低纬度地区磁异常处理方法应用体会

王洁

（天津华北地质勘查局五一四地质大队河北承德067000）

低纬度地区磁异常处理方法应用体会

王洁

（天津华北地质勘查局五一四地质大队河北承德067000）

在位于磁赤道带两侧的低磁纬度区内，以水平磁化为主的条件下，地下磁性体所产生的△T异常特征与处于中高纬度地区的△T异常特征会有较大差别，把低纬度地区的磁法测量数据转换成中高纬度地区的，然后对磁异常进行处理解释，经过矿区勘探对比，效果良好。

低磁纬度区△T磁异常异常解释方法

0　引言

近几年国内许多地勘单位都在加大到国外找矿的步伐。笔者通过最近几年在坦桑尼亚的实地工作，初步摸索了位于低纬度地区磁异常(ΔT)的特征及处理解释方法，现就低纬度地区的地面磁测处理解释工作谈点体会。

1　低纬度地区磁测异常解释的几个问题

一般的低纬度地区指的是处于磁赤道两侧±30°的区域。在低纬度地区所有的地质体都处在地球磁场近似水平磁化的条件下，磁性体所产生的ΔT异常是以负异常为主体；当磁性体剩磁较大，且磁化方向明显与正常磁化的方向不一致时，或者磁性体形态特殊时，还会伴生多个负异常或正异常，与中高纬度地区的ΔT异常特征有较大差别，中国大陆处于中纬度地区，我们对垂直磁化和中高纬度的倾斜磁化异常特征较熟悉，解释方法也研究得较深入，然而对于低磁纬度区的磁异常解释感到困惑，对于低纬度地区以水平磁化为主的ΔT异常的解释存在以下主要问题:

（1）低纬度地区的ΔT异常特征是以负异常为主，正异常成为伴生异常，这是由于在水平磁化为主的环境下，磁性体所产生的ΔT异常主要由水平分量Ha构成的。对于低纬度区ΔT异常若仍使用中纬度地区斜磁化下的解释方法，无疑会产生较大误差，甚至会得出错误的结论。

（2）对于主要由水平分量Ha构成的低纬度地区的ΔT异常，应采用Ha异常的解释方法进行解释，但是我们以往对Ha异常的解释方法尤其是对斜磁化下Ha异常解释的缺乏研究，现在尚缺乏直接对以Ha为主的ΔT异常进行反演的方法。

（3）ΔT异常形态受到地磁场矢量和总磁化方向的影响，在倾斜磁化下，大多数的异常中心都偏离磁性体，只有磁倾角为90°或0°时，ΔT异常中心才位于磁性体的正上方。因此，在低纬度地区准确地确定引起ΔT异常的磁源体的中心位置和边界的范围，也是需要解决的问题。

（4）低纬度地区ΔT异常转换中，化极时存在条带干扰现象和拉长的畸变发生。

2　低纬度地区磁测数据处理的方法

（1）水平磁化与垂直磁化ΔT、Za、Ha异常的关系

已知磁性体产生的总异常ΔT与其水平分量Ha(或Hax、Hay)、垂直分量Za的关系式为

对于二度磁性体，当剖面方向与Ox轴重合，磁性体的走向与Oy轴重合时

式（1）中，I0地磁场矢量的倾角；A为Oy轴的磁方位角。当I0= 0°，A=90°时，代入式（1）得

当I0=90°，A=90°，代入（1）式得

式（2）中，ΔT(0°)与Ha(0°)分别表示在水平磁化条件下的总异常ΔT、水平分量Ha，此时ΔT(0°)等同于Ha(0°)的强度值。式（3）中，ΔT(90°)与Za(90°)分别表示在垂直磁化条件下的总异常ΔT、垂直分量Za，此时ΔT(90°)等同于Za(90°)的强度值。

在磁极与磁赤道带之间的地区，即倾斜磁化的环境中，ΔT异常由Za分量与Ha分量共同构成。靠近磁极的高磁纬度地区，以Za分量为主，ΔT表现以正异常为主的特征；在靠近磁赤道带的低磁纬度地区，以Ha分量为主，ΔT表现以负异常为主的特征。

