磁异常的处理与转换

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1、第二章磁异常的处理与转换磁异常的处理与转换是磁力勘探解释理论的一个重要组成部分。二十一世纪磁力勘探面临复杂条件下，高精度多参量磁测资料解释任务，为了更有效地突出目标体信息，压制非目标体信息；实测单参量转换成解释需要多参量，磁异常处理与转换变得更为重要。本章将首先简要介绍磁异常处理与转换的目的和内容。然后以二度异常为对象，在空间域介绍几种主要处理和转换方法的原理及其计算方法。在此基础上系统介绍频率域中进行面积性资料处理和转换的方法，包括复杂条件（起伏观测面与低纬度区等）磁异常的转换。第一节概述前面正演问题的讨论中，为

2、了简单起见，对讨论的问题作了种种假设，如磁性体形状规则、磁化均匀、观测面水平等等，在这些假设条件下，我们建立了磁性体与磁异常特征之间的关系，从而建立起一套解释的理论。然而实际情况却往往与这些理论假设有很大差别。此时我们仍用以上方法直接对实测异常进行解释就会导致不正确的结果。例如，一些近似等轴状的磁性体，当磁测剖面在磁性体上方较远处时，该磁性体可以看作一个磁性球体来处理。但当剖面很靠近磁性体时，这种假设就可能带来较大的误差。这时若能将此剖面通过数学处理换算出较高平面上的异常，则解释结果又可能得到改善。我们把根据磁异常

3、的数学物理特征，对实测磁异常进行必要的数学加工处理，使之满足某些特定的需要的过程称为磁异常的处理和转换。磁异常处理和转换的目的有：①使实际异常满足或接近解释理论所要求的假设条件。例如把分布在曲面上的实测异常换算成分布在同一平面上的异常；把叠加异常分解为孤立异常等。即把复杂异常处理成简单异常，以便于解释。②使实际异常满足解释方法的要求。例如由磁场某单分量测量结果换算其它分量的值；斜磁化换算成垂直磁化；或者由磁场值转换成为频谱值等。从而可以提供多方面的异常信息来满足一些解释方法本身的要求。③突出磁异常某一方面的特点。例

4、如通过向上延拓等方法来压制浅部磁性体的异常，相对突出深部磁性体的异常；通过方向滤波或换算方向导数来相对突出某一走向方向的磁异常特征等。实践表明，磁异常的处理和转换对于提高解释推断的效果是很重要的。随着磁测精度的不断提高，实测异常中所包含的信息也不断增加。如何有效地提取和利用这些信息，就成为磁异常解释理论研究的重要课题。早在20世纪50年代，诸如导数异常的计算，磁场解析延拓，化磁极等处理方法已相继问世。到六、七十年代，由于电子计算机的广泛应用，使磁异常的处理和转换容易实现，从而其理论和方法得到了迅速的发展，并不断得到

5、完善。由于在实践中磁异常的处理和转换对提高磁法解决问题的能力和改善地质效果起到了应有的作用，因此它已成为当今磁异常解释推断中不可缺少的重要环节。目前磁异常的处理与转换的内容主要有圆滑和划分异常（如区域场与局部场的分离，深源场与浅源场的分离等）；磁异常的空间换算（由实测异常换算其它无源空间部分的磁场）；分量换算（由实测异常进行ΔT、Za、Ha及Ta之间的分量互算）；导数换算（由实测异常计算垂向导数、水平方向导数等）：不同磁化方向之间的换算（如化磁极等）以及曲面上磁异常139转换等等。磁异常处理与转换的方法包括空间域和

6、频率域两类。频率域方法由于速度快，方法简单等优点。已成为主要方法。应当指出，在对磁异常进行处理和转换时，有两个问题必须明确。一是应当合理地选择处理和转换的方法。目前处理和转换的方法很多。各种方法有各自的特点和作用，同时又有各自特定的适用条件，不应当盲目地对各种方法都使用一遍。而应当认真分析磁异常特征，测区内地质、物性情况及所要解决的地质问题，根据各种处理方法的功能和适用条件来合理地选择若干种处理方法。使用者必须掌握各种处理和转换方法的原理和做法，并具有对结果进行正确解释的能力。二是磁异常的处理和转换只是一种数学加工

7、处理，它能使资料中某些信息更加突出和明显。但不能获得在观测数据中不包含的信息。数学处理只能改变异常的信噪比，而不能提供新信息。因此，在应用各种方法时必须要注意实际资料的精度和处理方法本身的精确度。不要勉强提出或追求单由数学处理所达不到的要求。第二节圆滑、插值和数据网格化一、磁异常的最小二乘圆滑野外实测异常中总包含有测量的偶然误差和近地表不均匀磁性体产生的干扰，使实测磁场表现出不规则的起伏。在对异常进行处理时往往要先进行圆滑，以消除这些干扰，突出主体异常。对实测异常进行圆滑，从数学上讲是函数拟合的问题。因此磁异常的最

8、小二乘圆滑与重力勘探所介绍的最小二乘圆滑从原理到方法是完全一样的，请参见重力勘探。二、磁异常的插值在实践中经常会遇到局部异常与区域异常叠加的情况。为了解释的方便，需要将局部场与区域场加以划分。插值就是划分区域场与局部场的一种方法。其实质是根据不受局部场干扰或干扰很小的测点（称为插值节点）上的场值，构造一个插值函数，然后用这个函数来计算受干扰地段的磁场值，并作