地面磁测资料解释推断手册PDF电子书下载

目 录 1

参数符号说明 1

绪论 1

第一章地磁场，磁异常，岩矿的磁性 1

第一节地磁场，磁异常 1

一、磁场及其单位 1

二、地磁场 1

三、地磁要素 2

四、正常场和磁异常 2

五、静磁场的基本规律 3

六、无源空间内静磁场的数学物理性质 4

七、磁异常Za、Hax、Hay、？、？、△T的定义和性质 5

第二节岩矿的磁性 8

一、物质的磁性 8

二、矿物的磁性 10

三、岩石磁化率与铁磁性造岩矿物的关系 11

四、岩石的剩余磁化强度？及Q值的影响因素和特点 13

五、岩矿磁性数据范围 16

第三节磁化物体的退磁作用 17

一、磁化“磁荷” 17

二、物体磁化时的退磁磁场Hi及退磁系数N 17

三、均匀磁化体N值的计算方法 18

四、规则形体的N值 19

五、视磁化率к＇及不规则形体N值的确定 26

六、有剩磁影响时的退磁校正 26

七、正演问题中退磁校正的计算 27

第四节岩矿石磁参数的统计整理 33

一、岩、矿石磁参数统计特征值的求取方法 34

（一）确定统计单元 34

（二）频率分布曲线的绘制 35

（三）统计分布规律的检验 38

（四）统计特征值的确定 45

（五）磁参数资料统计中若干常见问题的处理方法 46

二、与剩余磁化强度？的方位？和倾角θ统计整理的有关问题 49

第二章求解磁性体磁场的方法 50

第一节概述 50

一、求解磁性体磁场的意义 50

二、求解磁性体磁场的基本假定和规定 50

三、求解磁性体磁场的主要途径和方法 51

第二节解析法计算磁性体磁场的基本公式 55

一、磁性体的磁位 55

二、用泊松公式计算磁性体磁场的基本公式 58

三、用面磁荷计算磁性体磁场的基本公式 60

四、用磁库仑定律计算磁性体磁场的基本公式 61

五、磁异常各参量间的关系 62

第三节规则磁性体的磁场及其特征 64

一、磁棒（单点极或异号的双点极） 64

（一）无限延深、顺轴磁化（单点极） 64

（二）有限延深、顺轴磁化（异号的双点极） 68

（一）垂直磁化（垂直偶极子） 71

二、球体（偶极子） 71

（二）水平磁化（水平偶极子） 75

（三）斜磁化（倾斜偶极子） 77

三、无限走向的水平圆柱体（无限走向的偶极线） 83

（一）垂直磁化（铅垂面内的无限走向水平偶极线） 83

（二）水平磁化（水平面内的无限走向水平偶极线） 88

（三）斜磁化（倾斜面内的无限走向水平偶极线） 88

四、无限走向的倾斜或直立薄板状体 91

（一）无限延深、顺层磁化（无限走向的水平单极线） 91

（二）有限延深直立薄板，顺层磁化（铅垂面内的无限走向水平双极线） 93

（三）有限延深倾斜薄板，顺层磁化（倾斜面内的无限走向水平双极线） 97

（四）无限延深薄板，斜交磁化 101

（五）有限延深薄板，斜交磁化 106

五、无限走向水平薄板状体 107

（一）垂直磁化（无限走向的水平偶极面） 107

（二）倾斜磁化（无限走向水平偶极面和两个异号极线相加） 112

（一）无限延深 114

六、无限走向厚板状体 114

（二）有限延深 136

（三）下半空间无限体（无限水平磁荷面） 151

七、无限走向的半无限水平层 151

（一）具铅垂接触面的水平层 151

（二）具倾斜接触面的水平层 158

八、无限走向的断层（错断的水平层） 166

（一）垂直断层 166

（二）倾斜断层 169

九、无限走向背斜（背斜轴水平） 173

（一）对称背斜，两翼无限延深，倾斜磁化 173

（二）非对称背斜 175

十、有限走向水平圆柱体 179

十一、有限走向水平板状体 180

（一）长方形体 180

（二）顶面为水平面的薄板 181

十二、椭球体 227

（一）不等轴椭球体（a＞b＞c） 228

（二）扁平旋转椭球体（a=b＞c） 235

（三）橄榄形旋转椭球体（a＞b=c） 241

十三、其他形体 246

（一）无限走向水平多棱柱体 246

