应用磁视散度及磁源重力异常确定低磁纬度地区磁性体分布-以哥伦比亚普图马约盆地为例

低磁纬度地区受斜磁化的影响,用常规方法很难准确确定磁性体的平面分布特征.为了研究位于低磁纬度地区普图马约盆地的磁性体分布特征,本文根据场的散度原理,假定磁△T异常为具有一定方向的矢量场,其方向与磁化方向一致,导出了磁△T异常视散度的计算方法;根据磁位与引力位的关系,在频率域中通过磁△T异常求取了磁源重力异常,并尝试利用拉普拉斯方程计算磁源重力异常垂向二阶导数.本文设计理论模型讨论了磁△T异常视散度、磁源重力异常垂向二阶导数的特征与磁性体平面分布特征的关系,证明了上述方法的有效性.进而利用上述方法推测了普图马约盆地磁性体的平面分布特征,结果表明:应用磁视散度及磁源重力异常确定的普图马约盆地磁性体分布与实际地质特征吻合较好,取得的成果对普图马约盆地相关地质研究及对低磁纬度地区的磁性体的确定有一定的参考意义.     

基于等效源的总强度磁异常非线性处理方法

总强度磁异常(ΔT1)常规处理方法通常将其近似当作磁异常矢量在地磁正常场方向上的投影(ΔT2).然而对于高磁环境如磁铁矿处的磁异常场幅值可达104 nT甚至更大的情况,上述近似假设则不再成立,如采用常规处理方法可能会带来明显的误差.本文针对该问题,提出一种基于等效源的总强度磁异常非线性处理方法;该方法根据总强度磁异常获取流程,直接反演实测地磁场总强度幅值与正常场强度幅值之差来求取等效场源.本文首先通过模型试验,分析ΔT1与ΔT2的差异;然后将ΔT1当作ΔT2采用常规处理方法以及ΔT1采用新方法得到的结果作对比分析,结果表明新方法处理结果与理论值的差异为常规方法处理结果的1/5甚至更小,充分说明了新方法的有效性;最后将该方法应用于铁矿实测总强度磁异常处理实例中来转换计算磁异常总模量,其实际应用效果进一步体现了高幅值总强度磁异常数据处理过程中采用新方法的必要性.     

中国及邻近地区卫星总强度磁异常的三维结构

根据卫星磁异常（△Ｘ，△Ｙ，△Ｚ）的球冠谐和模型和地磁场的不谐模型，得到了卫星总强度磁异常（△Ｆ）的三维模型，计算出中国及邻近地区不同高度（ｈ＝０，１００，２００，３００，４００，５００ｋｍ）的卫星磁异常，绘制出相应高度的总强度磁异常分布图。讨论和分析了卫星总强度磁异常的分布特征，以及卫星磁异常随高度的变化。     

中国地区地磁场的球冠谐和分析

本文根据中国及其邻近地区的地磁三分量绝对测量资料,利用球冠谐和分析方法,计算出中国地区地磁剩余场的冠谐模型,地磁剩余场△X,△Y,△Z的模型均方根偏差分别为106.9,89.7,137.6 nT.提出由地磁场的国际参考地磁场和地磁剩余场的冠谐模型组成的联合模型作为中国参考地磁场的模型,它能较好地表示中国地磁场的分布.以地磁场的联合模型为正常背景场,计算出三分量磁异常的冠谐模型,并分析了磁异常的基本特征,它将为深入研究中国岩石层结构提供新证据.     

