利用异常平面图和岩矿心标本测定结果确定磁化强度矢量的方法

众所周知,在磁异常的推断解释和正演计算中,常常需要确定磁性体的磁化强度矢量,也就是确定其磁化强度的大小、倾角和偏角.磁化强度矢量主要是由磁性体的感应磁化强度矢量及剩余磁化强度矢量决定的.当感磁大于剩磁,二者方向一致,但磁性均不强,而且不考虑退磁影响时,磁性体磁化强度的大小将为感磁与剩磁之和,其方向也就是地磁场的方向.但在实际工作中常遇到强磁性的地质体,其剩磁大于感磁,方向不一致,此时磁性体的磁化强度矢量主要取决于剩磁矢量.要     

用有限元法计算非均匀磁化磁性体(二度)的有效磁化强度和磁异常

前言本文提出用有限元法根据外部磁化埸条件和已控制的磁性体形态及磁化率参数计算磁性体内部的有效磁化强度及其在外部空间引起的磁异常.方法实质是求解偏微分方程边值问题的数值解.因为未引入均匀磁化等近似假定,所得到的解能满足磁性体内外的微分方程和边界条件及分界面条件(在数值计算允许的精度范围内),所以这种解包含了磁性体复杂形状引起的退磁影响、剩余磁化对感应磁化的影响、多个磁性体相互间的磁作用以及磁化率分布不均匀的影响.这种方法适用于非均匀磁化条件下的正演计算,为精确计算有效磁化强度提供了一种新途径,可以提高磁异常计算的精确度.     

磁性体磁场的等值互换、矩阵表达式和规格化公式

在磁性体磁化方向点点相同的假设条件下,任意形态、任意磁化强度幅值的磁性体磁场积分表达式中,隐含着一种场值“等值互换’关系。本文指出了积分表达式中包含的这种关系,并由此简明地导出了磁性体磁场的“矩阵表达式”及某些“规格化公式”。最后,阐明了有关公式的意义。     

静磁实验室磁模拟系统

静磁实验室磁模拟系统,主要是为研究地质体磁性,设计新的测磁方法,研究新的推断解释方法和扩大磁法勘探应用范围而建立的一种实验装置.其主要功能是在6×6×6立方米的空间中,用6米线圈组产生一任意方向的磁化场,以模拟我国任一地区的地球磁场来磁化模型体,并测量该模型体在全空间所产生的磁异常的三个分量.此磁化场可变范围为-65000～+135000%.相对线圈组中心点的磁场强度而言,磁场强度均匀变化1%的范围须有4×4×4立方米.正常场测量精度均方误差<±5γ,异常场相对百分误差小于2%.可用于航空、地面和井中的磁模拟实验.另外,还安装了互相正交的三个赫姆霍兹线圈,在中心可产生一任意方向的、强度为0～0.7奥斯特的磁化场使标本磁化,然后用测量仪器测量人控磁场磁化条件下的标本磁性,也可以提供一个无磁性的空间,供测量标本的剩余磁化强度及古地磁测量使用.     

任意形状均匀磁化体磁异常的计算

考虑了磁性体的退磁效应,磁性体内的磁化强度J为■式中K是磁化率,T是磁化磁场,J_r是剩磁强度,N是退磁系数.对二次曲面包围的磁性体而言,N是常数,所以这类磁性体是均匀磁化体;对于任意形状的物体,N是坐标的函数,此时磁性体不再是均匀磁化.但N的变化范围在0～4π之间.当k<0.001CGSM时,用1代替1+4πk,误差约为1%,可近似地认为是均匀磁化. 对于任意形状的均匀磁化体,磁异常计算常采用表面积分法.前人的表面积分法采用坐标旋转,推出计算磁场的解析式.本文也采用这种方法,不过所用的是高斯数值积分公式,简化了推导     

利用有限元及边界元法计算复杂磁性体磁场

近年来,利用有限元及边界元法对具有复杂边界条件的电磁场问题的计算有所发展,可使我们沿此途径对复杂磁性体的磁场特征的认识进一步深化,国内学者在这方面曾做过工作。在前人基础上,本文作了系统的推导和计算。下面先介绍有限元法的应用,再以此为基础,介绍结合边界元法求解磁性体磁场的计算。     