（二）无限走向水平等腰梯形柱体 248

（三）无限走向水平三角柱体 251

（四）无限走向水平椭圆柱体 252

（五）水平圆磁荷面 258

第四节磁性体磁场图解法 262

一、量板法 262

（一）二度柱体量板（计算Za、Ha、△T） 262

（二）二度接触面量板（计算Za） 269

（三）二度薄板体量板 272

（四）二度厚板体量板 277

（五）似二度体量板 279

1．计算公式 279

2．等格值似二度体量板 282

3．不等格值似二度体量板 310

4．等格值似二度体量板与不等格值似二度体量板 314

的比较 314

（六）磁荷面量板（计算Za） 315

二、磁荷面图解法 318

三、用理论曲线图册计算某些规则磁性体磁场的方法 321

第一节非自然干扰因素的分析和处理 323

一、磁测精度 323

第三章磁测资料的预分析和预处理 323

二、测网 324

三、正常场 325

第二节常见的自然干扰因素及其消除方法 326

一、常见自然干扰的识别 326

（一）人工磁性堆积物的干扰 326

（二）磁性覆盖层的干扰 327

（三）邻近磁性围岩及磁性基岩起伏的影响 327

2．最小平方滤波法 328

1．徒手圆滑法 328

二、常见自然干扰的消除 328

（一）随机干扰的消除 328

3．最佳滤波 332

（二）区域异常影响的消除 336

1．徒手平滑法 336

2．插值法 336

3．函数逼近法 340

4．趋势分析 343

第三节地形影响的改正 346

一、保角映射计算法 348

（一）保角映射计算的一般步骤 348

（二）映射函数和对应关系 349

1．折线 349

2．抛物线 351

3．圆弧 354

4．半圆弧 357

5．半椭圆弧 358

6．阶梯 361

7．平凹面 361

8．平凸面 363

9．任意地形的逐次映射法 364

二、量板法 364

三、模拟实验法 368

四、积分廷拓 369

（一）柯西积分法 369

（二）镜象法 372

五、级数延拓法 375

（一）二维问题 375

1．分式线性变换法 375

2．负幂级数延拓法 376

3．调和函数逼近法 377

（二）三维问题 378

1．直角座标系中的调和函数逼近法 378

2．球座标中的调和函数逼近法 380

第四节叠加异常的分解 382

一、徒手分解法 382

二、数字计算法 382

（一）负幂级数延拓法 382

（二）函数逼近及插值法 387

（三）正演计算法 389

第四章磁异常的变换 390

第一节概述 390

一、异常变换的意义及基本方法 390

二、异常变换的应用及注意事项 390

三、磁异常变换的理论基础 392

（一）位论的基础公式 392

（二）复变函数论 394

（三）调和函数的傅氏变换 402

（四）数值计算方法 405

1．数值插值 405

2．数值级数 408

3．数值积分 414

第二节解析延拓 415

一、向上廷拓 415

（一）二度体异常 415

（二）三度体异常 423

二、向下延拓 436

（一）二度体异常 436

（二）三度体异常 443

（三）向下延拓的注意事项 447

（四）向下延拓的级数正则化方法 448

三、旁侧延拓和全空间延拓简介 452

第三节磁异常的微分变换 454

一、由水平观测平面内的异常值U（x，y，0）求同平面内的水平梯度异常？U(x,y,O)/？x或？U(x,y,O)/？y的方法 454

（一）二度体异常 454

二、由观测平面（z=0）内的异常值求同平面内的异常垂直梯度？U/？z的方法 457

（一）二度体异常 457

（二）三度体异常 457

（二）三度体异常 469

三、由观测平面（z=0）内的异常值计算上半空间异常水平梯度值的方法 494

（一）二度体异常 494

（二）三度体异常 497

四、由观测平面（z=0）内的异常值求上半空间异常垂向梯度值的方法 497

