利用磁異常平面特征推斷磁性體形態

劉鳳岐，張 甲，劉 萍

吉林省第一地質調查所，吉林 長春 130033

半定量解釋是磁測資料解釋的重要內容，是指在定量解釋之前，根據實測的磁異常平面及剖面特征，結合測區地質情況，參照正演資料，對引起磁異常的礦體的形狀、產狀及其空間位置進行大致的推斷解釋，為定量解釋提供選擇方法的依據和初始參數，為進一步的地質、物探及其它工作打下基礎。實際工作表明，不考慮礦體的形狀及產狀而隨便采用某種定量計算方法，計算結果往往與實際情況相差很大。因此，半定量解釋在磁測結果解釋過程中具有重要的意義。

對于磁測結果的半定量解釋的方法，有大量的專著和文獻進行了闡述，并已積累了大量的實際資料。本文僅從根據簡單磁異常平面特征判斷磁性體形態作簡要介紹，并結合實際工作進行探討。

1 磁性體異常平面分布

單個磁性體Za 磁異常的在平面上的延伸情況大體可以分為三種，即等軸狀、橢圓狀和長帶狀。如球體的Za 等值線為等軸狀，有限長水平圓柱體和板狀體的異常為長橢圓狀，二度板狀體和水平圓柱體等的Za 等值線為長帶狀。平面等值線的形態往往是磁性體水平展布情況的反映，磁異常軸的方向一般反映地質體的走向[1]。

根據磁異常在平面上的延伸情況，可以將異常分為三類：三度體異常、二度體異常和似二度體異常。平面等值線無明顯走向、各個方向延伸長度基本相等的異常，稱為三度體異常；平面等值線有明顯走向、異常的長軸比短軸長3～5 倍的異常，稱為二度體異常；介于上述二者之間的稱為似二度體異常。

一般來說，當磁性體走向長度比起磁性體截面的尺度、埋藏深度大得多時，且將研究的剖面取在沿走向的中部，就可以將其視為二度體來計算。在走向方向延伸有限，埋藏較淺的磁性體，也可以近似地看成二度體；若埋藏較深，則看成三度體。

另外，在實際工作中，常常忽略磁性體的某些細節，只保留其基本特征，把復雜形體引起的異常近似簡化為幾種簡單規則的形體引起的異常。例如，通常把三度體引起的異常看作是球體、直立或傾斜圓柱體的異常；把二度體異常看作是直立或傾斜厚板、薄板和水平圓柱體異常；把似二度體異常看作是有限走向的水平圓柱體、薄板或厚板體異常等等。利用磁異常的平面特征判斷磁性體的形態需要掌握一些典型磁性體的正演曲線以及模型試驗曲線，只有熟悉了已知各種形狀、產狀和磁性體磁異常分布規律，才能根據實測的磁異常的特征來推斷磁性體的大致形狀，這是一個從已知到未知的過程。在實際工作中，在確定推斷磁性體的大致形狀時還應注意磁性體的埋藏深度、走向、斜磁化和剩磁等因素的影響。

2 典型磁性體實例分析

在北半球，地磁場的方向是向北向下的，正常磁化的磁性體分布特征一般為南正北負，在此，例舉實例均以具有此類磁異常特征的典型磁性體為例。

圖1 是傾斜磁化球體上的Za 理論曲線。從圖上可知，球狀礦體理論曲線特征主要有：①在Za極大值附近，等值線呈長軸與總磁化強度的水平方向垂直的橢圓狀，再往外逐漸呈圓形；②Za 極大值北側異常梯度變化比南側大；③Za 正值北面有一片負值分布。在了解了球狀磁性體磁異常Za 平面分布規律后，在實際工作中遇到諸如圖1 的磁異常分布時，就可大致推斷該異常為球狀礦體引起。圖2 是一個實測的Za 磁異常平面等值線圖，不難看出，此異常與圖1 所示磁異常分布特征很相似，為三度體異常，此礦經鉆探驗證，已證實礦體為似球狀[2]。

