磁法勘探反演技术应用研究

■武文奇 武雪浩 殷成革

（吉林省有色金属地质勘查局六〇 八队吉林长春130000）

磁法勘探反演技术应用研究

■武文奇 武雪浩 殷成革

（吉林省有色金属地质勘查局六〇 八队吉林长春130000）

磁法勘探是我们在进行地质勘查时常用的一种物理勘查方法，随着计算机的发展和普及，反演技术也被应用到磁法勘探中，通过相关的算法进行计算，从而将地质情况准确地反映出来。所以本文就对反演技术在磁法勘探中的应用进行了以下的分析和探讨。

磁异常 反演 多解性问题

首先，所谓的磁法勘探是一种物理勘查方法，主要是通过观察和分析所勘查对象的磁性差异而造成的磁异常，进而研究所勘查对象的分布规律，所以磁法勘探的方法多数是应用于矿产资源的探讨或者是对地质结构进行分析。不同的矿物和不同的岩石层是不一样，例如磁铁矿、磁黄铁矿等等具有较强的磁性，沉积岩的磁化率要比岩浆岩的磁化率要低很多。所以通过磁法勘探，我们可以通过所得到的磁异常来进行分析地质或者矿产地的组成，从而提高我们对于地质和矿产的探讨效率。

1 磁异常的反演模型分析

地球上的磁场分布并非是一成不变的，因此地球上实际测得的磁场和理论上的磁场是存在着一定的差别，而这个差别就是磁异常。所以要想加强对地质的进一步探讨，就要加强对磁异常的分析和研究，而反演模型则是对磁异常进行分析和处理的重要方法之一。反演模型，顾名思义，就是反方向的推算，根据测量所得的数据来推算出其他的应用参数，从而对所勘查的对象进行更加全面的分析，加强对勘查对象的认识。而磁异常的反演就是对已知磁场的空间分布，从而对磁场的分布状态和磁性参数来进行分析和推算。如对磁场的磁性体位置、形状、磁化率、磁化强度的大小和方向等等进行分析和推算。

2 磁异常的反演存在的问题

在进行磁异常反演的时候，会存在着多解性的问题，多解性问题是利用物理勘查方法来探讨问题时存在的问题，所以在用磁法勘探方法来进行勘查的时候，就会出现多解性的问题。之所以会导致多解性问题的出现，是因为决定磁异常的主要因素即使有不同的组合时，也会获得相同的磁异常的分布，所以就导致相同的磁异常会得到多个因素组合。而影响磁异常的两个主要因素则是磁场源的形态和磁化场的大小和方向。为了更好地提高对反演技术在磁法勘探应用中多解性问题的认识，本文就对多解性问题的经典例子进行了以下的分析。

2.1 磁矩相同、中心埋深也相同的大球和小球会产生相同的磁异常

为什么质量不同的两个球体，只要其磁矩相同、中心埋深也相同，它们所产生的磁异常也相同的，是因为球体的磁异常只与球体的磁矩和中心埋深相关，与球体的质量无关。

2.2 Y角相同、即使板状体产状不同，也可以产生形态相似的磁异常

为什么拥有相同的Y角，即使板状体的产状不同都能产生相似形态的磁异常呢？因为决定磁异常形态的是Y角的正弦值和余弦值，所以即使板状体的产状不同，只要它们的Y角相同，板状体依然能够产生相似的磁异常形态。

2.3 不同深度的磁化率层是可以产生相似形态的磁异常的

针对于水平板体，不同深度的磁化率层也是可以产生形态相似的磁异常的。

3 磁异常反演的约束条件

由于在进行磁异常反演的时候会出现多解性问题，所以为了更好地提高计算的准确度，在进行磁异常反演的时候就可以附加一些约束条件。磁异常反演的约束可以分成参数范围的约束和场源的约束，其中参数范围的约束可以分成具体参数数值约束和参数相对变化的约束，场源的约束可以分成倾向性的分布约束和致密度的约束。为了更好地提高计算结果的准确性，提高结果的可靠性，在进行磁异常反演的时候，一般是使用参数范围的约束方法，因为在借助参数范围约束方法来计算的时候，可以通过对反演的最大值和最小值进行限制，从而更好地控制参数。在借助场源的密度分布来进行计算参数的时候，就可以通过限定场源的密度的变化范围，从而更好地限定密度的最大值和最小值，从而更好地控制好反演过程。

4 简单的磁异常的反演方法分析

在进行简单的磁异常反演，其反演的方法有很多，分别有特征点法、切线法。计分法、希尔伯特变化法等等，本文就对特征点法和切线法进行了详细的分析。

4.1 特征点法

在进行计算磁场的参数时，可以通过磁异常曲线上的各种特征值来进行计算，如磁场的极大值、半极值、四分之一的极值、拐点极小值等等坐标位置和坐标之间的距离，通过对这些坐标距离的计算，从而得到这些特征值与磁场的参数之间的关系式，进而再将这些特征值代入到所计算出来的关系式中，从而得到相应的参数。

4.2 切线法

切线法，顾名思义就是通过切线之间的关系来进行磁异常的参数，针对于磁异常曲线上的特征值，如极大值、极小值、拐点等等，并且画出这些特征值的切线，从而得到各个特征值切线之间的交点，然后再借助切线相交点的数据来计算出相应的关系式，从而得到该磁场的相应参数。使用切线法可以使得磁异常参数的计算更加地简单和快捷，而且使用切线的方法还能降低正常场选择的影响，提高参数的正确率。

5 复杂的磁异常反演方法分析

针对于地形比较复杂，磁化不均匀、场源又不规则的磁异常，我们可以选用其他的方法来进行反演，如选择法、线性反演法以及频谱反演法。下文就对选择法进行详细的分析。

在借助选择法来进行磁异常反演的时候，我们可以选择人和计算机合作的方法来进行反演计算，在进行计算的过程中，我们不对磁异常的曲线进行圆滑处理，而是利用整个曲线和面积的数据来进行计算，从而使得所计算出来的参数结果所受到的个别点影响小，提高结果的可靠性。在借助人机合作的选择法来进行磁异常反演的时候，具体的操作步骤如下：

首先根据实际测量的磁异常的分布和变化特征，并且结合其他数据和资料来创建初始的模型；第二，结合模型以及数据来进行正演计算，然后再对正演结果所得到的误差进行评价；第三，结合多个原则和原始数据，来对初始模型进行修改，然后再重复第二步的操作；最后，通过多次的计算和评价，直至所得到的误差在所允许的范围。

通过以上的方法，可以有效地增强参数结果的准确性，从而更好地对地质作出相应的判断。

总而言之，在进行地质判断或者是矿产资源判断的时候，我们应该结合所勘查的地质的复杂程度从而来选择更加恰当的反演方法，进而提高计算的准确性，提高参数结果的可靠性。

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F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-5-299-1