（一）二度体异常 497

（二）三度体异常 500

（一）二度体异常 502

五、由观测平面（z=0）内的异常值求下半空间异常垂向梯度值的方法 502

（二）三度体异常 505

第四节异常的积分变换 509

一、平均值法 509

二、叠加法 512

第五节 同一磁化强度情况下Ha、Za、△T、Ta之间的变换和不同磁化强度方向情况下Ha、Za、Ta之间的变换 513

一、由水平观测面内的异常Za（或Ha）值求同平面内Ha（或Za）值的方法 513

（一）二度体异常 513

（二）三度体异常 521

（三）似二度体异常 525

二、由观测平面（z=0）内的Za（或Ha）值求上半空间中的Ha（或Za）值的方法 527

（一）二度体异常 527

（二）三度体异常 530

（三）似二度体异常 536

三、由观测平面（z=0）内的Za（或Ha）求同平面内△T值的方法 539

（一）二度体异常 539

（二）三度体异常 539

四、由观测平面内的△T值求同平面内Za或Ha值的方法 540

（一）二度体异常 540

（二）三度体异常 540

五、将△T化向磁极 548

（一）二度体异常 548

（二）三度体异常 549

六、由水平观测面（z=0）内的△T值求同平面内Ta值的方法 554

（一）二度体异常 557

七、不同磁化强度方向情况下Za、Ha、Ta之间的变换方法 557

（二）三度体异常 558

第六节数字滤波在磁异常变换中的应用 559

一、异常变换与电滤波的相似性 559

（一）线性电滤波器的数学物理性质 559

（二）磁异常变换与电滤波的相似性 560

二、异常变换的权函数？(x)及其频谱φ(ω) 562

三、由权函数的频谱计算异常变换权系数的方法 567

（一）权系数的计算 567

（二）边缘效应和吉布斯效应的消除 569

四、走向滤波的基本原理 575

五、磁异常的相关滤波 576

第五章磁异常的定性解释 582

第一节磁性体形态的确定 582

一、根据简单磁异常判断磁性体形态 583

（一）利用磁异常的平面特征 583

1．利用水平线上的Za曲线特征 596

（二）利用磁异常的剖面特征 596

2．利用水平线上的Za-Ha参量图 601

（三）利用铅垂断面上磁场的空间分布特征 607

1．利用铅垂断面上的Za或Ta等值线图 608

2．利用不同高度水平线上的磁异常特征 610

3．利用磁场的空间结构 611

二、根据复杂磁异常判断磁性体的形态 612

（一）单个磁性体形态、产状、磁化强度不稳定 612

（二）多个磁性体重叠 618

（三）围岩磁性不均匀 623

（四）注意事项 626

第二节磁性体有效磁化强度方向的确定 626

一、概述 626

二、根据剖面内的地磁场方向确定磁性体的有效磁化强度方向 628

三、根据磁异常特征确定磁性体的有效磁化强度方向 628

一、简单情况下磁性体产状的判断 636

（一）二度体异常 636

第三节磁性体基本产状的确定 636

（二）三度体异常 639

（三）似二度体异常 639

二、复杂条件下磁性体产状的判断 647

第四节磁性体主要分布范围的确定 648

一、规则板状磁性体引起的异常 648

（一）沿走向范围的确定 648

（二）沿倾向范围的确定 651

二、磁性岩体引起的异常 652

第五节磁性体作近似处理的条件 655

一、有限走向的磁性体当作无限走向磁性体的条件 655

（一）水平圆柱体 655

（二）薄板状体 656

（三）厚板状体 658

二、有限走向的水平圆柱体当作球体的条件 659

三、有限延深磁性体当作无限延深磁性体的条件 660

（一）棒状体 660

（二）薄板状体 661

（三）厚板状体 662

四、有限延深的薄板状体当作水平圆柱体的条件 663

五、有限延深柱体当作球体的条件 665

六、厚板状体当作薄板状体的条件 666

七、综合因素的考虑与处理 669

