低緯度地區磁異常處理方法應用體會

王潔

（天津華北地質勘查局五一四地質大隊河北承德067000）

低緯度地區磁異常處理方法應用體會

王潔

（天津華北地質勘查局五一四地質大隊河北承德067000）

在位于磁赤道帶兩側的低磁緯度區內，以水平磁化為主的條件下，地下磁性體所產生的△T異常特征與處于中高緯度地區的△T異常特征會有較大差別，把低緯度地區的磁法測量數據轉換成中高緯度地區的，然后對磁異常進行處理解釋，經過礦區勘探對比，效果良好。

低磁緯度區△T磁異常異常解釋方法

0　引言

近幾年國內許多地勘單位都在加大到國外找礦的步伐。筆者通過最近幾年在坦桑尼亞的實地工作，初步摸索了位于低緯度地區磁異常(ΔT)的特征及處理解釋方法，現就低緯度地區的地面磁測處理解釋工作談點體會。

1　低緯度地區磁測異常解釋的幾個問題

一般的低緯度地區指的是處于磁赤道兩側±30°的區域。在低緯度地區所有的地質體都處在地球磁場近似水平磁化的條件下，磁性體所產生的ΔT異常是以負異常為主體；當磁性體剩磁較大，且磁化方向明顯與正常磁化的方向不一致時，或者磁性體形態特殊時，還會伴生多個負異常或正異常，與中高緯度地區的ΔT異常特征有較大差別，中國大陸處于中緯度地區，我們對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，然而對于低磁緯度區的磁異常解釋感到困惑，對于低緯度地區以水平磁化為主的ΔT異常的解釋存在以下主要問題:

（1）低緯度地區的ΔT異常特征是以負異常為主，正異常成為伴生異常，這是由于在水平磁化為主的環境下，磁性體所產生的ΔT異常主要由水平分量Ha構成的。對于低緯度區ΔT異常若仍使用中緯度地區斜磁化下的解釋方法，無疑會產生較大誤差，甚至會得出錯誤的結論。

（2）對于主要由水平分量Ha構成的低緯度地區的ΔT異常，應采用Ha異常的解釋方法進行解釋，但是我們以往對Ha異常的解釋方法尤其是對斜磁化下Ha異常解釋的缺乏研究，現在尚缺乏直接對以Ha為主的ΔT異常進行反演的方法。

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

（4）低緯度地區ΔT異常轉換中，化極時存在條帶干擾現象和拉長的畸變發生。

2　低緯度地區磁測數據處理的方法

（1）水平磁化與垂直磁化ΔT、Za、Ha異常的關系

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

對于二度磁性體，當剖面方向與Ox軸重合，磁性體的走向與Oy軸重合時

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

當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ΔT(0°)等同于Ha(0°)的強度值。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ΔT(90°)等同于Za(90°)的強度值。

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

對于二度磁性體，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可以推導出任意磁化方向Za、Ha的關系式

式中，Ha(90°)、Za(90°)分別為垂直磁化時，磁場強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°，即在垂直磁化環境，剖面為南北方向時，式（4）變為

若I0=0°，A′=0°，即在水平磁化環境，剖面為南北方向時，式（4）則變為

因而由式（5）和式（6）得出

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

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

（2）化赤運算比化極運算具有優越性

在傾斜磁化環境下，ΔT異常的極值均有偏離現象，難于準確地確定中心位置，需要對ΔT異常進行化極或化赤的運算，使其極值位于磁性體中心正上方。化極、化赤運算是將磁性體所在地區磁化方向引起的異常轉換成磁極地區或磁赤道地區的磁化方向異常，都屬于磁化方向轉換類的運算,但這類運算是不穩定的，使運算結果產生畸變。對低磁緯度區磁方向轉換算子的不穩定性進行過的研究表明，在低緯度區，做化赤運算時，可得到控制并且獲取較好的效果。但化極運算時，因轉換后極地的磁場分量方向偏角變化較大，會出現嚴重的噪聲和假頻帶來的干擾，產生較大誤差。所以在低緯度地區不宜進行化極的運算,而化赤運算則一般情況下都是可靠的，因此ΔT異常可以在化赤運算基礎上將數據前直接加一個負號，即ΔT的負異常變為正異常、正異常變為負異常來代替化極運算。

（3）“倒相180°”處理運算

根據中高緯度地區的ΔT異常特征和解釋方法，可以對低緯度區的ΔT異常直接做“倒相”180°處理，也就是在ΔT異常值前加負號即可。這樣就把低緯度區的ΔT異常形態，變成了相當于中高緯度區的ΔT異常形態，然后就直接采用中高緯度ΔT異常的解釋方法進行解釋。為了分析問題方便，將ΔT異常表達式改寫為

式中，ε為特征角，是決定ΔT異常特征形態的參數；系數K只影響ΔT異常的強度，與異常曲線的特征無關。對于傾斜板狀體的ΔT異常，ε=90°-(2iβ)，K=sinβ(sin2I+cos2Icos2A)。對其他形體的ΔT異常，ε=180°-2i，K= sin2I+cos2Icos2A，其他符號同前面一樣。當不考慮剩磁影響時，I=i，并且剖面為南北向時，K=1，式（8）簡化為

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

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

圖1為坦桑尼亞某鐵礦區開展磁測找礦工作后采用上述方法處理后的對比效果。

從中可以看到轉換后的兩處磁測高值異常和兩處礦體有較直觀的對應關系。

圖1　ΔT倒相180°處理前后對比(上為處理前，下為處理后)

3　結論

在專門的磁測處理軟件匱乏，對獲取的磁測資料只做定性解釋的時候，可以把低緯度區的ΔT異常轉換成中高磁緯度地區的ΔT異常,然后使用垂直磁化及中高緯度區的斜磁化ΔT異常解釋方法進行解釋。經在坦桑尼亞礦區勘探實踐中應用，效果較好。由于該方法是在有條件的情況下得出，其結果只能是作為定性解釋的依據。

[1]方迎堯,張培琴,劉浩軍.低磁緯度地區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[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-142-2