层状结构磁各向异性体磁场的计算及应用

本文给出了层状结构磁各向异性体磁场的计算方法。即按层理面的产状变化将磁性体划分为若干单元体,求取各单元体磁化强度后,用组合多边形截面柱体计算磁异常的方法。     

应用有限元法计算磁各向异性体的磁异常

用常规的虚磁荷法计算磁各向异性体的磁异常是十分困难的,甚至是不可能的。王书惠最近提出用有限元法计算磁各向异性体的磁异常的方法。有限元法不仅考虑到磁各向异性效应,而且还考虑到退磁效应和剩余磁性对感应磁性的影响,因而有限元法给出更准确的结果。本文简化了求解磁各向异性体的磁位的数学提法及相应的变分理论,并给出有限元法的具体计算公式。此外,我们在单元中采用二次函数插值,有限元法的运算结果可直接给出各     

浅谈2．5D磁法反演估算铁矿资源量的多解性

2．5D磁法反演估算铁矿资源量,关键是在垂直磁异常走向上求拟合模型的截面积。该文利用一种常见模型拟合4种实测磁场,发现铁矿截面积与埋深和磁性大小有一定的规律：磁化强度一定时,截面积与埋深呈线性正相关;埋深一定时,截面积与磁化强度呈近似指数形式的反相关。固定深部或外围磁性体参数,单独考虑浅部或中问铁矿模型时也有这种规律。在无钻孔资料及磁性资料不清楚时,磁化强度100000×10^-3～150000×10^-3A／m为估算铁矿资源量的最佳磁参数。因磁法反演的多解性,此类方法适用于钻孔验证前的资源量估计。     

利用钻孔岩心测定岩(矿)石剩余磁化强度矢量的方法

磁参数的测定和研究工作,已成为生产和科研人员十分重视的工作。我国已测定了大量的磁性标本,并提出了一些新的磁参数测定和整理方法。但由于地表岩(矿)石露头长期受风化作用和雷电激磁的影响,其磁性很难代表地下深处相应的地质体;特别是地下岩矿石的剩余磁性,由于地层产状的变化,其剩余磁化方向亦随之发生变化,所以用地表采集的磁性标本所测得的磁性参数去解释地下磁性体所引起的磁异常,往往得不到满意的结果。有些剩余磁化强度大于感应磁化强度的测区,由于得不到地下磁性体的剩余磁化强度矢量的可靠参数,甚至导致错误的磁异常解释结论,严重地影响磁法勘探的地质效果。     

利用磁位求磁化倾角的方法

在磁异常的解释工作中,常常需要对异常做化磁极计算,而化磁极是在假设异常体的磁化方向为地磁场方向的条件下进行的。但在实际情况中,由于磁性体常常存在剩余磁化强度及退磁作用,而使总磁化强度的方向与正常地磁场的方向有很大的偏离,这时就需要首先确定物体的磁化强度的方向。     

基于井中磁测的磁性体空间位置和产状的判断方法研究

地下磁性体空间分布的精确探测是地质工程领域具有挑战性的科学技术难题之一.传统的地面磁测方法由于纵向分辨率不够,往往探测精度达不到要求.文章主要分析了厚板状体模型在不同磁化方向、不同方位以及钻孔穿过磁性体时的磁场特征,研究了井中磁测判断磁性体空间位置和产状的方法.该方法在南京某矿区ZK01孔进行应用,提高了反演的准确性,为下一步地质工作提供参考.     

计算非均匀磁化条件下磁体内外磁场的简化方法

非均匀磁化、任意形状的磁性体的磁场计算是经典场论还一直未解决的问题.当磁性体磁性较强、形态复杂、埋藏较浅时,特别是穿过强磁性体的井中磁测结果,不均匀磁化对磁异常影响很大,不可以忽略. 最近在我国先后发表过计算任意形状强磁性三度体磁场的论文其中黄诚的泊松公式面积元素法,是根据离散化概念提出的,可用来计算三度体全空间的磁场.用近似程度不同的两套公式     