强磁性体ΔT异常计算的误差分析研究

本文主要针对当前磁法勘探中高精度处理解释的需求,对强磁性体ΔT异常计算存在的误差进行分析研究.我们首先通过理论模型计算试验,证明常规计算采用的投影关系的ΔT与实际测量的模量差ΔT之间的误差E在磁异常幅值大时是明显存在的,其影响不容忽视.其次,当磁性强且剩磁存在时,投影ΔT曲线及其误差曲线在磁化方向与地磁场方向改变时具有一定的对称性;地磁场T0、磁性体形态(如二度水平圆柱体模型的半径r、柱体埋深R)和磁性参数(如磁化率κ)等参数确定的情况下,最大误差值出现在磁性体正上方,且其大小与磁性参数(κ)和模型体规模(如r/R)之间皆是指数关系;另外,研究还发现ΔT的计算误差曲线的一些其他规律特点,如在各纬度带上,ΔT计算误差的最大值Emax曲线的极值主要分布在中纬度地区;磁异常矢量Ta与地磁场T0的夹角θ逐渐变化时,随θ变化Emax曲线的极值分布在θ=90°~120°范围内;当磁异常幅值小于10000nT时,最大误差近似为磁异常矢量垂直于地磁场方向的测点附近的误差值;另外,磁性体(圆柱体为例)的半径(即尺度)与埋深的比值r/R超过0.5,且磁化率超过0.1SI时误差已达到3.9nT,磁化率增大与对应的Emax的值呈指数增长特点.因此,我们的研究表明,在强磁性体、磁异常幅值大的数据处理、反演及解释时,现有方法会产生较大的误差,应该基于严格的模量差ΔT,完善相应的处理以及反演方法.     

亚洲MAGSAT卫星磁异常冠谐分析

根据亚洲地区（15°S-60°N,55°E-160°E）MAGSAT卫星碰异常1°×1°网格值,使用冠谐分析方法,计算亚洲地区卫星磁异常的冠谐模型．球冠极点位于22°N,108°E;球冠半角为50°．该模型的最大截断指数Kmax=20,共有441个系数．根据冠谐模型,绘制卫星平均高度（400km）以及其他高度（300km和500km）的理论卫星磁异常图（△X,△Y,△Z）．卫星磁异常的冠谐模型能表示磁异常的三维结构,为探讨岩石层结构提供证据．     

欧洲及其邻区MAGSAT卫星磁异常冠谐模型

通过对欧洲及其邻近地区 MAGSAT 卫星黎明资料进行了处理,得到1°×1°卫星磁异常网格值。本文使用冠谐分析方法,计算该地区卫星矢量磁异常（ΔX,ΔY,ΔZ）冠谐模型。球冠极点位于33°N和26°E,球冠半角为40°.冠谐模型的截断指数为18。根据卫星磁异常冠谐模型和地磁场球谐模型 DGRF1980,计算卫星总强度磁异常（ΔF）的冠谐一球谐模型。根据卫星磁异常的理论模型,计算并绘制不同高度（300,400,500km）的理论卫星磁异常图。对冠谐模型和大磁异常进行了分析和讨论。     

亚洲MAGSAT卫星磁异常图

使用２０多万个ＭＡＧＳＡＴ卫星磁测数据，编绘亚洲卫星标量（△Ｆ）和矢量（△Ｘ，△ｙ，△Ｚ）磁异常图（２０°ｓ－６０°Ｎ，５０°Ｅ－１６０°Ｅ）．为了提取岩石层卫星磁异常，首先对ＭＡＧＳＡＴ卫星数据进行了筛选，然后进行主磁场、磁层场、电离层场和感应场改正，并消除虚假测点．将卫星数据分成黎明组、黄昏组和联合组，分别绘制相应的卫星磁异常图．根据１°×１°的网点值，用计算机编绘亚洲卫星磁异常图．初步分析了卫星磁异常与大地构造的关系．     

磁异常△T三维相关成像

本文将重力和重力梯度数据三维相关成像方法推广到磁力勘探领域,推导并建立了磁异常△T的三维相关成像方法,同时提出了基于熵滤波分离异常的三维相关成像算法来提高成像分辨率.组合模型磁异常△T数据和实际磁测资料试验分析表明,本文方法能成像出地下地质体的空间赋存状态和等效磁性分布,具有良好的横向和纵向分辨率.     

陕西地壳磁异常特征研究

利用NGDC-720-V3模型,计算了陕西地区地壳磁异常不同分量网点值,通过计算数据分析了该地区地壳磁异常基本形态及分区特征,结果表明:(1)陕西地壳磁异常各分量强度较弱,分布形态以宽缓的条带为主。(2)陕西北部三条正负相间的磁异常条带可能与基底大断裂有关,反映了块体内部早期不同基底的拼合。(3)陕西南部地壳磁异常总体表现为近东西向大面积的负异常,东部和西部负异常强度有所不同,可能与地壳内物性差异有关。     