第六章磁异常的定量解释方法 673

第一节概述 673

一、定量解释的条件和步骤 673

二、定量解释方法的分类及其比较 676

第二节解析法 677

一、特征点解析法 678

（一）顺轴磁化、无限延深的棒状体 678

（二）球体 680

（三）无限走向水平圆柱体 685

（四）有限走向水平圆柱体 690

（五）斜交磁化、无限走向、无限延深的倾斜薄板状体 691

（六）顺层磁化、无限走向、有限延深的薄板状体 696

（七）有限走向、无限延深的薄板状体 697

（八）无限走向水平薄板状体 701

（九）无限走向、无限延深的倾斜厚板状体 703

（十）无限走向、有限廷深的垂直厚板状体 706

（十一）斜交磁化、接触面铅垂的半无限水平层 707

（十二）垂直磁化、接触面倾斜的半无限水平层 709

（十三）无限走向背斜 710

（十四）运用特征点解析法的注意事项 712

二、任意点解析法 712

（一）顺轴磁化、无限延深的棒状体 713

（二）垂直磁化、向下有限延深的垂直棒状体 714

（三）球体 714

（四）无限走向水平圆柱体 716

（五）斜交磁化、无限走向、无限延深的倾斜薄板状体 719

（六）顺层磁化、无限走向、有限延深的垂直薄板状体 720

（七）无限走向水平薄板状体 720

（八）无限走向、无限延深的倾斜厚板状体 721

（九）无限走向、接触面铅垂的半无限水平层 722

（十）无限走向垂直断层 724

（十一）无限走向对称背斜 724

（十二）垂直磁化三轴椭球体 725

（十三）半轴为a=b＜c的水平旋转椭球体 729

三、复变函数解析法 731

（一）几种规则磁性体磁场的复场强表达式 731

（二）利用复变函数求解磁性体产状的方法 738

（三）复变函数解析法在解释△T异常中的应用 747

第三节图解法 748

一、切线法 749

（一）顺轴磁化、无限延深的棒状体（单极） 750

（二）球体 751

（三）无限走向水平圆柱体 755

（四）无限走向、无限延深的倾斜薄板状体 757

（五）顺层磁化、无限走向、有限延深的直立薄板状体 762

（六）顺层磁化、无限走向、无限延深的厚板状体 768

（八）顺层磁化、无限走向、有限延深的垂直厚板状体 776

（七）斜交磁化、无限走向、无限延深的厚板状体 776

（九）无限走向、接触面铅垂的半无限水平层 784

（十）复杂情况下的切线法 791

二、列线图法 797

（一）顺轴磁化、有限延深的棒状体（双点极） 798

（二）球体 800

（三）无限走向水平圆柱体 802

（四）无限走向、无限延深的倾斜薄板状体 804

（五）无限走向水平薄板状体 808

（六）无限走向、无限延深的厚板状体 810

（七）无限走向、有限延深的厚板状体 816

（八）无限走向、接触面铅垂的半无限水平层 821

（九）无限走向垂直断层 824

（十）无限走向、两翼无限延深的背斜 826

（十一）无限走向水平三角柱体 830

（十二）半轴a=b＞c的水平旋转椭球体 832

一、理论曲线直接对比法 834

第四节选择法 834

（一）以相对单位为参数的理论曲线图集 835

（二）以任意单位为参数的理论曲线图集 849

（三）对数量板 851

二、选择法 863

第五节积分法 870

一、积分法 871

（一）无限延深棒状体（顺轴磁化） 871

（二）球体 871

（三）无限走向水平圆柱体 873

（四）无限走向、无限延深的倾斜薄板状体 878

（五）无限走向、有限延深的薄板状体 881

（六）无限走向、无限廷深的倾斜厚板状体 882

（七）求磁性体顶部埋深h和中心埋深hc的近似方法 885

（八）积分法的具体运算步骤 888

二、直接法 889

1．三度体问题 890

（一）基本原理 890

2．二度体问题 896

3．遥远区校正的方法 900

（二）直接法中几个积分的计算方法 908

1．网格法 909

2．量板法 909

