磁法勘探反演技術(shù)應(yīng)用研究

■武文奇 武雪浩 殷成革

（吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇 八隊吉林長春130000）

磁法勘探反演技術(shù)應(yīng)用研究

■武文奇 武雪浩 殷成革

（吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇 八隊吉林長春130000）

磁法勘探是我們在進(jìn)行地質(zhì)勘查時常用的一種物理勘查方法，隨著計算機(jī)的發(fā)展和普及，反演技術(shù)也被應(yīng)用到磁法勘探中，通過相關(guān)的算法進(jìn)行計算，從而將地質(zhì)情況準(zhǔn)確地反映出來。所以本文就對反演技術(shù)在磁法勘探中的應(yīng)用進(jìn)行了以下的分析和探討。

磁異常 反演 多解性問題

首先，所謂的磁法勘探是一種物理勘查方法，主要是通過觀察和分析所勘查對象的磁性差異而造成的磁異常，進(jìn)而研究所勘查對象的分布規(guī)律，所以磁法勘探的方法多數(shù)是應(yīng)用于礦產(chǎn)資源的探討或者是對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。不同的礦物和不同的巖石層是不一樣，例如磁鐵礦、磁黃鐵礦等等具有較強(qiáng)的磁性，沉積巖的磁化率要比巖漿巖的磁化率要低很多。所以通過磁法勘探，我們可以通過所得到的磁異常來進(jìn)行分析地質(zhì)或者礦產(chǎn)地的組成，從而提高我們對于地質(zhì)和礦產(chǎn)的探討效率。

1 磁異常的反演模型分析

地球上的磁場分布并非是一成不變的，因此地球上實(shí)際測得的磁場和理論上的磁場是存在著一定的差別，而這個差別就是磁異常。所以要想加強(qiáng)對地質(zhì)的進(jìn)一步探討，就要加強(qiáng)對磁異常的分析和研究，而反演模型則是對磁異常進(jìn)行分析和處理的重要方法之一。反演模型，顧名思義，就是反方向的推算，根據(jù)測量所得的數(shù)據(jù)來推算出其他的應(yīng)用參數(shù)，從而對所勘查的對象進(jìn)行更加全面的分析，加強(qiáng)對勘查對象的認(rèn)識。而磁異常的反演就是對已知磁場的空間分布，從而對磁場的分布狀態(tài)和磁性參數(shù)來進(jìn)行分析和推算。如對磁場的磁性體位置、形狀、磁化率、磁化強(qiáng)度的大小和方向等等進(jìn)行分析和推算。

2 磁異常的反演存在的問題

在進(jìn)行磁異常反演的時候，會存在著多解性的問題，多解性問題是利用物理勘查方法來探討問題時存在的問題，所以在用磁法勘探方法來進(jìn)行勘查的時候，就會出現(xiàn)多解性的問題。之所以會導(dǎo)致多解性問題的出現(xiàn)，是因?yàn)闆Q定磁異常的主要因素即使有不同的組合時，也會獲得相同的磁異常的分布，所以就導(dǎo)致相同的磁異常會得到多個因素組合。而影響磁異常的兩個主要因素則是磁場源的形態(tài)和磁化場的大小和方向。為了更好地提高對反演技術(shù)在磁法勘探應(yīng)用中多解性問題的認(rèn)識，本文就對多解性問題的經(jīng)典例子進(jìn)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會產(chǎn)生相同的磁異常

為什么質(zhì)量不同的兩個球體，只要其磁矩相同、中心埋深也相同，它們所產(chǎn)生的磁異常也相同的，是因?yàn)榍蝮w的磁異常只與球體的磁矩和中心埋深相關(guān)，與球體的質(zhì)量無關(guān)。

2.2 Y角相同、即使板狀體產(chǎn)狀不同，也可以產(chǎn)生形態(tài)相似的磁異常

為什么擁有相同的Y角，即使板狀體的產(chǎn)狀不同都能產(chǎn)生相似形態(tài)的磁異常呢？因?yàn)闆Q定磁異常形態(tài)的是Y角的正弦值和余弦值，所以即使板狀體的產(chǎn)狀不同，只要它們的Y角相同，板狀體依然能夠產(chǎn)生相似的磁異常形態(tài)。