对于二度磁性体，如厚板状体、薄板状体、水平圆柱体、极线体等及三度体的球体等，由磁位U可以推导出任意磁化方向Za、Ha的关系式

式中，Ha(90°)、Za(90°)分别为垂直磁化时，磁场强度的水平分量和垂直分量；A′为剖面方向与磁北的夹角。

若I0=90°，A′=90°，即在垂直磁化环境，剖面为南北方向时，式（4）变为

若I0=0°，A′=0°，即在水平磁化环境，剖面为南北方向时，式（4）则变为

因而由式（5）和式（6）得出

由式（5）～（7）可看出，水平磁化时ΔTa(0°)与垂直磁化时ΔTa(90°)幅值相等，而符号也相反。

由此可得出结论:若将低纬度地区的ΔT异常进行化极转换，或进行化赤转换后，再倒相180°，使其变成垂直磁化异常形态，就可以采用以往比较熟悉的垂直磁化ΔT异常解释方法进行解释。

（2）化赤运算比化极运算具有优越性

在倾斜磁化环境下，ΔT异常的极值均有偏离现象，难于准确地确定中心位置，需要对ΔT异常进行化极或化赤的运算，使其极值位于磁性体中心正上方。化极、化赤运算是将磁性体所在地区磁化方向引起的异常转换成磁极地区或磁赤道地区的磁化方向异常，都属于磁化方向转换类的运算,但这类运算是不稳定的，使运算结果产生畸变。对低磁纬度区磁方向转换算子的不稳定性进行过的研究表明，在低纬度区，做化赤运算时，可得到控制并且获取较好的效果。但化极运算时，因转换后极地的磁场分量方向偏角变化较大，会出现严重的噪声和假频带来的干扰，产生较大误差。所以在低纬度地区不宜进行化极的运算,而化赤运算则一般情况下都是可靠的，因此ΔT异常可以在化赤运算基础上将数据前直接加一个负号，即ΔT的负异常变为正异常、正异常变为负异常来代替化极运算。

（3）“倒相180°”处理运算

根据中高纬度地区的ΔT异常特征和解释方法，可以对低纬度区的ΔT异常直接做“倒相”180°处理，也就是在ΔT异常值前加负号即可。这样就把低纬度区的ΔT异常形态，变成了相当于中高纬度区的ΔT异常形态，然后就直接采用中高纬度ΔT异常的解释方法进行解释。为了分析问题方便，将ΔT异常表达式改写为

式中，ε为特征角，是决定ΔT异常特征形态的参数；系数K只影响ΔT异常的强度，与异常曲线的特征无关。对于倾斜板状体的ΔT异常，ε=90°-(2iβ)，K=sinβ(sin2I+cos2Icos2A)。对其他形体的ΔT异常，ε=180°-2i，K= sin2I+cos2Icos2A，其他符号同前面一样。当不考虑剩磁影响时，I=i，并且剖面为南北向时，K=1，式（8）简化为

对直立板状体，β=90°，ε=180°-2i。当ε=0°，即i=90°时，式（9）化简为ΔT=Za(90°)，ΔT为两翼对称的正异常；当ε=90°，即i=45°时，ΔT为正负伴生、振幅相等的异常；当ε=180°(异常体位于磁赤道带)，即i=0°时，式(22)化简为ΔT=Ha(0°)，ΔT为两翼对称的负异常。当ε为0°～90°时，ΔT曲线为以正峰为主的正负伴生异常；当ε为90°～180°时，ΔT曲线为以负峰常为主的正负伴生异常。

经上述分析，若忽略剩磁影响，低纬度地区ΔT异常，经“倒相”180°，就可以直接使用中高纬度地区ΔT异常的解释方法进行解释了。

图1为坦桑尼亚某铁矿区开展磁测找矿工作后采用上述方法处理后的对比效果。

从中可以看到转换后的两处磁测高值异常和两处矿体有较直观的对应关系。

图1　ΔT倒相180°处理前后对比(上为处理前，下为处理后)

3　结论

在专门的磁测处理软件匮乏，对获取的磁测资料只做定性解释的时候，可以把低纬度区的ΔT异常转换成中高磁纬度地区的ΔT异常,然后使用垂直磁化及中高纬度区的斜磁化ΔT异常解释方法进行解释。经在坦桑尼亚矿区勘探实践中应用，效果较好。由于该方法是在有条件的情况下得出，其结果只能是作为定性解释的依据。

[1]方迎尧,张培琴,刘浩军.低磁纬度地区ΔT异常解释的途径与方法[J].物探与化探, 2006,30(1):48.

[2]谭承泽．磁法勘探教程［M］．北京:地质出版社，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[文献码]B

1000-405X（2015）-7-142-2