磁法勘探05磁异常的正演.ppt

第五章磁异常的正演概述:磁场正演:根据已知质体及磁性体的形态、质量及磁性、穹呈等分布耒计算其磁场分布的过稷称为磁场正演问题磁场反演:根据已知的磁场分布确定磁性体的磁性参量和几何参量,叫做反演问题是然,正演问题是反演问题的基硬,育外磁测量的最后成果是碱异常的等值线平面图和副面平面图,这些图件反映了待查的地下目标物与围岩之间的磁性差开所产生的碟异常特征磁勘探就是利用磁异常反演壹地下目标物的磁性参童和几何参童及其空问分布位1计算磁性体异常的意义为丁嘱喱鬣异慵朐分布交化篱僵T亦分布牺珂,就契研究役史形花,产袁、大不和唐化帝顶8从定桂釉定胸力耆跚兜藿鱿傣与菖墙的关飘'了鳙飘藿傻鬣鹭休睁窿颤覃异鳙鞭傻间E趁武作为解邹推斯的理论仰按这皱是计箩磷性作磁地的怡文所在自焦驱的地质玲象是复杂的,岩体我矿体的形狄多数昱不规败的,蝎性是不均匀的;对各种复焱况,帕难于用数学方法去计算其毁迅分布但我们知造,了触简单,是计识复栗的培蜜,早外,规败积不规货、均匀和不圳匀的颜怀郭总林对的,是因氢件西官化的图此,在计算周性体碌地中,常作如下数许,此荣多躲夜施夷伊D磁性体为简单规则形体;@磁性体被坷勾磁化@只研究单个磁性体;@观测面水平;@磁性体的剩余磁化强度为零。

院少数情诉外,实际地顿条件五不符司万连骸设李件,反理论上讲,见有一次更面炒体才等被当匀碧化由干碳法主要是研究袖探蒋的磁性地质仰,当其有-定的振葛添度肖,形者不规刑积磷性不均勾的地颇体引起的醒坊,可近余为为切毽化规财形余的瑶现这些镐设条似并不失宝际意义第一节磁异常正演的基本公式在讨论各种磁性体的磁场时选用右手直角坐标系,XOY面为观测平面;立轴沿地质体走向方向,X轶垂直走向,为测线方向,Z轴垂直向下,坐标原点选在磁性体中心或顶面在地面的投影点还规定磁性体以外的计算点以P表示,坐标以友、又、Z表示;磁性体的体元点以Q表示,坐标为多动万一.总磁场强度异常不同类型红碳力仪可测得磁异常的不同分量、现在,不论是高精度地西磁测,还是航空磁测,郯是直按测春地碌圩总强度T,减去正常地磁场后得到总磁场异常4T由于Za、Hax、Hay是碳弃常总强度矢量Ta的垂直和水平分量,因此要分析丿T与它们是什么关系?1.AT的物理意义磐开常总强度矢量T是磁场葛强度[与正常场T0的头量巫,危:E一AT是T与T的横量差,即:A扎TI-IT1根据矣量三角形的余弦定理上式中8是Ia与T闰的失角上式可写为:动+A7=〔刀】】4277m酶觐严对上式两端耿平方,并院以Ti,则得477|于图“悦-图-余j当TaeT,时,上式中的平方项可略去、例如,在中纬度地区,T<=50000nT,若Ta<=2000nT时,则:(Ia/TOP<=0.0016、又因AT

