第10课磁异常正演PPT讲稿.ppt
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1、第10课磁异常正演第1页,共53页,编辑于2022年,星期一 观测面是水平的;观测面是水平的;磁性体为单个的规则形体;磁性体为单个的规则形体;磁体被均匀磁化;磁体被均匀磁化;剩余磁化强度与感应磁化强度方向一致;剩余磁化强度与感应磁化强度方向一致;不考虑退磁的影响;不考虑退磁的影响;围岩无磁性。围岩无磁性。为了便于分析,作出如下假设:为了便于分析,作出如下假设:第2页,共53页,编辑于2022年,星期一 坐标系坐标系原点:原点:磁性体的中心或顶部中心在地面的投影点 Y轴:轴:平行磁性体走向;X轴:轴:垂直磁性体走向;Z轴:轴:垂直向下;观测平面:观测平面:XOY面OXYZOX第3页,共53页,编
2、辑于2022年,星期一一、有效磁化强度矢量 假设磁性体为均匀磁化且不考虑退磁和剩磁,磁化强度矢量 M 的空间分布如图。M M:总磁化强度矢量;总磁化强度矢量;MsMs:有效磁化强度矢量;有效磁化强度矢量;M MH H:水平磁化强度矢量;水平磁化强度矢量;i:i:磁化倾角;磁化倾角;isis:有效磁化倾角;有效磁化倾角;A A 为为 Mx Mx 与与 M MH H 间的夹角,间的夹角,A A 为磁性体走向与为磁性体走向与M MH H的夹角的夹角 第4页,共53页,编辑于2022年,星期一由图可以看出第5页,共53页,编辑于2022年,星期一由上式可知第6页,共53页,编辑于2022年,星期一以上
3、关系式表明:磁性体被磁化与地磁场的大小和方向、自身磁化率地磁场的大小和方向、自身磁化率有关。磁性体的磁化强度与磁性体的走向或剖面方向磁化强度与磁性体的走向或剖面方向有关。当形体确定后,磁化强度的方向磁化强度的方向是决定磁场特征的重要因素第7页,共53页,编辑于2022年,星期一oyzMMsMxMyMzNisA,xIA,为测线方位角I 为磁倾角第8页,共53页,编辑于2022年,星期一有效磁化强度有效磁化强度 Ms:总磁化强度总磁化强度 M 在观测剖面内的投影在观测剖面内的投影有效磁化倾角有效磁化倾角 is:Ms与与 x 轴正向的夹角轴正向的夹角两个重要概念:两个重要概念:第9页,共53页,编辑
4、于2022年,星期一3、90A,0,即磁性体走向为任意:,即磁性体走向为任意:MzMsMIi 90(斜磁化)(斜磁化)1、A,=0(剖面为南北方向),即磁性体走向为东西:(剖面为南北方向),即磁性体走向为东西:Ms=M is=I I (倾斜磁化)(倾斜磁化)讨论讨论 在中高纬度区,以济南地区为例,在中高纬度区,以济南地区为例,I=53 I=532、A,=90(剖面为东西方向),即磁性体走向为南北:(剖面为东西方向),即磁性体走向为南北:Ms=Mz is=90 (垂直磁化)(垂直磁化)53Ms+SNWEMs+,第10页,共53页,编辑于2022年,星期一二、总强度磁异常 实际磁测中更易于测定总磁
5、场的模量异常 T,而磁异常正演则更方便的计算出磁场三分量Za、Hax、Hay。因此,需要研究T与Za、Hax、Hay的关系,以便通过磁场三分量来正演T。第11页,共53页,编辑于2022年,星期一地磁场总强度地磁场总强度正常地磁场强度正常地磁场强度磁异常总强度磁异常总强度总磁场模量异常总磁场模量异常根据矢量三角形的余弦定量:根据矢量三角形的余弦定量:两端取平方,并除以两端取平方,并除以T02:当当TaT0时,上式中的平方项可去掉:时,上式中的平方项可去掉:第12页,共53页,编辑于2022年,星期一T与Za、Hax、Hay的关系T是Ta在T0方向的分量,令t0表示T0单位矢量,其方向余弦cos
