磁性起伏地形磁异常改正方法探讨

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1、302—-306．2011地质学刊第35卷第3期doi：10．3969／j．issn．1674-3636．2011．03．302磁性起伏地形磁异常改正方法探讨刘沈衡(江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏南京210007)摘要：磁性起伏地形磁异常改正是提高表层具有磁性地区磁法勘探效果的有效途径。通过理论分析，提出了一种简便、快速的改JE方法并给出应用实例，对改正方法应用需注意的I’nj题进行了探讨。关键词：起伏地形；磁性表层；磁异常；改正方法；内蒙古中图分类号：P539．3文献标识码：A文章编号：1674—3636(2011)

2、03—0302—050引言磁法勘探作为经典地球物理勘探方法，无论在构造、能源、固体矿产等勘查领域都取得了较好的效果(《中国矿床发现史：综合卷》编委会，2001；崔沛霖，1994、2000；贺颢，2008)，磁法勘探成为应用广泛的地球物理勘探方法之一。众所周知，磁异常包含地形和地表以下各磁性体磁异常，为它们的综合反映。磁异常的解释通常是对实测磁异常进行地形改正(曲化平)，然后进行数据处理及正反演计算。但是，如果地表是磁性地层，地形改正后磁异常包含地表磁性层及其下磁性体的磁异常，只有消除地表磁性层磁异常后才能得到有效的地下磁异

3、常信息。以下对磁性起伏地形磁异常的改正方法进行探讨，并提出相应的建议。1磁性起伏地形磁异常改正方法探讨磁性起伏地形磁异常受以下因素共同影响：地形起伏形成的测点不在同一平(剖)面上产生的地形影响；表层磁性层产生的磁异常；地下其他磁性体产生的磁异常。地下其他磁性体的磁异常是地质解释的依据，因此，为提高磁异常解释的可靠性，必须对地形影响和表层磁异常影响进行改正和消除。根据上述分析，磁性起伏地形的磁异常改正可以分2步进行：首先将磁异常归算到同一平(剖)面以消除地形起伏产生的磁异常影响；其次，正演计算表层磁性层磁异常，利用磁异常的位

4、场性质，用消除地形影响后的磁异常减去正演计算的表层磁性层磁异常，从而消除表层磁性层影响。起伏地形磁异常归算到某一平(剖)面即为曲化平，曲化平的方法较多(申宁华等，1985)，如有限项调和级数法、有限元法、格林函数法、等效源法等，这些方法理论上都很严谨但计算不便，计算方程经常出现病态，迭代不易收敛。美国地质调查局的LCordeil等(1982)提出了一种波数域中的棋盘格算法，申宁华等(1997)对该法进行了分析试验，认为该法汁算速度快、要求计算内存不大，可将曲面校正到较低水平面，使异常不致于过度削弱，尽管理沦不是特别严格，但

5、效果明显。棋盘格算法的原理如下(图1)：假设观测剖面为D，需要化平到的剖面为L，为此以￡为中心，构建D剖面的镜像剖面P。由图1可见剖面D到L和￡到剖面P的距离相等，即将剖面D的数据延拓到￡等价于将L的数据延拓到剖面P。为了将剖面D延拓到￡，将剖面D的数据视同￡上的数据，通过向上延拓不同高度，并按插值方法计算出剖面P的数据，根据镜像对称原理，将剖面P的数据当做剖面D化平到￡的异常数据，从而完成曲化平数据处理。从棋盘格算法的原理看主要利用等效原理，理论不够严格但理论模型汁算表明该算法计算精度较收稿日期：201l—02—15；修

6、订日期：201l—03—10；编辑：侯鹏色作者简介：刘沈衡(1962一)，研究员级高级工程师，博士，地球物理勘探专业，E-mail：ooile@163．corn第35卷刘沈衡：磁性起伏地形磁异常改正方法探讨高，可以满足精度要求。图l棋盘格算法曲面延拓示意图表l给出一理论场源模型和地形模型，地形模型分别为山脊、山谷、双山3种，场源为南北、东西走向直立板状体，垂直磁化。3种地形比高为9．6倍点距，3种地形板状体长与宽之比为10：1，顶部埋深与宽度相同，板体厚度为长度的一半。表2给出理论计算的极值对比情况，对上述模型分别计算3种

7、地形上的△r，利用地形上的AT计算一1(或0)平面的“曲化平”AT，同时计算同一平面的理论AT以便对比。从表2可以看出棋盘格计算和理论计算相对误差较小，说明计算结果可靠，方法有效。表I场源模型参数表2棋盘格计算结果与理论结果的极值对比通过曲化平实现了起伏地形磁异常换算到平面，消除了地形起伏对磁异常的影响，但地表磁性层产生的磁异常还未消除。为此，可以构建地表磁性层模型，通过表层磁性参数测定和正演计算得出表层磁性层的磁异常，根据磁异常的位场属性，用曲化平后的磁异常减去正演磁异常即可得到曲化平面上的地下磁异常，从而消除磁性起伏地

8、形磁异常的影响。构建表层磁性层存在底层不确定问题，但对磁异常而言，起决定作用的是顶层，底层对磁异常影响较小。当然，如能对底层有效控制，对提高计算精度大有益处。地质学刊2011年9月2应用实例笔者在内蒙古大杨树地区磁法测量中试验了该方法(朱春生等，2003)。该区位于大兴安岭褶皱带东部，呈北北东向长条状分