多体模型磁异常反演的总结

在一个磁化区域之上的观测面的高度基本上确定了能够从磁测数据中获得的最小非均匀性磁化强度极限的大小。当一个矩形块的尺寸小于非均匀磁化强度的极限范围.那么这矩形块在所观测的磁场中显示均匀磁化,这样考虑问题导致要选择一个均匀磁化,大小适当的单位矩形块。因此,在观测区域内产生磁异常值的磁化区可以分成数个具有不同磁化强度的矩形块,每一个块的大小相等并且均匀磁化。这里所描述的迭代法初始假定:异常值是由一个磁化矩形块的三维分布所引起;然后确定这些方块相对于地理北的最佳方向。这个方向对于调节方块的大小特别不灵敏。调节一层或多层方块的每一个顶面和底面.用最小二乘法使得测量和计算场值间差值最小。为了控制每一个矩形块磁化强度矢量在地磁场矢量的正常方向或反方向的特定的一个角度之内.也描述了一种方法,数据分析的这种方法也可以运用于覆盖地面上的异常分析。在迭代的最终.所形成的磁化强度三维分布描绘了引起观测异常的磁性区域。所提供的包括模型和航磁数据的例子说明综合的多体模型在磁异常反演中的有效性。     

判断磁异常的几个实例

在埋深、体积、磁化强度大小和方向都相同的条件下,磁性体的形状不同,其磁异     

古地磁场的研究

古地磁学的研究已成为人类了解地球演化的一种手段。过去磁场的记录: 岩石的磁化强度记录着岩石获得磁性时的地磁场方向。我们借助于它可了解过去地磁场的性质,确定取样处过去地磁场的磁极。古地磁研究的主要目的之一是测定原生磁化强度。次生磁化强度本身意义不大,但它可帮助把岩石磁化历史与地质历史结合起来进行古地磁解释。古地磁地层厚: 地磁场的翻转是形成古地磁地层学的基础。因为全球磁场同时翻转,提供了全球时间界     

二维磁异常的粒子群快速成像方法及其应用

通过将地下介质划分为一定规模的网格单元,并构造一个与磁性体中心网格位置有关的指数函数模拟地下介质磁性分布特征,利用粒子群算法反演该函数参数,根据求得的函数表达式,推算各网格单元磁化强度,由此实现磁化强度的快速成像。理论模型试验显示:该方法不仅能将一个求解20×10网格规模的物性分布问题简化为求解指数函数的10个参数值的问题;而且,当在不同模型地质体磁异常中加入20%的随机噪声时,也能取得理想的效果,且需要调整的参数少,算法通用性强。利用该算法处理老挝爬立山铁矿区某磁测剖面,得到厚度近140 m的强磁性体;钻孔证实,实际钻遇矿体累积最大厚度达130.6 m,且矿体中心与成像中心相对应:由此证明该方法应用于实际资料处理与解释的可行性和有效性。     

解决磁化率填图问题的卡尔曼滤波器

当在分割成若干单元的场源区寻求磁化强度或磁化率分布时,在磁法解释中出现了线性反演问题。通常是用反褶积或矩阵方法求解。我们在本文提出一种简单的磁场产生过程的状态变量模型,在这个模型中中,地下被划分许多无限延深的垂直棱柱。假定每个棱柱的磁化强度是邻近棱柱磁化强度的线性组合加上一个随机部分。用离散卡尔曼滤波器得到磁化强度分布的估计值。人工会成数据的试验表明该方法优于惯用的及褶积方法。该方法已被应用到Abitibi绿岩带的部分地区从而证明了在圈定本区主要岩性上的有效性。     

在磁各向异性条件下确定二度体的有效磁化强度

确定磁性体在剖面上的有效磁化强度矢量I_s（模量I_s，磁化倾角i_l），是磁测计算中首先遇到的问题。对于均匀磁化情况，求出剖面上的磁场分量后，利用公式I=kT即可得到I_s。但是，在磁各向异性条件下，磁性体各处的I_s都不同，尤其在沉积变质铁矿区，不仅磁各向异性，而且还有退磁作用，     

建(构)筑物下管桩长度检测方法

管桩中的铁磁性物质在地磁场中受到磁化而产生磁化强度,使管桩附近的磁场强度发生变化.把管桩中的铁磁性物质等效成直立磁性圆柱体,结合模型桩试验,研究了管桩外部的磁场特征,并且利用管桩外部的磁场特征确定了某居民小区住宅楼基础中管桩的长度.理论分析和工程应用均表明,磁测井法能够准确检测建(构)筑物下管桩的长度.