基于离散余弦变换的磁位谱分析及磁异常导数计算方法

针对提高磁异常导数的计算精度,提出磁位离散余弦变换谱的分析方法. 根据重磁位场的泊松公式,利用余弦变换给出磁位与磁场分量间的余弦变换谱关系,推导出磁异常n阶导数的余弦变换谱公式. 利用余弦变换法计算的无限长水平圆柱体磁异常水平和垂向一阶导数的最大误差分别为-028 nT/m、047 nT/m;水平一阶导数的误差一般在-357%～327%之间,垂向一阶导数的误差一般在-194%～188%之间;计算的磁异常一阶导数值与理论值大致重合,而且不受有效磁化倾角的影响. 而Fourier变换法计算的水平和垂向一阶导数最大误差分别为-1062 nT/m、1442 nT/m,计算曲线与理论曲线偏离大,受磁化倾角的影响也较大. 这说明与Fourier变换法相比,余弦变换法计算的异常导数精度高,而且具有良好的稳定性.     

低纬度磁异常的转换与处理

我国的南海大部分海域位于磁赤道带附近,属于低磁纬度区域,以水平磁化为主,磁性体产生的△T异常特征与中国大陆广大地区的△T异常特征差别较大,且南北跨度大,达两千余公里,通常的化极技术在该区域很难取得良好的效果,虽然化赤方法在低纬度地区算法稳定,并通常能取得较好的结果,但是目前针对化赤异常的解释技术却相对较少;本文结合南海地区的航磁数据,对几种常用的化极技术进行了对比与分析,并对化赤技术进行了简要的介绍.     

南沙海域及邻区△T磁异常化极的实现

在对南沙海域及邻区(2°N～17°N,104°E～122°E)1960～2000年间地磁倾角/偏角等地磁要素特征变化及△T磁异常数据特点分析研究的基础上,通过对低纬度化极方法的综合分析及实验对比试算,提出了滤波与偏移抽样法结合的化极处理方法模式及数据分带划块的具体实施措施,实现了该超低磁纬区,亦称零磁纬区(地磁倾角变化范围:-15°～+20°;地磁偏角变化范围:-1°～+1.3°)大范围、多来源、长测量时间间隔实测△T磁异常的变倾角变偏角化极,并给出了对化极结果的评价及验证。△T磁异常化极的实现,为深入研究该区域内磁性地质体特征,提供了更为密切直接的依据。     

适用于变化磁倾角的区域磁异常三分量转换与化极方法（英文）

本文从标量磁异常总可视为矢量磁异常在某方向上的投影这一角度出发,系统回顾了磁异常频率域三分量转换和化极的基本表达式,提出了一种适用于变磁化倾角的区域磁异常三分量转换与化极方法。该方法将化极视为分量转换和磁化方向转换两个过程,通过连续两次应用磁异常垂向分量转换程序实现变倾角化极,区别于ArkaniHamed的变倾角化极方法,两类迭代计算的表达式具有高度统一的优越性。理论模型计算表明该方法具有较高的磁异常分量转换和化极处理精度,实际资料处理表明该方法具有实用性。     

1605年琼州大地震震源区区域重、磁场特征及深部构造背景研究(Ⅰ)

作者对1605年琼州大地震震源区区域重、磁资料,依常规方法进行了一系列数据处理,包括布格重力异常的浅层沉积校正,向上延拓(9个上延高度)、滑动平均(6个方域窗口)、莫氏面反演,以及航磁△T的化极、化极向上延拓(6个上延高度),航磁△T的△X、△Y、△Z三个分量在垂向上的一阶导数、磁源重力、居里面反演等计算处理。本文系统阐述了各项计算处理的结果及其反映的重、磁场特征,指出所论区域重、磁异常等值线的展布及变化都很有规律,各项异常等值线中的主要梯级带及同形扭曲带,不同类型、不同方向的异常交接带,大体上比较吻合,可以互相对应,互为检验和补益;并且,其线性异常、异常等值线展布的梯级带或同形扭曲带,均以北东东走向有规律地分布为主,北北西—北西及北东走向者居次要地位。     

1997—2016年中国大陆地区地磁台站观测环境变化定量分析

本文利用CHAOS-6地磁场模型计算1997—2016年中国大陆地区34个地磁台站模型值,分析比较模型计算值与台站实测值之间的差异,利用国际参考场模型IGRF12计算结果进行佐证。结果表明:地磁异常场模量△T作为地磁台站观测环境的一种标志,年变化显示:①中国大陆地区34个地磁基准台绝大部分位于地磁正常区或弱磁异常区,只有少数几个地磁台位于强磁异常区;②判断1个地磁台的地磁场环境,只测量总强度（F）是不够的,必须进行三分量绝对观测,利用地磁异常场模量△T评价地磁台的地磁场环境更全面、更科学合理。     