2.3 不同深度的磁化率層是可以產(chǎn)生相似形態(tài)的磁異常的

針對于水平板體，不同深度的磁化率層也是可以產(chǎn)生形態(tài)相似的磁異常的。

3 磁異常反演的約束條件

由于在進(jìn)行磁異常反演的時候會出現(xiàn)多解性問題，所以為了更好地提高計算的準(zhǔn)確度，在進(jìn)行磁異常反演的時候就可以附加一些約束條件。磁異常反演的約束可以分成參數(shù)范圍的約束和場源的約束，其中參數(shù)范圍的約束可以分成具體參數(shù)數(shù)值約束和參數(shù)相對變化的約束，場源的約束可以分成傾向性的分布約束和致密度的約束。為了更好地提高計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，提高結(jié)果的可靠性，在進(jìn)行磁異常反演的時候，一般是使用參數(shù)范圍的約束方法，因?yàn)樵诮柚鷧?shù)范圍約束方法來計算的時候，可以通過對反演的最大值和最小值進(jìn)行限制，從而更好地控制參數(shù)。在借助場源的密度分布來進(jìn)行計算參數(shù)的時候，就可以通過限定場源的密度的變化范圍，從而更好地限定密度的最大值和最小值，從而更好地控制好反演過程。

4 簡單的磁異常的反演方法分析

在進(jìn)行簡單的磁異常反演，其反演的方法有很多，分別有特征點(diǎn)法、切線法。計分法、希爾伯特變化法等等，本文就對特征點(diǎn)法和切線法進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

4.1 特征點(diǎn)法

在進(jìn)行計算磁場的參數(shù)時，可以通過磁異常曲線上的各種特征值來進(jìn)行計算，如磁場的極大值、半極值、四分之一的極值、拐點(diǎn)極小值等等坐標(biāo)位置和坐標(biāo)之間的距離，通過對這些坐標(biāo)距離的計算，從而得到這些特征值與磁場的參數(shù)之間的關(guān)系式，進(jìn)而再將這些特征值代入到所計算出來的關(guān)系式中，從而得到相應(yīng)的參數(shù)。

4.2 切線法

切線法，顧名思義就是通過切線之間的關(guān)系來進(jìn)行磁異常的參數(shù)，針對于磁異常曲線上的特征值，如極大值、極小值、拐點(diǎn)等等，并且畫出這些特征值的切線，從而得到各個特征值切線之間的交點(diǎn)，然后再借助切線相交點(diǎn)的數(shù)據(jù)來計算出相應(yīng)的關(guān)系式，從而得到該磁場的相應(yīng)參數(shù)。使用切線法可以使得磁異常參數(shù)的計算更加地簡單和快捷，而且使用切線的方法還能降低正常場選擇的影響，提高參數(shù)的正確率。

5 復(fù)雜的磁異常反演方法分析

針對于地形比較復(fù)雜，磁化不均勻、場源又不規(guī)則的磁異常，我們可以選用其他的方法來進(jìn)行反演，如選擇法、線性反演法以及頻譜反演法。下文就對選擇法進(jìn)行詳細(xì)的分析。

在借助選擇法來進(jìn)行磁異常反演的時候，我們可以選擇人和計算機(jī)合作的方法來進(jìn)行反演計算，在進(jìn)行計算的過程中，我們不對磁異常的曲線進(jìn)行圓滑處理，而是利用整個曲線和面積的數(shù)據(jù)來進(jìn)行計算，從而使得所計算出來的參數(shù)結(jié)果所受到的個別點(diǎn)影響小，提高結(jié)果的可靠性。在借助人機(jī)合作的選擇法來進(jìn)行磁異常反演的時候，具體的操作步驟如下：

首先根據(jù)實(shí)際測量的磁異常的分布和變化特征，并且結(jié)合其他數(shù)據(jù)和資料來創(chuàng)建初始的模型；第二，結(jié)合模型以及數(shù)據(jù)來進(jìn)行正演計算，然后再對正演結(jié)果所得到的誤差進(jìn)行評價；第三，結(jié)合多個原則和原始數(shù)據(jù)，來對初始模型進(jìn)行修改，然后再重復(fù)第二步的操作；最后，通過多次的計算和評價，直至所得到的誤差在所允許的范圍。

通過以上的方法，可以有效地增強(qiáng)參數(shù)結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而更好地對地質(zhì)作出相應(yīng)的判斷。

總而言之，在進(jìn)行地質(zhì)判斷或者是礦產(chǎn)資源判斷的時候，我們應(yīng)該結(jié)合所勘查的地質(zhì)的復(fù)雜程度從而來選擇更加恰當(dāng)?shù)姆囱莘椒?，進(jìn)而提高計算的準(zhǔn)確性，提高參數(shù)結(jié)果的可靠性。

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F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-299-1