磁法勘探的基本原理及应用学习教案.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,#,单击此处编辑母版标题样式,会计学,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,会计学,1,磁法勘探的基本原理及应用(yngyng),第一页，共97页。,提纲(tgng),一、磁场理论的一般介绍,二、地磁场及岩石磁性,三、磁法勘探的一般介绍,四、数据处理的方法,五、异常特征的识别(shbi),六、解释的基本方法,七、规范的解读,第1页/共96页,第二页，共97页。,一、磁场理论的一般(ybn)介绍,磁性体：具有磁性的物体,磁极：磁性体上磁性比较强的部位(bwi),N极 正磁极，指北极,S极 负磁极，指南极,磁荷：正磁荷分布在N极，负磁荷分布在S极,点磁荷：几何限度远小于磁极间的距离,磁力：磁极间的相互作用力,第2页/共96页,第三页，共97页。,一、磁场理论(lln)的一般介绍,磁场：磁力作用的物质空间,磁力线：正极出发终止(zhngzh)于负极的封闭曲线,磁场强度：单位磁荷在磁场中受到的力,用H表示，单位A/m,第3页/共96页,第四页，共97页。,一、磁场(cchng)理论的一般介绍,磁感应强度：恒定电流I的无限(wxin)长直导线，距离导线为a的各点的磁场。,B=H,SI制单位T（特斯拉），常用nT，CGSM制单位（伽马）,1=1nT,磁感应强度B即是测定的地磁场总强度T,为磁导率,第4页/共96页,第五页，共97页。,一、磁场(cchng)理论的一般介绍,磁化：在磁场作用下，没有磁性(cxng)的物体获得磁性(cxng)的现象,磁化本质：物体内电子环流的定向排列,磁化强度：表征物体被磁化程度强弱的物理量；单位体积内的磁矩M=m/V,与磁场关系：M=kH；单位A/m,K为磁化率，表征物体被磁化难易程度,单位,第5页/共96页,第六页，共97页。,一、磁场(cchng)理论的一般介绍,H、B、M之间关系(gun x),M=KH；B=H；,磁化体周围：B=0(H+M)=0(1+K)H,内容,B,H(M),0,K,SI,T,（,nT,）,A/M,410,-7,H/m,无量纲,CGSM,G,；,Oe,无量纲,无量纲,换算,关系,1G=10,-4,T,1=1nT,1Oe=1/410,3,A/m,1CGSM=4SI,第6页/共96页,第七页，共97页。,二、地磁场及岩石(ynsh)磁性,地磁场的组成：基本(jbn)场（98%）、外源场、磁异常,基本(jbn)场：偶极场（80%）、大陆磁异常、周期变化,外源场：周期变化（黑子周期11年、日变）、随机变化（磁暴）,磁异常：构造、矿床等（目标场）,第7页/共96页,第八页，共97页。,二、地磁场及岩石(ynsh)磁性,高斯球鞋分析模型（IRGF）,假定内部磁偶极，拟合基本场,由一组球谐系数(xsh)及年变化率组成,国际上每5年发布一次球谐系数(xsh),第8页/共96页,第九页，共97页。,二、地磁场及岩石(ynsh)磁性,地磁场的正常梯度：地球表面正常分布的地磁场强度随距离的变化率（伽马公里）,南北向梯度大于东西向,随维度变化：Za梯度低纬度地区(dq)大，高纬度地区(dq)小；H梯度与之相反,我国由南到北垂直分量的正常梯度值的变化范围约为13.06.5伽马公里,随垂直高度也有变化,第9页/共96页,第十页，共97页。,二、地磁场及岩石(ynsh)磁性,第10页/共96页,第十一页，共97页。,二、地磁场及岩石(ynsh)磁性,抗磁性：电子成对出现，自旋磁矩相互抵消；磁化率为低的负值；磁性弱常忽略,顺磁性：有孤立电子存在，自旋磁矩不抵消；磁化率为低的正值,铁磁性：内部有自发磁化区域，外磁场较弱时即可获得(hud)饱和磁化；磁化率为很大的正值,第11页/共96页,第十二页，共97页。,二、地磁场及岩石(ynsh)磁性,第12页/共96页,第十三页，共97页。