利用磁異常平面特征推斷磁性體形態(tài)

劉鳳岐，張 甲，劉 萍

吉林省第一地質(zhì)調(diào)查所，吉林 長春 130033

半定量解釋是磁測資料解釋的重要內(nèi)容，是指在定量解釋之前，根據(jù)實(shí)測的磁異常平面及剖面特征，結(jié)合測區(qū)地質(zhì)情況，參照正演資料，對引起磁異常的礦體的形狀、產(chǎn)狀及其空間位置進(jìn)行大致的推斷解釋，為定量解釋提供選擇方法的依據(jù)和初始參數(shù)，為進(jìn)一步的地質(zhì)、物探及其它工作打下基礎(chǔ)。實(shí)際工作表明，不考慮礦體的形狀及產(chǎn)狀而隨便采用某種定量計(jì)算方法，計(jì)算結(jié)果往往與實(shí)際情況相差很大。因此，半定量解釋在磁測結(jié)果解釋過程中具有重要的意義。

對于磁測結(jié)果的半定量解釋的方法，有大量的專著和文獻(xiàn)進(jìn)行了闡述，并已積累了大量的實(shí)際資料。本文僅從根據(jù)簡單磁異常平面特征判斷磁性體形態(tài)作簡要介紹，并結(jié)合實(shí)際工作進(jìn)行探討。

1 磁性體異常平面分布

單個磁性體Za 磁異常的在平面上的延伸情況大體可以分為三種，即等軸狀、橢圓狀和長帶狀。如球體的Za 等值線為等軸狀，有限長水平圓柱體和板狀體的異常為長橢圓狀，二度板狀體和水平圓柱體等的Za 等值線為長帶狀。平面等值線的形態(tài)往往是磁性體水平展布情況的反映，磁異常軸的方向一般反映地質(zhì)體的走向[1]。

根據(jù)磁異常在平面上的延伸情況，可以將異常分為三類：三度體異常、二度體異常和似二度體異常。平面等值線無明顯走向、各個方向延伸長度基本相等的異常，稱為三度體異常；平面等值線有明顯走向、異常的長軸比短軸長3～5 倍的異常，稱為二度體異常；介于上述二者之間的稱為似二度體異常。

一般來說，當(dāng)磁性體走向長度比起磁性體截面的尺度、埋藏深度大得多時(shí)，且將研究的剖面取在沿走向的中部，就可以將其視為二度體來計(jì)算。在走向方向延伸有限，埋藏較淺的磁性體，也可以近似地看成二度體；若埋藏較深，則看成三度體。

另外，在實(shí)際工作中，常常忽略磁性體的某些細(xì)節(jié)，只保留其基本特征，把復(fù)雜形體引起的異常近似簡化為幾種簡單規(guī)則的形體引起的異常。例如，通常把三度體引起的異常看作是球體、直立或傾斜圓柱體的異常；把二度體異常看作是直立或傾斜厚板、薄板和水平圓柱體異常；把似二度體異常看作是有限走向的水平圓柱體、薄板或厚板體異常等等。利用磁異常的平面特征判斷磁性體的形態(tài)需要掌握一些典型磁性體的正演曲線以及模型試驗(yàn)曲線，只有熟悉了已知各種形狀、產(chǎn)狀和磁性體磁異常分布規(guī)律，才能根據(jù)實(shí)測的磁異常的特征來推斷磁性體的大致形狀，這是一個從已知到未知的過程。在實(shí)際工作中，在確定推斷磁性體的大致形狀時(shí)還應(yīng)注意磁性體的埋藏深度、走向、斜磁化和剩磁等因素的影響。

2 典型磁性體實(shí)例分析

在北半球，地磁場的方向是向北向下的，正常磁化的磁性體分布特征一般為南正北負(fù)，在此，例舉實(shí)例均以具有此類磁異常特征的典型磁性體為例。

圖1 是傾斜磁化球體上的Za 理論曲線。從圖上可知，球狀礦體理論曲線特征主要有：①在Za極大值附近，等值線呈長軸與總磁化強(qiáng)度的水平方向垂直的橢圓狀，再往外逐漸呈圓形；②Za 極大值北側(cè)異常梯度變化比南側(cè)大；③Za 正值北面有一片負(fù)值分布。在了解了球狀磁性體磁異常Za 平面分布規(guī)律后，在實(shí)際工作中遇到諸如圖1 的磁異常分布時(shí)，就可大致推斷該異常為球狀礦體引起。圖2 是一個實(shí)測的Za 磁異常平面等值線圖，不難看出，此異常與圖1 所示磁異常分布特征很相似，為三度體異常，此礦經(jīng)鉆探驗(yàn)證，已證實(shí)礦體為似球狀[2]。