3．近似积分法 917

（三）直接法运算的误差分析 917

（四）直接法的运算步骤 918

三、频谱分析法 920

（一）基本原理 920

（二）用频谱分析求磁性体赋存状态的方法 921

1．无限走向水平圆柱体 921

2．无限走向、无限延深的薄板状体 922

3．无限走向、有限延深的薄板状体 922

4．无限走向、宽度为2b的水平薄板状体 923

5．无限走向、无限延深的厚板状体 923

6．无限走向、接触面铅垂的半无限水平层 924

7．无限走向的一个或多个棱柱或阶梯 926

8．上顶埋深为h、水平厚度为2bt的n个向下无限 926

延深的磁性体 926

9．截面为任意有限凸形域的二度体 927

10．利用重、磁异常求任意二度体的泊松比J/fσ 929

11．二度体叠加异常及三度体异常的频谱分析 930

（三）傅里叶变换的计算方法 931

1．量板法 931

2．解析法 935

第六节磁场空间分布法 938

一、解析法 939

（一）特征点解析法 939

（二）任意点解析法 948

（三）复变函数解析法 950

1．应用磁场的空间分布确定位函数奇点的理论基 950

础 950

法 955

2．应用磁场空间分布来确定位函数奇点的基本方 955

二、选择法 964

（一）以2M(2J)或Zamax为相对单位的Za、Ha空间等值线量板 964

（二）Za、Ha异常的空间构造量板 964

1．顺轴磁化、无限延深的棒状体 966

2．球体 966

3．无限走向水平圆柱体 971

4．无限走向、无限廷深的薄板状体 971

5．顺层磁化、无限走向、无限延深的厚板状体 974

6．Zo、Ha异常空间构造量板的使用方法 982

（三）用以解释Za/Ha异常的等值线量板 984

（四）对数量板 992

三、图解法 995

（一）列线图法 995

（二）作图法 1002

四、积分法 1005

（一）适用于特定形体的积分法 1006

（二）量板法 1010

（三）频谱分析法 1012

第七节矢量法 1016

一、矢量交会法 1016

（一）直接应用？矢量交点的方法 1016

（二）应用？矢量与磁化轴交点的方法 1017

（三）矢量旋转交会法 1031

二、矢量轨迹线法 1034

（一）矢量轨迹线量板法 1034

（二）矢量轨迹线图解法 1042

三、矢量强度Ta等值线法 1047

（一）矢量强度Ta量板法 1047

（二）矢量强度比值圆法 1052

四、矢量包线法 1057

（一）矢量包线法的基本原理 1058

（二）若干规则磁性体的矢量包线特征 1063

（三）用矢量包线求解磁性体几何参数的方法 1068

第七章常见地质问题中磁测资料的解释推断 1074

第一节解释推断的基本方法和途径 1074

一、判断磁性体性质的方法 1074

（一）概述 1074

（二）地质环境的分析 1075

（三）地球物理特征的分析 1076

1．利用磁测资料 1076

（1）利用平面上的磁异常资料 1076

（2）利用剖面上的磁异常资料 1077

（3）利用断面上的磁异常资料 1077

（4）利用磁异常日变法的资料 1079

2．利用磁法和重力法资料 1080

（1）独立计算对比法 1080

（2）计算泊松系数 1080

3．利用磁法和电法资料 1082

（1）利用常规电法资料 1082

（3）计算磁化强度 1082

（2）利用人工再磁化法资料 1083

（3）利用低频交流电法资料 1083

2．解释推断的要求和基本途径 1084

（二）复杂异常 1084

1．异常特征和解释特点 1084

1．异常特征和解释特点 1084

（一）简单异常 1084

二、判断磁性体的磁性参数、几何参数和赋存状况的基本途径 1084

2．解释推断的要求和基本途径 1085

3．单纯起伏地形条件下异常的解释方法 1085

4．复杂干扰条件下异常的解释方法 1086

5．复杂磁性体异常的解释方法 1086