,二、地磁场及岩石(ynsh)磁性,第13页/共96页,第十四页，共97页。,二、地磁场及岩石(ynsh)磁性,影响岩石磁性的因素：,铁磁性矿物含量越高，磁性越强,铁磁性矿物颗粒越大，磁性越强,铁磁性矿物胶结越紧密，磁性越强,压力、温度(wnd)影响复杂,第14页/共96页,第十五页，共97页。,二、地磁场及岩石(ynsh)磁性,三大岩类磁性的一般特征：,1、沉积岩：磁性较弱,2、火成岩：随基性增强而增强；喷发(pnf)岩磁化率变化大；热剩磁明显,3、变质岩：与原岩及生成条件有关,第15页/共96页,第十六页，共97页。,二、地磁场及岩石(ynsh)磁性,剩磁种类：,1、热剩磁：岩浆冷却成岩时获得的磁性；磁性最强,2、沉积剩磁：沉积成岩过程中，磁性矿物定向(dn xin)排列获得的磁性,3、化学剩磁：因化学作用，使矿物颗粒增大或产生新的矿物时获得的磁性,第16页/共96页,第十七页，共97页。,二、地磁场及岩石(ynsh)磁性,第17页/共96页,第十八页，共97页。,三、磁法勘探的一般(ybn)介绍,利用岩矿石的不同磁性产生的不同磁场，进行找矿或解决其他地质(dzh)目的的勘探方法。,高精度磁测：误差小于等于5nT,应用：矿床、地层、构造、填图 油气、煤田 环境、水文、工程地质(dzh)管线、考古、水上打捞,第18页/共96页,第十九页，共97页。,三、磁法勘探的一般(ybn)介绍,概念：利用岩石和矿物磁性差异进行找矿或解决其他地质问题的方法。,高精度磁测：精度高于5nT,适用范围：帮助寻找满足磁测前提的矿床、地层、构造、蚀变岩等。,区调中配合填图、圈定靶区等,矿区及外围弱磁查证、寻找深部隐伏矿体,油气、煤田、管网、考古(kog)、打捞等,第19页/共96页,第二十页，共97页。,三、磁法勘探的一般(ybn)介绍,仪器：质子旋进磁力仪,原理：磁场中的通电线圈断电后测得频率正比(zhngb)于外磁场 T23.4872f,优点：精度高、稳定性好、温度影响小、自动化程度高,第20页/共96页,第二十一页，共97页。,GSM-19T,CZM-3,ENVI质子(zhz)磁力仪,第21页/共96页,第二十二页，共97页。,测量(cling)方式,第22页/共96页,第二十三页，共97页。,井中磁测效果(xiogu),第23页/共96页,第二十四页，共97页。,四、数据处理的方法(fngf),1、资料预处理：日变改正正常(zhngchng)场改正高程改正 T日变站选择弱磁性沉积岩区；正常(zhngchng)场利用国际地磁参考场,第24页/共96页,第二十五页，共97页。,四、数据处理的方法(fngf),2、异常的处理(chl)与转换：空间转换分量转换,导数转换不同磁化方向转化,第25页/共96页,第二十六页，共97页。,四、数据处理的方法(fngf),目的：1、复杂简化（曲面平面；叠加孤立）,2、满足解释方法（某一分量另一分量；磁场值频谱值）,3、突出某一方面的特点(tdin)（上延压制浅部、突出深部；匹配滤波可突出深或浅的某个方面）,第26页/共96页,第二十七页，共97页。,四、数据处理的方法(fngf),意义：1、向上延拓 压制浅层（干扰），突出深层（趋势）,2、水平导数 突出方向构造信息,3、垂直导数突出浅层场源信息,4、化磁极消磁斜磁化影响，简化磁场(cchng)形态,第27页/共96页,第二十八页，共97页。,平面(pngmin)向上延拓,第28页/共96页,第二十九页，共97页。,剖面(pumin)向上延拓,第29页/共96页,第三十页，共97页。,向上(xingshng)延拓对比,0,米,20,米,10,米,第30页/共96页,第三十一页，共97页。,向下(xin xi)延拓对比,0,米,-10,米,-20,米,第31页/共96页,第三十二页，共97页。,上延与下延对比(dub),第32页/共96页,第三十三页，共97页。,延拓工作要适度(shd)：,上延弱化异常；下延放大异常,上延与下延不可逆,下延可能出现假异常,第33页/共96页,第三十四页，共97页。