另外,TJ在相当大的区域内,方向是不变的【10000km2内变化“圣右),回此,可以把AT看作是Ta在国定方向的投影、这样T的物理意头与Za、Ha类似,都是Ta在国定方向的分英2.AT与Za、Ha的关系由于Q7是左在v方门的分监,仪6表示共单人鬓,其向朱弧为coss,tJ心cosa,s的心cos8,cos(a,tJ心cos71又国为R工、万为T佐三个坚标轻上的分正图此:许A二历.eosQ+历cos+Z,sin7上式表示A晁T的二丫分蛇分刘抚影到T0方向为和国为7抹XOY面的报影为H7的万的奂川为翠经方向弋牲与租洁央角为《则有cos二cos/coshcos=cos/sinh.cosy=sinA五eosJeosh+历cosJsinA+Z,sin1上式部为QZ写友,月乙的基札关系式,它表朔,知遂丁H一和乙的磁场表达式,由上式卵可水得A7的睿尿衬述式二有效磁化强度M吊士侃设磁性体为均匀碑化东不考虑退碑和割碟,磁化强度矢量M的空间分布右图.图中M为思磁化强度矢量Ms为M在XOZ面(即观测剖面)的投影(分量),秘为有效磁化强度矢量;M为M在XOY面的投影,叫水平磅化强度矢量;I表示M的倾角,即磐化倾角;【为M的倾角,即M与OX轴间夹角,积为育效磁化倾角;A为M卢M间的夯角,A为磁性体考向与砺北的夯角.由右固史M=McoslsescoysiaxM=Waossincoycn4M.=Msin1=Msini幂一坭胍/mM=cos/sinn由上式可知wE一coylsinA=coslcos4AE砂Ww=FTE-RSISSAYSH7志snjAETaXY历。

t二secA=tlese4以上关系式表明,磐怪体的磷化强度与磁性体的走向我剖面方向有关,走向不同,被磁化的情况也不同这是因为在一个局部地区,地磁场的方向是一定的,而磁性体的走向,可能有不同的方向,不同走向的磷性体,地碑场寺它的磁化特点也不相同,即表面磐荷分布不同由以上讨论可知,在前迷假设条件下,磁性体被磁化不仅与当地地碟场的大小和方向有关、与其自身磐化率有关,还与磁性体的起向战剖面方向有关在影响磷性体磁场特征的谊因素中,当形体确定后,磐化强度的方向是决定磁场特征的重要(或主要)因素、因为磁化强度的方向决定了磷性体磁荷的分布特征,磁荷的分布与磁性体碑场的分布特征直接有关『“一一agAiceet一一har7有效磁化倾角j与地碑倾角J,测线方位角4「之间存在什么关系三.重磁位场的油松公式一个均匀碳化昆密度均匀的物体,其磐位和引力位的解析式间存在一定的关系,利用两者间的这种关系,可以给方便地计算磐怪体的磁场一个体积为、密度均匀的物体之引力位和磐位分别为=6″…壬枷0=焉M`gmd″III壬咖G为引力常数,c为宿度,将引力位公式带入碟位公支,可得:1U=-一一肝.gradV470C8n上式卵为截位与引力位问的治松公式。

该式表明,罡一个既圳匀碧化叉宿度圳匀牧体的隔位,司肉兰弘寺伯根行定者巴知串绍的引力仁,刹朋泉沥公关史河待计算深江韵分盛的袁迅步,根抛场位关札有H=仪_[Vs+M.V+Ma]470-仪_[yiy,+MVs+MVJ]470C3仪_[y.+MVe+Ma.]4Ca“河8寿二庭作《卵沿走向为无限长的物体),国引力位与坂标变坤3无关,散有le+四.体积分公式一个体积为v的磁性体,可将其看作是由无数多体积为dy、元磁矩为Mdy的元磁体组成,毒个元磁体相当于一个磁偶极子,则谊磁体的磁位为0出朋5a荣目罗4256上式中,0智八径r与戟化强庭伟春刑之闯的夺角国为cos9=eos(if.jcosfr.3Jetstifjcoslrajcosty.slcoalr.l)砧化强度央量在三个坂标轶上的分量为,二Meos(,星加,二MeoslM,3以.二MMcosl,z)将以上关絮式任人(2.5一6)式,面后樟堪地位关移以及costr.a)心(a-8/7vy心(耿/cosr口(a-a7一H矿子0一3一人5朝摄后司伟{^′厂-o04“沥-+…命}上式春计算均匀戡化体殿圭的积分表述步,当碍性体谈河棣一特定方啄碧化旷,上式史以筠化。