區(qū)ΔT異常，經(jīng)“倒相”180°，就可以直接使用中高緯度地區(qū)ΔT異常的解釋方法進(jìn)行解釋了。

圖1為坦桑尼亞某鐵礦區(qū)開(kāi)展磁測(cè)找礦工作后采用上述方法處理后的對(duì)比效果。

從中可以看到轉(zhuǎn)換后的兩處磁測(cè)高值異常和兩處礦體有較直觀的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖1　ΔT倒相180°處理前后對(duì)比(上為處理前，下為處理后)

3　結(jié)論

在專門(mén)的磁測(cè)處理軟件匱乏，對(duì)獲取的磁測(cè)資料只做定性解釋的時(shí)候，可以把低緯度區(qū)的ΔT異常轉(zhuǎn)換成中高磁緯度地區(qū)的ΔT異常,然后使用垂直磁化及中高緯度區(qū)的斜磁化ΔT異常解釋方法進(jìn)行解釋。經(jīng)在坦桑尼亞礦區(qū)勘探實(shí)踐中應(yīng)用，效果較好。由于該方法是在有條件的情況下得出，其結(jié)果只能是作為定性解釋的依據(jù)。

[1]方迎堯,張培琴,劉浩軍.低磁緯度地區(qū)ΔT異常解釋的途徑與方法[J].物探與化探, 2006,30(1):48.

[2]譚承澤．磁法勘探教程［M］．北京:地質(zhì)出版社，1984.

Work Experience of Magnetic Prospecting in Low Latitude Region

WANG Jie
(514 Brigade of North China Geological Exploration Bureau，Chengde 067000,Hebei)

The ground magnetic body generates△T anomalies is different from△T anomalies in middle latitude region mainly at the level of magnetization condition and located on both sides of the magnetic equator with low magnetic latitude area．The paper proposes the conversion method for processing and interpretation of magnetic anomalies about magnetic survey data from low latitude region into high latitude region．The effect is better according to comparison of the mining exploration．

low magnetic latitude area；△T anomalies；anomalies pretation method

P62[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-142-2