基于MF6, EMM2010和CGRF2010模型的中国大陆地壳磁异常特征

利用地磁场全球模型MF6, EMM2010和基于地面观测数据建立的2010.0中国地磁参考场(CGRF2010)等3个模型分别计算了中国大陆地区岩石圈磁场, 发现3个模型各有其特点: 基于卫星数据建立的MF6模型分辨率有限, 其磁异常条带呈蠕虫状; EMM2010模型岩石圈磁场概貌与MF6模型相似但细节特征十分突出; CGRF2010模型可信度较高, 其分辨率东西部差异较大, 异常形态以团状为主． 通过分析3个模型得到的中国大陆地区岩石圈磁场垂直分量ΔZ的强度及其分布特征发现: ΔZ分量在准噶尔盆地、 塔里木盆地、 柴达木盆地及四川盆地等地区均为正值, 而在天山、 大巴山等地区为负值; ΔZ分量分布在华北岩石圈地块与华南岩石圈地块吻合程度较高; 在青藏高原南部、 西域岩石圈地块北部以及松辽岩石圈地块, 全球模型与CGRF2010模型存在显著差别．      

墨西哥及邻近地区地壳磁异常场研究

基于墨西哥国内49个地磁测点的3分量数据,利用全球模型CM4,区域模型Taylor多项式及曲面Spline 模型计算并分析了地壳磁异常场,并在境外均匀选取了16个CM4模型的地壳场值作为补充点以控制边界效应.为了进一步比较验证,还选用了最新的EMM2010模型.结果显示将实测值减去CM4地核场的差值所得到的磁异常分布与直接基于测点的CM4磁异常分布在分布形态和强度都有较大的差别,而与基于实测值的Spline网格值减去CM4地核场网格值后非常类似.总强度F在境内以负值居多,强度随纬度的升高其强度由大变小再变大;水平分量H在境内以正值居多,强度随纬度的升高而强度变大;磁偏角D分量除了西北部分区域外,其它区域都为正值,强度随经度的升高而变大.基于现代高精度的CM4及EMM2010模型绘制了墨西哥地区的磁异常网格值进行比较,两者间存在的差异主要由截断阶数与所使用卫星数据的不同所致.通过实测值结合Taylor多项式和曲面Spline两种区域模型研究磁异常,认为若进行地磁场异常的理论研究,可采用现有的高精度全球模型绘制的磁异常图,若进行实际的工程应用,可从实际的测点出发,结合常用的区域模型进行应用,曲面Spline模型较适于模拟区域地区的地壳磁异常.     

嘉峪关地磁低点位移异常与干扰因素的讨论

利用嘉峪关地磁垂直分量1993～1998年的资料,系统分析了嘉峪关地区地磁场Z分量的年变形态。结果表明：地磁低点位移异常与地磁Z分量的季节性变化有关,与地磁场的日变幅度有关。     

基于泰勒多项式模型的1960—2000年中国大陆各年代磁异常场差异

基于1960.0,1970.0,1980.0,1990.0和2000.0年的中国大陆地区实测地磁数据,采用泰勒多项式展开建立了一个中等尺度的低空间分辨率的地壳磁异常模型,结合第四代地磁场综合模型CM4绘制了各年代的磁异常场分布图,并将所有实测点归算至2000.0年以分析磁异常的整体分布,而后通过最新开发的综合地面磁测数据及航空磁测的三维曲面样条模型研究各年代磁异常的差异。结果显示：泰勒多项式模型的北向分量X的磁异常强度随时间逐渐降低,分布呈向西南收缩趋势;东向分量Y的磁异常呈正值区向西部移动、负值区逐步占据优势的趋势;垂直分量Z的磁异常以负值为主,形态较为稳定,说明该分量不易受到其它因素的干扰。对于归算后磁异常的整体分布,X向和Z向分量、总强度F、垂直分量H几乎均为负值,与CM4模型存在一定的差异。由于数据的相似性,总强度F的分布与3DSS模型有一些相似特征,但后者可反映更多的中小尺度磁异常信息。三种模型存在的差异主要来自数据数量、位置和建模方法的不同。