磁梯度張量數(shù)據(jù)處理方法在實際資料處理中的應(yīng)用

呂文杰，黃臨平

（東華理工大學(xué)，江西南昌330013）

1 測區(qū)概況

工作區(qū)域氣候為亞熱帶多雨氣候，植被發(fā)育非常好；溝谷縱橫，但無大的水系，點源比較充足，供電方便。測區(qū)地層分布主要為新元古界庫里組、震旦系和第四系。

區(qū)域構(gòu)造位置處于華南活動帶，區(qū)域上出露的地層包括加里東褶皺基地變質(zhì)巖系（Pt3-∈1）、印支海相蓋層巖系（D2-T1）和新生代陸盆巖系（E-Q）。區(qū)域地層構(gòu)造線總體呈北東向。經(jīng)歷了加里東形變期、印支形變期和燕山—喜馬拉雅形變期，各期形變的性質(zhì)、強(qiáng)度各異。斷裂構(gòu)造以北東向、北西向和南北向為主。伴隨區(qū)域構(gòu)造演化規(guī)律，區(qū)域巖漿活動主要為加里東期—燕山期侵入巖。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)較豐富，主要有鐵、錳、金、銀和煤等。

礦體賦存于早震旦世下坊組中段，含礦巖石主要為含磁鐵石英巖。錳礦體僅有1條，并對其進(jìn)行了重點勘查。礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出，沿走向呈舒緩波狀斷續(xù)延長約1000m，脈寬0.37～2m，礦體走向北西160°傾向北東東，傾角65°～75°。礦石中金屬礦物以菱錳礦、磁鐵礦為主，脈石主要有石英、長石。Mn平均品位13.3%，最高17.9%；TFe15%～20%。礦石的自然類型為氧化錳礦石；礦石的工業(yè)類型為沉積變質(zhì)錳礦床。礦床的成因類型屬沉積型錳礦床。現(xiàn)將該區(qū)各種巖（礦）石的磁性參數(shù)敘述如表1所示。

表1 測區(qū)標(biāo)本磁測參數(shù)

從表1中可見，工區(qū)主要以4種巖性為主。其中以磁鐵礦的磁性為最強(qiáng)，磁化率均值為202718×10-5SI，磁鐵礦的磁化率變化較大，磁性較強(qiáng)；板巖和千枚巖的磁化率與剩磁變化都不大，遠(yuǎn)比磁鐵礦的磁性低；鐵英巖的磁化率也較高。

2 數(shù)據(jù)采集

2.1 測線布置

工作區(qū)測線方位為正南北方向。測網(wǎng)密度為1000m×40m，小工區(qū)的測網(wǎng)密度為200m×40m。

2.2 野外定點

野外測線、測點根據(jù)1:1萬地形圖，用GPS定點。精度符合工作要求。GPS參數(shù)經(jīng)實地校正，設(shè)置值為：

中央經(jīng)線：114；Dx：-64；Dy：-132；Dz：10。

2.3 儀器一致性測定

儀器的一致性測定是選擇在工作區(qū)域內(nèi)地表干擾少并且在無人工干擾場影響地段進(jìn)行。在野外磁測工作期間，為了測定儀器的一致性，在測線上布置了50個觀測點，經(jīng)過觀測并進(jìn)行了日變改正之后，其總均方誤差為ε=1.80，符合測量精度要求。

此外，還進(jìn)行了探頭及主機(jī)的一致性校驗。經(jīng)過一系列的儀器校驗工作，均達(dá)到地面磁測技術(shù)規(guī)程，可以投入測量工作。

2.4 日變觀測

日變觀測點及校正點選設(shè)在工作區(qū)域內(nèi)磁場比較平穩(wěn)且出工、收工較為方便之處，位于工作區(qū)域南面。設(shè)立日變站處在半徑2m、高差0.5m范圍內(nèi)的磁場變化值小于2nT，符合要求，可以作為日變觀測站。日變站所用儀器為北京地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的質(zhì)子儀，儀器編號為CZM-3-3，穩(wěn)定性較好。日變站觀測時間應(yīng)開始于早校觀測前，結(jié)束于晚校觀測之后。

3 資料處理

3.1 資料處理措施

對野外資料經(jīng)過日變改正、正常場改正、高度改正及測點磁異常計算等處理之后。為了進(jìn)一步分析產(chǎn)生磁異常的地質(zhì)因素，提取、突出有用的地質(zhì)信息，提高對磁異常解釋的地質(zhì)效果。利用RGIS軟件對整個工區(qū)的ΔT數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理與轉(zhuǎn)換，將ΔT數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為磁張量數(shù)據(jù)，利用張量數(shù)據(jù)數(shù)值計算方法進(jìn)行處理。

3.2 資料處理方法

對測區(qū)實際資料處理主要利用水平梯度模（THDR）、解析信號（ASM）、Tilt梯度、Theta圖等張量數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行處理。

水平梯度模法[1]表達(dá)式為：

Tilt梯度法[4]是垂直梯度與水平梯度的arctan角度表達(dá)式為：

解析信號法[2—3]又稱為總梯度模表達(dá)式為：

Theta圖[5]法是水平梯度與解析信號的比值其表達(dá)式為：

利用上述原理公式對測區(qū)資料進(jìn)行處理可得到圖1所示結(jié)果。

圖1 測區(qū)實際資料處理結(jié)果

通過對該地區(qū)原始磁異常轉(zhuǎn)換處理，從反演結(jié)果圖中可明顯看到，Theta圖法和Tilt梯度隨測區(qū)資料處理效果差不能夠反映出測區(qū)內(nèi)異常體的有效信息，從前人資料中也不難發(fā)現(xiàn)這2種方法擴(kuò)散效果明顯，抗干擾性差。相比而言ASM和THDR處理效果都比具有較高的分辨率，ASM、THDR方法都能夠較好地識別出測區(qū)異常體信息。可為開采設(shè)計提供更可靠的依據(jù)。

4 結(jié)論

通過對實際測量數(shù)據(jù)的處理發(fā)現(xiàn)ASM、THDR對原始磁測資料進(jìn)行處理之后能夠反映出測區(qū)異常體基本信息分辨率較高，取得較好的成果，而Theta圖和Tilt梯度對測區(qū)原始數(shù)據(jù)處理之后效果差，這可能是儀器本身的誤差以及測區(qū)地質(zhì)條件等因素引起，這2種方法處理實際數(shù)據(jù)的時候可以進(jìn)行延拓處理，壓制局部異常。

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