利用磁异常平面特征推断磁性体形态

刘凤岐，张 甲，刘 萍

吉林省第一地质调查所，吉林 长春 130033

半定量解释是磁测资料解释的重要内容，是指在定量解释之前，根据实测的磁异常平面及剖面特征，结合测区地质情况，参照正演资料，对引起磁异常的矿体的形状、产状及其空间位置进行大致的推断解释，为定量解释提供选择方法的依据和初始参数，为进一步的地质、物探及其它工作打下基础。实际工作表明，不考虑矿体的形状及产状而随便采用某种定量计算方法，计算结果往往与实际情况相差很大。因此，半定量解释在磁测结果解释过程中具有重要的意义。

对于磁测结果的半定量解释的方法，有大量的专著和文献进行了阐述，并已积累了大量的实际资料。本文仅从根据简单磁异常平面特征判断磁性体形态作简要介绍，并结合实际工作进行探讨。

1 磁性体异常平面分布

单个磁性体Za 磁异常的在平面上的延伸情况大体可以分为三种，即等轴状、椭圆状和长带状。如球体的Za 等值线为等轴状，有限长水平圆柱体和板状体的异常为长椭圆状，二度板状体和水平圆柱体等的Za 等值线为长带状。平面等值线的形态往往是磁性体水平展布情况的反映，磁异常轴的方向一般反映地质体的走向[1]。

根据磁异常在平面上的延伸情况，可以将异常分为三类：三度体异常、二度体异常和似二度体异常。平面等值线无明显走向、各个方向延伸长度基本相等的异常，称为三度体异常；平面等值线有明显走向、异常的长轴比短轴长3～5 倍的异常，称为二度体异常；介于上述二者之间的称为似二度体异常。

一般来说，当磁性体走向长度比起磁性体截面的尺度、埋藏深度大得多时，且将研究的剖面取在沿走向的中部，就可以将其视为二度体来计算。在走向方向延伸有限，埋藏较浅的磁性体，也可以近似地看成二度体；若埋藏较深，则看成三度体。

另外，在实际工作中，常常忽略磁性体的某些细节，只保留其基本特征，把复杂形体引起的异常近似简化为几种简单规则的形体引起的异常。例如，通常把三度体引起的异常看作是球体、直立或倾斜圆柱体的异常；把二度体异常看作是直立或倾斜厚板、薄板和水平圆柱体异常；把似二度体异常看作是有限走向的水平圆柱体、薄板或厚板体异常等等。利用磁异常的平面特征判断磁性体的形态需要掌握一些典型磁性体的正演曲线以及模型试验曲线，只有熟悉了已知各种形状、产状和磁性体磁异常分布规律，才能根据实测的磁异常的特征来推断磁性体的大致形状，这是一个从已知到未知的过程。在实际工作中，在确定推断磁性体的大致形状时还应注意磁性体的埋藏深度、走向、斜磁化和剩磁等因素的影响。

2 典型磁性体实例分析

在北半球，地磁场的方向是向北向下的，正常磁化的磁性体分布特征一般为南正北负，在此，例举实例均以具有此类磁异常特征的典型磁性体为例。

图1 是倾斜磁化球体上的Za 理论曲线。从图上可知，球状矿体理论曲线特征主要有：①在Za极大值附近，等值线呈长轴与总磁化强度的水平方向垂直的椭圆状，再往外逐渐呈圆形；②Za 极大值北侧异常梯度变化比南侧大；③Za 正值北面有一片负值分布。在了解了球状磁性体磁异常Za 平面分布规律后，在实际工作中遇到诸如图1 的磁异常分布时，就可大致推断该异常为球状矿体引起。图2 是一个实测的Za 磁异常平面等值线图，不难看出，此异常与图1 所示磁异常分布特征很相似，为三度体异常，此矿经钻探验证，已证实矿体为似球状[2]。

图3 是理论计算的薄板状体斜磁化Za 平面等值线图[3]。从图不难看出，在极大值附近的等值线，总是具有一定走向的扁圆形，且异常轴走向与磁性体走向一致。当为倾斜薄板状体（图3 右）时，靠近负值一侧的正异常梯度变化就不如水平薄板状体（图3 左）大。在熟悉了磁性体与磁异常的对应关系，就可以从磁异常平面等值线图确定磁性体的平面分布位置。

图4 是内蒙古阿左旗宁C-72-112 异常的Za 平面等值线图，与图3 薄板状体Za 平面等值线图进行对比很相似，为三度体异常，异常走向北东向。但其正异常梯度变化趋势与图3 右图倾斜薄板状体相似，考虑到正异常在垂直走向方向有一定展布，此磁性体可大致推断为顶面倾斜的薄板状体。

图 l 倾斜磁化球体上Za 平面等值线图Fig.l Tilt magnetized sphere Za plane contour map

图3 理论计算的薄板状体斜磁化Za平面等值线图Fig.3 Theoretical laminated body oblique magnetization Za plane contour map

图4 阿左旗宁C-72-112异常Za 平面等值线图Fig.4 C - 72-112 abnormal Za plane contour map

图5 敖伦布拉格MI-33-1异常Za平面等值线图Fig.5 MI - 33-1 abnormal Za plane contour map

图5 是内蒙古敖伦布拉格MI-33-1 异常Za 异常平面分布图。从异常走向可知此磁性体走向北北东，异常长轴大于短轴3 倍以上，为典型的二度体异常。其正异常东侧缓慢下降，西侧下降较剧并出现明显负值。由以上特征可以推断引起此异常的磁性体为走向北北东，倾向东向的板状体，从异常东侧无明显负值可知此板状体向下延伸较大。

图6 是内蒙古营盘壕M-48 异常，从Za 异常平面等值线图可以看出，此异常平面特征为：主异常地段只有正异常，无明显负值；异常长轴比短轴长2～3 倍，为似二度体异常；走向东西向，垂直于走向的水平线上的Za 曲线近于对称。由以上特征可以推断此异常为顺层磁化、向下延深很大的板状体引起。

图6 内蒙古营盘壕M-48异常Za 平面等值线图Fig.6 M - 48 abnormal Za plane contour map, Yingpanhao,Inner Mongolia

3 几点认识

利用磁异常平面特征推断磁性体形态时应遵循“从已知到未知，从简单到复杂”的原则，在进行推断磁性体形态之前应熟悉各种规则磁性体的磁异常分布形态。

掌握了引起简单磁异常的磁性体形态后，在利用复杂磁异常推断时才能对复杂形态进行较为正确的大致判断。需要注意的是，当根据复杂磁异常判断磁性体形态时，磁性体的形态只有近似意义。当磁性体叠加较为严重时，推断结果往往是多个磁性体叠加的大致形态。磁性体的埋藏深度对判断磁性体的形状的影响也不可忽视，如随着埋深的增加，磁异常会越接近等轴状异常，正负伴生的等值线分布特征逐渐消逝，使磁异常接近规则形体引起的磁异常。因此，当磁性体埋藏较深时，走向长度短的磁性体可能被推断为球体，走向长度足够长的磁性体可能被推断为水平圆柱体。

[1] 管志宁．地磁场与磁力勘探[M].北京:地质出版社,2005.

[2] 熊光楚．磁铁矿床上磁异常的解释推断[M].北京:中国工业出版社,1964.

[3] 地面磁测资料解释推断手册[M].北京:地质出版社,1979.