,插值切割(qig)法,分离(fnl)区域场与局部场,实测(sh c)数据,区域场,局部场,第34页/共96页,第三十五页，共97页。,插值切割(qig)法可分离区域场和局部场,局部场的识别取决于切割(qig)半径,切割(qig)半径通常区局部场的平均半径,切割(qig)半径,第35页/共96页,第三十六页，共97页。,切割(qig)半径为1倍点距,第36页/共96页,第三十七页，共97页。,切割(qig)半径为2倍点距,第37页/共96页,第三十八页，共97页。,切割(qig)半径为6倍点距,第38页/共96页,第三十九页，共97页。,水平(shupng)导数突出方向构造信息,第39页/共96页,第四十页，共97页。,水平导数(do sh)换算的不足,第40页/共96页,第四十一页，共97页。,水平(shupng)总梯度（最大水平(shupng)导数）与方向无关,第41页/共96页,第四十二页，共97页。,垂直导数突出(t ch)浅层场源信息,第42页/共96页,第四十三页，共97页。,化磁极消除斜磁化(chu)影响,地磁场,第43页/共96页,第四十四页，共97页。,化磁极(cj)消除斜磁化影响,第44页/共96页,第四十五页，共97页。,化磁极消除(xioch)斜磁化影响,第45页/共96页,第四十六页，共97页。,正演模型(mxng)：测线方位45 地磁倾角45,第46页/共96页,第四十七页，共97页。,化极平面资料(zlio)对比,第47页/共96页,第四十八页，共97页。,化极剖面(pumin)资料对比,第48页/共96页,第四十九页，共97页。,五、异常(ychng)特征的识别,深源异常(ychng)与浅源异常(ychng),异常幅值波动特征：,锯齿状、强度高、梯度(t d)大浅层,圆滑、强度低、梯度(t d)小深层,第49页/共96页,第五十页，共97页。,浅源异常(ychng),第50页/共96页,第五十一页，共97页。,深源异常(ychng),第51页/共96页,第五十二页，共97页。,深源异常(ychng),第52页/共96页,第五十三页，共97页。,五、异常(ychng)特征的识别,深源异常(ychng)与浅源异常(ychng),与地形(dxng)关系：,异常高低与地形(dxng)起伏基本一致浅层,基本与地形(dxng)无关深层,第53页/共96页,第五十四页，共97页。,与地形相关(xinggun)的浅源异常,第54页/共96页,第五十五页，共97页。,五、异常特征(tzhng)的识别,不同(b tn)地质体上的异常特征,沉积岩：,磁场微弱、平静、单调,常作为正常场,部分砂页岩(y yn)或含磁铁矿的大理岩显示磁性,第55页/共96页,第五十六页，共97页。,五、异常(ychng)特征的识别,不同地质(dzh)体上的异常特征,火山岩：,基性酸性(sun xn)强弱,起伏大、跳跃频繁、正负交替,第56页/共96页,第五十七页，共97页。,五、异常(ychng)特征的识别,不同地质(dzh)体上的异常特征,变质岩：,取决于原岩磁性(cxng),含铁石英岩呈明显条带异常,第57页/共96页,第五十八页，共97页。,第58页/共96页,第五十九页，共97页。,五、异常特征(tzhng)的识别,不同地质体上的异常(ychng)特征,构造：,(1)线性梯度带；,(2)异常特征的分界线；,(3)异常的错动；,(4)等值线的规则性扭曲；,(5)异常宽度(kund)突变带；,(6)串珠状异常。,第59页/共96页,第六十页，共97页。,这是有一定走向台阶和接触带异常的主要异常特征。表现为等值线平行密集排列，狭长成带，呈线性延续或断续呈线性延伸的梯度带。它反映了地下密度和磁性在水平方向的剧变。,一般(ybn)等值线愈密，反映的构造变动愈剧烈,（1）线性梯度(t d)带,图1.1线性重力(zhngl)高,与重力(zhngl)低过渡带,第60页/共96页,第六十一页，共97页。