6．实例 1087

（三）低缓异常 1101

1．异常特征和解释特点 1101

2．解释推断的要求和基本途径 1101

3．实例 1104

三、解释推断中应当注意的几个关系 1107

第二节航磁异常检查中地磁资料的解释推断 1110

一、航磁异常（△T）的特点 1110

二、判断航磁异常是否已被找到的方法 1111

（一）一般原则 1111

（二）异常对比的方法 1112

1．目测对比法 1112

2．计算对比法 1113

四、解释推断中应注意的问题 1114

三、确定磁性体性质和其他参数的方法 1114

第三节 区域地质调查中磁测资料的解释推断 1115

一、磁测资料在区域地质调查中的作用 1115

二、区域地质调查中磁测资料解释推断的特点 1115

三、磁性岩体的解释推断 1116

（一）各类岩体异常的一般特点 1116

（二）各类岩体异常的解释推断方法 1122

（一）构造断裂带异常的一般特征 1124

（三）解释推断中的注意事项 1124

四、构造断裂带异常的解释推断 1124

（二）构造断裂带异常的解释推断方法 1126

五、与矿有关的局部异常的解释推断 1127

六、划分成矿远景带的方法 1127

第四节普、详查中磁测资料的解释推断 1129

一、铁矿 1129

（一）岩浆晚期分异、贯入型矿床 1129

1．地质、地球物理特征 1129

2．解释推断的任务和途径 1130

3．实例 1131

（二）接触交代－热液型矿床 1131

1．地质、地球物理特征 1131

2．解释推断的任务和途径 1133

3．解释推断中应注意的问题 1134

2．解释推断的任务和途径 1135

1．地质、地球物理特征 1135

4．实例 1135

（三）火山－侵入型矿床 1135

3．解释推断中应注意的问题 1136

4．实列 1136

（四）变质沉积型矿床 1137

1．地质、地球物理特征 1137

2．解释推断的任务和途径 1140

3．实例 1140

1．地质、地球物理特征 1142

（五）其他类型的矿床 1142

2．解释推断的任务和途径 1143

二、铬铁矿 1143

三、有色金属矿 1144

第五节异常验证和矿区勘探中磁测资料的解释推断 1146

一、判断异常是否为验证工程中所见磁性体引起的方法 1147

（一）判断的方法和步骤 1147

（二）几种常见情况的分析和处理 1147

（三）实例 1149

二、剩余异常的求取方法和解释推断方法 1151

（一）计算剩余异常的方法 1152

（二）剩余异常的解释推断方法 1153

（三）实例 1153

三、矿体远景储量的计算问题 1160

四、井中磁测资料的解释推断 1161

（一）井中磁测资料解释推断的特点 1161

（二）井中磁测正反演公式和地面磁测正反演公式间的关系 1162

（三）关于井中的内磁场问题 1166

（四）常见地质问题的解释推断方法 1169

1．区分矿异常与非矿异常的方法 1169

2．确定矿体形态的方法 1170

3．确定矿体产状的方法 1170

4．确定矿体与钻孔相对位置的方法 1176

（1）确定剖面内的矿体在钻孔的旁侧还是下 1176

部 1176

（2）确定剖面内的矿体在钻孔哪一侧 1178

（3）确定剖面上矿头或矿尾的大致位置（非 1180

等轴的规则形体） 1180

（4）确定平面上矿体沿走向是否穿过钻孔所 1182

在的横剖面 1182

附录 1183

一、磁场强度的定义及各单位制的相互关系 1183

二、导电纸模拟在磁测资料解释推断中的应用 1186

三、似二度体磁场三分量量板的基本原理 1200

四、磁异常的离散傅里叶变换 1210

五、求座标原点的方法 1217

附表 1222

Ⅰ、正态分布的密度函数表 1222

Ⅱ、正态分布表 1224

Ⅲ、x2分布的上侧分位数（x？）表 1228

Ⅳ、t分布的双侧分位数（ta）表 1230

参考文献 1232