圖3 是理論計算的薄板狀體斜磁化Za 平面等值線圖[3]。從圖不難看出，在極大值附近的等值線，總是具有一定走向的扁圓形，且異常軸走向與磁性體走向一致。當為傾斜薄板狀體（圖3 右）時，靠近負值一側的正異常梯度變化就不如水平薄板狀體（圖3 左）大。在熟悉了磁性體與磁異常的對應關系，就可以從磁異常平面等值線圖確定磁性體的平面分布位置。

圖4 是內蒙古阿左旗寧C-72-112 異常的Za 平面等值線圖，與圖3 薄板狀體Za 平面等值線圖進行對比很相似，為三度體異常，異常走向北東向。但其正異常梯度變化趨勢與圖3 右圖傾斜薄板狀體相似，考慮到正異常在垂直走向方向有一定展布，此磁性體可大致推斷為頂面傾斜的薄板狀體。

圖 l 傾斜磁化球體上Za 平面等值線圖Fig.l Tilt magnetized sphere Za plane contour map

圖3 理論計算的薄板狀體斜磁化Za平面等值線圖Fig.3 Theoretical laminated body oblique magnetization Za plane contour map

圖4 阿左旗寧C-72-112異常Za 平面等值線圖Fig.4 C - 72-112 abnormal Za plane contour map

圖5 敖倫布拉格MI-33-1異常Za平面等值線圖Fig.5 MI - 33-1 abnormal Za plane contour map

圖5 是內蒙古敖倫布拉格MI-33-1 異常Za 異常平面分布圖。從異常走向可知此磁性體走向北北東，異常長軸大于短軸3 倍以上，為典型的二度體異常。其正異常東側緩慢下降，西側下降較劇并出現明顯負值。由以上特征可以推斷引起此異常的磁性體為走向北北東，傾向東向的板狀體，從異常東側無明顯負值可知此板狀體向下延伸較大。

圖6 是內蒙古營盤壕M-48 異常，從Za 異常平面等值線圖可以看出，此異常平面特征為：主異常地段只有正異常，無明顯負值；異常長軸比短軸長2～3 倍，為似二度體異常；走向東西向，垂直于走向的水平線上的Za 曲線近于對稱。由以上特征可以推斷此異常為順層磁化、向下延深很大的板狀體引起。

圖6 內蒙古營盤壕M-48異常Za 平面等值線圖Fig.6 M - 48 abnormal Za plane contour map, Yingpanhao,Inner Mongolia

3 幾點認識

利用磁異常平面特征推斷磁性體形態時應遵循“從已知到未知，從簡單到復雜”的原則，在進行推斷磁性體形態之前應熟悉各種規則磁性體的磁異常分布形態。

掌握了引起簡單磁異常的磁性體形態后，在利用復雜磁異常推斷時才能對復雜形態進行較為正確的大致判斷。需要注意的是，當根據復雜磁異常判斷磁性體形態時，磁性體的形態只有近似意義。當磁性體疊加較為嚴重時，推斷結果往往是多個磁性體疊加的大致形態。磁性體的埋藏深度對判斷磁性體的形狀的影響也不可忽視，如隨著埋深的增加，磁異常會越接近等軸狀異常，正負伴生的等值線分布特征逐漸消逝，使磁異常接近規則形體引起的磁異常。因此，當磁性體埋藏較深時，走向長度短的磁性體可能被推斷為球體，走向長度足夠長的磁性體可能被推斷為水平圓柱體。

[1] 管志寧．地磁場與磁力勘探[M].北京:地質出版社,2005.

[2] 熊光楚．磁鐵礦床上磁異常的解釋推斷[M].北京:中國工業出版社,1964.

[3] 地面磁測資料解釋推斷手冊[M].北京:地質出版社,1979.