,规模较大的区域性断裂往往是不同构造单元的分界线，不同的构造单元，在深部、基底和盖层的组成和结构，火成岩的活动以及地质构造特征等方面也会有不同程度差异，这种差异也会反映到重磁异常上来，造成断裂两侧重磁异常特征的明显(mngxin)差异。这种差异在磁力异常平面等值线图上反映更为突出。,(2)异常(ychng)特征的分界线,两侧异常特征明显(mngxin)不同的分界线,第61页/共96页,第六十二页，共97页。,它们往往是平推断裂的反映，原来是一整体重磁异常，由于断裂的作用(zuyng)，造成了异常的错动，异常轴错位。,(3)异常(ychng)的错动,异常轴线(zhu xin)明显错动的部位,第62页/共96页,第六十三页，共97页。,指在等值线趋势背景上的同向局部扰动，和等值线基本(jbn)保持平行的同向扭曲,(4)异常(ychng)等值线的规则性扭曲,等值线扭曲(ni q)部位,第63页/共96页,第六十四页，共97页。,异常宽度的突变，表现为等值线在某一部位(bwi)急剧收敛，反映了两侧有垂向升降运动。,(5)异常宽度(kund)突变带,封闭(fngb)等值线突然变宽、变窄的部位,第64页/共96页,第六十五页，共97页。,一系列重磁异常有规律地间断线性排列常称为串珠状异常，岩浆沿断裂侵入和火山岩的充填往往形成(xngchng)了串珠状火成岩带，造成了串珠状的重磁异常，这在磁异常中更为常见。对于重磁异常来说，主要断裂标志重要性次序是不一的。,在重力异常中，重力梯度带、异常特征分界线、显得更为重要；,而对磁力异常来讲，按重要性次序应是异常特征分界线、磁力梯度带、线性异常带、串珠状异常等等。,(6)串珠(chunzh)状异常,串珠状异常的两侧(lin c)或者轴部所在的位置,第65页/共96页,第六十六页，共97页。,沿断裂有磁性岩脉（岩体）充填，这时沿断裂方向会有高值带状异常（或线型异常带）分布。若沿断裂方向因岩浆活动不均匀，可能产生断续的串珠状异常。有些断裂破碎带范围较大，构造应力比较复杂，既有垂直变化也有水平(shupng)变化和扭转现象。,断裂带上的航磁异常(ychng),第66页/共96页,第六十七页，共97页。,另一种情况是，磁性岩石断裂无岩浆活动(hu dng)伴随，当其断裂破裂现象显著时，因磁性变化会出现低值或负的异常带，这就是所谓的“干断裂”异常,“干断裂(dun li)”上的航磁异常图,第67页/共96页,第六十八页，共97页。,综合处理(chl)后的异常特征,第68页/共96页,第六十九页，共97页。,综合(zngh)处理,原始数据,第69页/共96页,第七十页，共97页。,构造划分(hu fn)实例,第70页/共96页,第七十一页，共97页。,六、解释(jish)的方法,1、地质、物探资料对比方法,将各种地质、物探资料综合起来，进行详细的对比和研究，按由已知到未知的原则(yunz)，总结已知地质条件下的物探异常的特征和规律，然后利用这些特征和规律，结合解释地区的具体情况，对磁异常进行解释推断。,对比方法是区域调查和普、详查找矿工作中磁测资料解释的基本方法。,2、数学物理分析方法,建立各种规则或不规则磁性体的物理模型或成矿模式，用数学物理方法求解模型周围空间磁场的分布及与模型各参量的关系。根据这种分布和关系去分析待解释的异常，从而对引起异常的磁性地质体的赋存状态和磁化状态作出推断。,第71页/共96页,第七十二页，共97页。,数据预处理：日变改正、高度改正、纬度改正、曲线圆滑等,异常的定性解释：异常踏查、综合分析、已知到未知,适当的数学处理：位场的转换、分量的提取、异常分离、方向(fngxing)的转化等,精测剖面的定量反演,综合所有资料，给出结论与建议,资料处理的一般(ybn)过程,第72页/共96页,第七十三页，共97页。,804,808,ZK0-1,ZK3-2,第73页/共96页,第七十四页，共97页。,已有实测(sh c)曲线和钻探资料,固定矿体(kun t)产状参数,改变磁化参数，拟合(n h)曲线,曲线拟合,获得磁化参数,推测其他矿体产状,第74页/共96页,第七十五页，共97页。