1、中国地质调查局发展研究中心 地球物理数据处理 中国地质调查局发展研究中心2005年10月北京 GeoExpl第九讲 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 重磁异常是由地表到地球内部各个相应场源的综合效应 而且实际勘探中往往只观测地表或某一高度平面内一个分量 因而在重磁勘探中异常的转换和分离相比其它物探方法比较突出 转换的目的就是将原始带干扰的重磁异常去除干扰 或者转换到更适合于定性定量解释的有利状态重磁异常 重磁数据处理提供了补偿圆滑滤波 正则化滤波 三分量转换 一阶导数 二阶导数 总梯度模 向上延拓 向下延拓 磁场化极 低纬度磁场化极 构造增强和磁源重力异常换算等十二项常规或非常规重磁处
2、理与转换方法 注意 所有处理与转换方法默认的输入和输出文件格式是GeoExpl格式的二进制网格化文件 默认的文件后缀名为 grd 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 补偿圆滑滤波 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 补偿圆滑滤波 参数设置 扩展参数扩展行数 数据行数以2的整数幂扩展扩展列数 数据列数以2的整数幂扩展高级参数指数因子 指数因子越大 补偿圆滑滤波器越接近理想滤波器 滤波作用越强 压制高频成分效果越好补偿参数 补偿因子越大 滤波作用越强 压制高频成分效果越好 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 中国地质调查局发展研究中心 重
3、磁数据处理 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 正则化滤波 正则化滤波处理的操作过程与补偿圆滑滤波类似 不同的是处理参数的设置正则化滤波需要设置 扩展参数和高级参数 如下图所示 参数设置 扩展参数扩展行数 数据行数以2的整数幂扩展扩展列数 数据列数以2的整数幂扩展高级参数水平几何尺度 指被滤掉的最小异常的宽度 它以网格数据的网格点距数目为单位 水平几何尺度的大小决定了滤波程度的大小 尺度越大 滤波作用则越强 滤波后的异常等值线更光滑 反之则滤波作用较弱 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 三分量转换 在磁异常的推断解释过程中 有时需要磁场的多种分量 以增加解释信息 提高解释的可靠性
4、 在实际磁测工作中一般只测某一分量如Za或 T 将 T换算成Za有助于将航磁资料与地面磁测资料进行比较 另外将实测磁异常换算成垂直磁化或顺层磁化的异常 也可以使解释推断工作变得更简单 磁场三分量转换程序可以实现Za T Hax和Hay四种分量之间的互相转换 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 三分量转换 磁倾角 磁偏角 侧线 基线 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 三分量转换 注意 无论是磁化方向的换算 包括 三分量转换和后面将提到的化极计算 低纬度化极计算 还是磁源重力异常换算 都涉及到磁化方向 磁倾角和磁偏角 参数的选取 仅当一个地区的磁性体的磁化强度以感应磁化强度为主 可以
5、忽略剩余磁化强度 或者感应磁化强度方向和剩余磁化强度方向一致 并且可以忽略消磁作用时 可以将地磁场方向近似作为磁化方向 中国地质调查局发展研究中心 T 重磁数据处理 三分量转换 Hax Hay 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 重磁异常导数计算 重磁异常的导数有较高的分辨率 可用来从复杂的迭加异常中提取目的异常 了解异常体 断裂带 构造线 隐伏地层等 的走向 确定异常体的边界 导数异常与求导之前的原始异常相比具有 1 突出异常体边部影响 2 突出浅部异常体特征与影响 3 提高相邻异常体异常迭加分辨率等特点 但较原始异常复杂 零乱 受噪音干扰较大 注意 求导之前一定要对原始异常进行适当的
6、圆滑处理 通常采用适当的滤波或向上延拓 达到即消除噪音干扰 又保留目标异常特征的目的 另外 重磁异常的导数异常值一般比较小 而且它的计算精度又受到实测场的观测精度和异常的叠加等因素的影响 因此导数异常一般用于定性解释 中国地质调查局发展研究中心 重磁异常导数计算 一阶导数 重磁异常一阶导数的操作和补偿圆滑滤波过程基本相同 一阶导数处理参数包括基本参数 扩展参数和高级参数三项 求导方向偏角指在不同方位上异常的导数值 即通常所说的水平方向上的导数 可以设置为0 1800之间的任意值 求导方向倾角指在不同空间上的异常导数变化情况 注意 只求水平方向上的导数时 需要置求导方向倾角为 0 若只求垂向导数
7、 则要置求导方向偏角为 0 求导方向倾角为 90 需要说明的是 当求取垂向导数时 偏角置 0 不表示同时求取了水平方向0度一阶导数 中国地质调查局发展研究中心 重磁异常导数计算 二阶导数 二阶导数是一阶导数的导数 因此它较一阶导数更具有较强的空间分辨率 同时也较一阶导数更凌乱和复杂 因此在二阶导数计算之前 一般要进行适当的滤波处理以消除噪音干扰 同时要注意 在一些情况下 一阶导数与二阶导数特征值所揭示的场源特征有所不同 本系统中 二阶导数的计算的操作步骤与重磁一阶导数完全相同 中国地质调查局发展研究中心 重磁异常导数计算 总梯度模计算 磁场的总梯度模特征与磁化方向无关 方便用来对规则形体做反演
8、 重磁场的总梯度模的计算过程是 1 计算场沿水平X方向的一阶导数 2 计算场沿水平Y方向的一阶导数 3 计算场沿垂直Z方向的一阶导数 4 计算上述三个方向的一阶导数的平方和 5 计算平方和的开方即为重磁场的总梯度模值 求取总梯度模的计算中 处理参数设置包含基本参数页和扩展参数页 每页中参数设置方法同前所述 总梯度模计算之前一定要对原始异常进行适当的圆滑处理 中国地质调查局发展研究中心 重磁异常解析延拓 向上延拓 重磁异常向上延拓的主要目的是 1 压制随机误差 2 分离异常 如局域场与区域场的分离 提取局部异常等 3 揭示深部地质构造信息 如基底特征 深部构造 壳幔起伏等 基本参数扩展行数 2的