6、(x,t0)=cos,cos(y,t0)=cos,cos(z,t0)=cos,则:T是是Ta的三个分量分别投影到的三个分量分别投影到T0方向之和方向之和第13页,共53页,编辑于2022年,星期一T与Za、Hax、Hay的关系T0在XOY面的投影H0,之间夹角为I,x轴与H0的夹角为A,则:可改写为:可改写为:第14页,共53页,编辑于2022年,星期一三、规则形体的三、规则形体的Za磁场磁场(一)柱体的(一)柱体的Za 磁场磁场MsHaZaTaox-Qmhp(x)(1)磁场表达式)磁场表达式1.单极的磁场单极的磁场第15页,共53页,编辑于2022年,星期一 剖面特征剖面特征负点磁荷的负点磁
7、荷的Za 曲线是一条曲线是一条正的纵轴对称曲线正的纵轴对称曲线。平面特征平面特征负点磁荷的负点磁荷的Za 异常平面等值线为以柱体顶面中心在地面的投影点为异常平面等值线为以柱体顶面中心在地面的投影点为圆心的一系列疏密不等的同心圆圆心的一系列疏密不等的同心圆。随随h的增加,的增加,Za值减小,而异常的范围变宽。值减小,而异常的范围变宽。(2)磁场特征)磁场特征第16页,共53页,编辑于2022年,星期一按照上面的分析,可得到正点磁荷正点磁荷的磁场:MsHaTaox+Qmhp(x)正点磁荷的正点磁荷的Za 曲线是一条曲线是一条负的纵轴对称曲线负的纵轴对称曲线。Za第17页,共53页,编辑于2022年
8、,星期一2.双极的磁场双极的磁场(1)磁场表达式)磁场表达式由上顶负点磁荷和下底正点磁荷产生的由上顶负点磁荷和下底正点磁荷产生的磁场的迭加,即:磁场的迭加,即:MsHaZaTaox-Qmh0p(x)+Qm2l第18页,共53页,编辑于2022年,星期一(2)磁场特征)磁场特征利用场的叠加原理,可得双极的利用场的叠加原理,可得双极的Za剖面曲线,下图:剖面曲线,下图:Za为两側有负值的为两側有负值的不对称曲线不对称曲线,在柱体倾斜一方负值明显,极大值偏,在柱体倾斜一方负值明显,极大值偏离原点,且向柱体倾斜的反方向位移离原点,且向柱体倾斜的反方向位移.第19页,共53页,编辑于2022年,星期一(
9、二)球体的磁场 一些有限大小的地质体,当中心埋深比其直径大很多时,它们在地面产生的磁场特征与球体的磁场特征近似。第20页,共53页,编辑于2022年,星期一球体中心位于坐标原点之下的中心剖面球体的磁异常公式球体中心位于坐标原点之下的中心剖面球体的磁异常公式式中 ms s,称为球体的有效磁矩,V 为球体的体积。I 为磁化倾角,A为测线方向与磁北的夹角。第21页,共53页,编辑于2022年,星期一 A,=90,在东西剖面内is=90,有效磁化强度 Ms 垂直向下,这时球体在剖面内被垂直磁化。上式可简化第22页,共53页,编辑于2022年,星期一Za为两侧有负值的对称曲线,为两侧有负值的对称曲线,Z
10、amax在原点处。在原点处。剖面为东西向(A,=90is=90)(垂直磁化)Mso oR第23页,共53页,编辑于2022年,星期一 剖面南北方方向(剖面南北方方向(A,=0),),is=I(斜磁化)斜磁化)ZaZa为两側有负值的不对称曲线,为两側有负值的不对称曲线,磁化方向指向的一側,曲线梯磁化方向指向的一側,曲线梯度大,且负值明显;度大,且负值明显;ZaZamaxmax偏离原点,向磁化方向的反方向位移。偏离原点,向磁化方向的反方向位移。O OMs第24页,共53页,编辑于2022年,星期一is=30 is=90 is=0 由上面的讨论可知,球体的Za异常特征与is有关。当is由900时;Z
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