圖3 是理論計(jì)算的薄板狀體斜磁化Za 平面等值線圖[3]。從圖不難看出，在極大值附近的等值線，總是具有一定走向的扁圓形，且異常軸走向與磁性體走向一致。當(dāng)為傾斜薄板狀體（圖3 右）時(shí)，靠近負(fù)值一側(cè)的正異常梯度變化就不如水平薄板狀體（圖3 左）大。在熟悉了磁性體與磁異常的對應(yīng)關(guān)系，就可以從磁異常平面等值線圖確定磁性體的平面分布位置。

圖4 是內(nèi)蒙古阿左旗寧C-72-112 異常的Za 平面等值線圖，與圖3 薄板狀體Za 平面等值線圖進(jìn)行對比很相似，為三度體異常，異常走向北東向。但其正異常梯度變化趨勢與圖3 右圖傾斜薄板狀體相似，考慮到正異常在垂直走向方向有一定展布，此磁性體可大致推斷為頂面傾斜的薄板狀體。

圖 l 傾斜磁化球體上Za 平面等值線圖Fig.l Tilt magnetized sphere Za plane contour map

圖3 理論計(jì)算的薄板狀體斜磁化Za平面等值線圖Fig.3 Theoretical laminated body oblique magnetization Za plane contour map

圖4 阿左旗寧C-72-112異常Za 平面等值線圖Fig.4 C - 72-112 abnormal Za plane contour map

圖5 敖倫布拉格MI-33-1異常Za平面等值線圖Fig.5 MI - 33-1 abnormal Za plane contour map

圖5 是內(nèi)蒙古敖倫布拉格MI-33-1 異常Za 異常平面分布圖。從異常走向可知此磁性體走向北北東，異常長軸大于短軸3 倍以上，為典型的二度體異常。其正異常東側(cè)緩慢下降，西側(cè)下降較劇并出現(xiàn)明顯負(fù)值。由以上特征可以推斷引起此異常的磁性體為走向北北東，傾向東向的板狀體，從異常東側(cè)無明顯負(fù)值可知此板狀體向下延伸較大。

圖6 是內(nèi)蒙古營盤壕M-48 異常，從Za 異常平面等值線圖可以看出，此異常平面特征為：主異常地段只有正異常，無明顯負(fù)值；異常長軸比短軸長2～3 倍，為似二度體異常；走向東西向，垂直于走向的水平線上的Za 曲線近于對稱。由以上特征可以推斷此異常為順層磁化、向下延深很大的板狀體引起。

圖6 內(nèi)蒙古營盤壕M-48異常Za 平面等值線圖Fig.6 M - 48 abnormal Za plane contour map, Yingpanhao,Inner Mongolia

3 幾點(diǎn)認(rèn)識

利用磁異常平面特征推斷磁性體形態(tài)時(shí)應(yīng)遵循“從已知到未知，從簡單到復(fù)雜”的原則，在進(jìn)行推斷磁性體形態(tài)之前應(yīng)熟悉各種規(guī)則磁性體的磁異常分布形態(tài)。

掌握了引起簡單磁異常的磁性體形態(tài)后，在利用復(fù)雜磁異常推斷時(shí)才能對復(fù)雜形態(tài)進(jìn)行較為正確的大致判斷。需要注意的是，當(dāng)根據(jù)復(fù)雜磁異常判斷磁性體形態(tài)時(shí)，磁性體的形態(tài)只有近似意義。當(dāng)磁性體疊加較為嚴(yán)重時(shí)，推斷結(jié)果往往是多個磁性體疊加的大致形態(tài)。磁性體的埋藏深度對判斷磁性體的形狀的影響也不可忽視，如隨著埋深的增加，磁異常會越接近等軸狀異常，正負(fù)伴生的等值線分布特征逐漸消逝，使磁異常接近規(guī)則形體引起的磁異常。因此，當(dāng)磁性體埋藏較深時(shí)，走向長度短的磁性體可能被推斷為球體，走向長度足夠長的磁性體可能被推斷為水平圓柱體。

[1] 管志寧．地磁場與磁力勘探[M].北京:地質(zhì)出版社,2005.

[2] 熊光楚．磁鐵礦床上磁異常的解釋推斷[M].北京:中國工業(yè)出版社,1964.

[3] 地面磁測資料解釋推斷手冊[M].北京:地質(zhì)出版社,1979.