,808线首次(shu c)反演,2条薄矿体(kun t)模式,明显存在剩余(shngy)异常,第75页/共96页,第七十六页，共97页。,808线,再反演(fn yn),矿体(kun t)加厚,曲线末端难以(nny)拟合,第76页/共96页,第七十七页，共97页。,808线,最终(zu zhn)反演结果,第77页/共96页,第七十八页，共97页。,物探808线,地质(dzh)3号线,第78页/共96页,第七十九页，共97页。,剖面反演(fn yn)对比,第79页/共96页,第八十页，共97页。,薄板（脉）模型(mxng)：直立、厚10米、延伸200米,埋深,100,埋深,200,埋深,300,埋深,500,埋深,800,第80页/共96页,第八十一页，共97页。,薄板(bo bn)（脉）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,第81页/共96页,第八十二页，共97页。,薄板(bo bn)（脉）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,第82页/共96页,第八十三页，共97页。,薄板(bo bn)（脉）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,第83页/共96页,第八十四页，共97页。,ZK0-1,ZK0-2,ZK1-1,ZK3-1,东沟磁异常(ychng)及钻孔分布,第84页/共96页,第八十五页，共97页。,0线地质剖面(pumin)与物探16线剖面(pumin)对比,埋深400 穿厚30米,品味(pnwi)20%,第85页/共96页,第八十六页，共97页。,0线剖面与16线原始数据反演(fn yn)对比,第86页/共96页,第八十七页，共97页。,0线剖面与16线插值切割数据反演(fn yn)对比,第87页/共96页,第八十八页，共97页。,处理成独立异常(ychng)并预估矿体埋深,第88页/共96页,第八十九页，共97页。,单独(dnd)异常模型反演结果与实际矿体对比,埋深相差(xin ch)50米,第89页/共96页,第九十页，共97页。,矿体正演曲线,与实测(sh c)曲线对比,主异常(ychng)处无显示,次异常(ychng)值偏高,埋深,200,米,第90页/共96页,第九十一页，共97页。,矿体正演曲线(qxin),与实测曲线(qxin)对比,主异常(ychng)处无显示,次异常(ychng)值偏高,埋深,100,米,第91页/共96页,第九十二页，共97页。,2条矿体(kun t)模型反演结果,引起异常(ychng)的主要矿体,钻探(zuntn)未发现,第92页/共96页,第九十三页，共97页。,ZK0-1,ZK0-2,ZK1-1,ZK3-1,勘探线未穿过推测(tuc)矿体,钻探未见第一层矿原因：,钻孔位于(wiy)异常边界，勘探线未穿过矿体。,应避免旁侧线定钻孔,第93页/共96页,第九十四页，共97页。,七、规范(gufn)的解读,相关规范：,DZT 007193 地面高精度磁测技术规程,DZT 014494 地面磁勘查(kn ch)技术规程,质检率：不低于3%5%，精测剖面应达到10%，不少于30个点,精度衡量标准：,均方误差与平均相对误差（异常场）其公式：,均方误差(wch),平均相对误差,第94页/共96页,第九十五页，共97页。,七、规范(gufn)的解读,精度的要求(yoqi)：一般普查性磁测工作的精度，应根据由目标物引起的可以从干扰背景中辨认的，有意义的最弱异常极大值的五分之一到六分之一来确定。,精度等级：均方误差分为5nT、2nT、1nT 平均相对误差5%（DZT 014494）,精度的设计：,可根据任务需要合理设计观测精度,第95页/共96页,第九十六页，共97页。,感谢您的观看(gunkn)。,第96页/共96页,第九十七页，共97页。,