论文部分内容阅读
磁法勘探是位场勘探中最常见的地球物理方法,广泛的用于矿产勘查和地质调查。在地表或者上空观测到的磁异常是地下不同磁性体的磁性参数差异的体现,对磁异常进行推断解释得到磁性体的埋深或者磁化强度。但是由于磁性体剩磁或者退磁的存在,导致其磁化方向与地磁场的磁化方向不一致,同时由于磁性体的形状的不同,导致磁异常形状复杂,用常规的解释方法遇到很大的困难。
文章分析适用于强剩磁影响的磁异常模量转换的解释方法,这些方法是基于解析信号和希尔伯特变换方法的。以前的常用的转换,比如化极、总梯度(也就是解析信号)也是消除磁化方向的影响,方便磁异常解释。Petar Stavrey于2000年提出的模量转换的方法降低了对磁化方向的敏感程度。模量转换首先将经过正常场改正之后的△T或者△Z磁异常在频率域转换成磁异常三分量X、Y、z,求出磁异常总模量T,然后基于模量T和导数换算分别求出模量的梯度模R=|▽T|、拉氏变换L=▽2T、T▽2T、|T▽2T|1/2,经过理论分析和模型试验,结果表明模量变换后的异常极值点位置对应于磁性体的中心位置,对磁化方向弱敏感。
对于2D磁性体的异常,常规的化极、磁源重力异常是依赖于磁化方向的。常规的解释方法比如2.5D人机交互反演、磁化率成像等方法仍然要考虑磁化方向,后来提出的解析信号、希尔伯特变换不依赖于磁化方向,模量变换同样不依赖于磁化方向,通过解析信号、模量变换的极值的分布特征得到磁性场源的中心的位置。对3D的各向同性的磁性体,无论解析信号还是希尔伯特变换、模量变换都是依赖于磁化方向的,可以通过求解积分系数来描述各个量对磁化方向的敏感程度。
本文实现了分量求解、导数计算和模量变换的方法,设计了模量计算的流程,编制出相应的matlab程序。将该方法运用于剖面磁异常解释中,经过计算得出,原始的△T或者△Z异常的偏移系数最大值达到了2.0;模量变换T、R、E、Q、L系数的极大值分别到达了0.28,0.29,0.24,0.16和0.07,均为原始磁异常的1/10,解析信号的系数的极大值达到了0.38。同时可以通过计算中心位置的相对偏移来估算其中心性,计算得出△T的相对偏移量达到了67%,T、R、E、Q变换的相对偏移量分别达到了10%,15%,20%和25%,L变换则小于8%。将该方法运用于平面磁异常解释,用简单的球体和长方体模型得到的模量转换异常的极值点位于模型中心的正上方,对添加高斯白噪声后的磁异常做转换处理,得到的极值点的分布同样位于模型中心的正上方,用多个长方体模型的叠加异常做转换处理,得到的模量转换异常的中心,位于中心的上方,但是与实际的中心有一定的偏移量,表明其是受到磁化方向影响的。但是相对原始磁异常,其效果要好。同时通过截取剖面异常,反演得到的深度与实际的深度相对误差不大。
模量变换方法相对于原始磁异常,转换模量异常值值均为正值,简化磁异常,相同磁性体不同磁化方向模量变换异常相似,弱依赖于磁化方向,将模量变换后的磁异常与原始磁异常进行联合分析,可以得出不同的场源的特征参数,同时利用简单反演得到磁性体的埋深和构造。最后将该方法运用到安徽地区的航磁异常中,将原始磁异常推断得出的地质解释与地质上推断的,有一定的偏差,用模量转换的方法推断得到的地质解释与地质上的相吻合。