9、整数幂的扩展方式设置扩展列数 2的整数幂的扩展方式设置高级参数延拓高度 在本系统中延拓高度的单位是以网格化数据文件的坐标实际单位为延拓高度的单位 它可以是整数 也可以是小数 向上延拓可以计算任意上延高度上的重磁异常场 中国地质调查局发展研究中心 重磁异常解析延拓 向下延拓 重磁异常向下延拓的主要目的是 揭示目标地质体深度 形态特征等 它的计算步骤和操作界面与向上延拓完全一样 注意 延拓高度的单位是以网格化数据文件的实际单位为单位 它可以是整数 也可以是小数 其次向下延拓计算在数学上是一个不适定问题 延拓高度应逐次增加 向下延拓计算不仅对有意义的异常进行放大 而且也会使误差和干扰放大 因此在向下
10、延拓计算应当进行适当的滤波处理 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 化极计算 磁异常化极在理论上是指将位于地磁极以外的磁性地质体引起的磁异常换算为假定磁性地质体位于地磁极处所引起的磁异常 实际应用中把斜磁化的异常转换为垂直磁化或顺层磁化异常的过程也称为化极 磁异常化极后异常形态往往变得较为简单 便于定性分析和定量计算解释 从而可以使磁异常的解释变得容易进行 磁异常化级数据的读入方式同前面所讲各种操作方式相同 操作重磁数据处理 磁场化级 打开重磁异常化级处理计算窗口 读入需要相应的网格文件 选择参数设置 处理参数 打开处理参数设置对话框 基本参数测线 野外实际测线方向和地理北的夹角基线 野
11、外实际测点方向和地理北的夹角磁倾角 地磁场方向和观测面的夹角磁偏角 地磁场方向在观测面的投影和地理北的夹角扩展参数扩展行数 2的整数幂的扩展方式设置扩展列数 2的整数幂的扩展方式设置 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 低纬度磁场化极 在赤道附近的低磁纬度地区 观测所得的磁场形态要远比在高磁纬度地区相同地质条件下复杂得多 具体表现为磁异常远比地质构造复杂 负异常明显 伴生异常增多 低纬度化极工作就是设法消除倾斜磁化造成磁异常的复杂性 使磁异常的解释相对简单化 低纬度化级处理实现方法和前面所述各种处理方法略有不同 在低纬度化级过程中需要确定测区数据方位角 测区地磁长倾角和偏角 滤波方法和低
12、磁纬度化级参数四个方面的内容 低纬度化级处理实现方法和前面所述各种处理方法略有不同 实现方法 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 低纬度磁场化极 操作重磁数据处理 低纬度磁场化级 打开磁异常低纬度化级处理计算窗口 低纬度化级时数据读入是通过参数设置 处理参数对话框来读入 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 低纬度磁场化极 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 低纬度磁场化极 对于非变磁倾角或磁偏角的数据 直接在磁倾角和磁偏角域内给定磁倾角和磁偏角度数 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 低纬度磁场化极 如果是变磁倾角或偏角时 选中图中复选按钮 对于测区的四个角点的磁倾角或
13、磁偏角是近似线性变化的磁场 选择近似线性变化复选框 并给定四个角点磁倾角和磁偏角 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 低纬度磁场化极 如果测区的四个角点的磁倾角或磁偏角不是近似线性变化 用户可分别导入每个网格点的磁倾角或磁偏角数据文件 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 低纬度磁场化极 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 低纬度磁场化极 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 低纬度磁场化极 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 线性增强 针对重 磁位场数据的特点 特别是重力异常 采取梯级带滤波增强技术 从而突出异常中的线性构造特点 特别是应用于重力异常的构造特征增强
14、本系统采取的梯级带滤波增强技术 属于非线性滤波的范畴 它通过适当的数据处理 使重力梯级带信息得到非线性增强 从而能更为准确地确定断裂等线性构造的位置 梯级带滤波增强处理不需输入任何参数 读入数据后 直接操作处理参数 即可完成线性增强处理 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 磁源重力异常换算 磁源重力异常换算的作用是把换算后的磁源重力异常和同源的重力异常作比较 从而判断引起异常的原因 由泊松公式可知 已知各磁场分量就可以计算出相应的重力异常 g 由于 g是由磁异常换算而来的 因此它称为磁源重力异常或伪重力异常 假重力异常等 操作重磁数据处理 磁源重力异常 进入磁源重力异常处理子窗口 选择数据文件 装载文件 读入需要处理的数据文件 选择参数设置 处理参数 打开磁源重力异常换算处理的参数设置对话框 中国地质调查局发展研究中心 重磁数据处理 磁源重力异常换算 基本参数测线 野外实际测线方向和地理北的夹角基线 野外实际测点方向和地理北的夹角磁倾角 地磁场方向和观测面的夹角磁偏角 地磁场方向在观测面的投影和地理北的夹角扩展参数扩展行数 2的整数幂的扩展方式设置扩展列数 2的整数幂的扩展方式设置高级参数磁化强度 磁场的磁化强度剩余密度 重力源的剩余密度90 课间休息 HTTP WWW GEOEXPL COMTEL 86 10 62302967 2950 2503
