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強磁怎樣表達數據

發布時間: 2022-02-15 21:10:35

Ⅰ 強力磁鐵是怎樣製作出來的

釹鐵硼的製造採用粉末冶金工藝,將含有一定配比的原材料如:釹、鏑、鐵、鈷、鈮、鐠、鋁、硼鐵等通過中頻感應熔煉爐冶煉成合金鋼錠,然後破碎製成3~5μm
的粉料,並在磁場中壓製成型,成型後的生坯在真空燒結爐中燒結緻密並回火時效,這樣就得到了具有一定磁性能的永磁體毛坯。毛坯經過磨削、鑽孔、切片等加工工序後,再經表面處理就得到了用戶所需的釹鐵硼成品。
工藝流程: 配方--熔煉合金--破碎--制粉--磁場下成型---燒結---時效處理---檢測---機械加工成型---電鍍處理。

表面處理

燒結釹鐵硼永磁材料是一種化學活性強的粉末冶金材料,其特性硬而脆、易被氧化腐蝕。基於這樣的特點,目前採取的最有效的辦法就是表面防護層。但釹鐵硼燒結永磁體表面由於存在著在磨削加工時產生的惡化層和密度化不完全而產生的空孔、氧化相等,其表面處理必須採取必要的前處理和適當的電鍍工藝,如下所示:

倒角→除油→酸洗→超聲波清洗→電鍍→老化→鍍層檢測

Ⅱ 磁測數據的處理與解釋

(一)磁測數據的處理

在環境與工程測量中獲得的磁測數據的處理與解釋方法與礦產勘查中數據處理與解釋方法基本相同。數據處理大體上可分為濾除干擾的一般處理和提取信息的專項處理兩類。一般處理的目的在於濾除干擾,得到能客觀反映磁場面貌特徵的基礎圖件;專項處理的目的在於盡可能多地提取有效信息,或改變異常形式,以便於解釋及與地質等綜合信息的對比分析。

專項處理方法大致分成三類:

1)位場轉換處理方法,如化極處理、磁重轉換等;

2)突出「平緩場」弱變化的處理方法,如自適應濾波、互相關濾波等;

3)劃分區域場與突出局部異常的方法,如上、下延拓,求導與積分,匹配濾波等;

需要指出的是,上述處理方法的應用應根據實際情況進行取捨。

另外針對某些特殊情況,常用以下與高精度磁測相匹配的數據處理技術,避免處理精度不夠對有用信息的損失。

1.磁異常弱信號提取技術,增強異常分辨能力

在利用磁異常進行地質問題調查中經常會遇到有用異常被干擾所淹沒而難於分辨,所以弱異常的提取在磁異常解釋中具有十分重要的意義。由於有用異常經常與干擾頻率相近,所以採用統計方法可能更合適。如採用最佳檢測系統與自調節 濾波提取弱信號等。

2.航磁低緯度化極與變磁傾角化極

為解決低磁緯度化極的不穩定性問題,人們研究了許多方法,綜合起來可分為兩類:一類是頻率域方法;另一類是空間域方法。比較起來,頻率域方法計算速度較快,但化極精度不夠高;空間域方法精度較高,但由於涉及求解大型方程組問題,只能處理小面積數據,實用性差。近年來對空間域方法作了進一步改進,但在提高速度的同時也降低了精度,總的來說這類方法速度提高很有限。對於頻率域方法提出了各種改進措施,這些方法在一定程度上使低緯度化極效果得到改善,但其精度仍有待提高,所以簡便高精度低緯度化極方法的研究仍是今後需要研究的方向。

當航磁測區南北方向跨度大時,全區按一個磁傾角處理就會產生較大誤差,所以必須考慮按實際地磁傾角變化的變磁傾角化極。目前,在頻率域解決此問題的途徑有兩個:一是把全區磁化傾角變化作統一處理的全變傾角化極;二是把測區劃分為若干條帶的小區,小區內地磁傾角取平均值,而後依次用每一小區的磁傾角對全測區數據作化極,最後將各帶的處理結果拼接起來得到分帶變傾角化極。由於全變傾角化極中對傾角變化規律的簡化和分帶化極的拼接處理等都將影響結果的精度,進一步研究高精度實用的變傾角化極方法仍是十分必要的。

3.磁異常曲面延拓

位場曲面延拓對中高山區磁場的解釋特別重要。國內外專家已提出過多種基於等效源層(空間域)曲面位場延拓方法。實際工作中由於磁測數據量大,特別是航磁在處理大量數據時常要花費大量計算機時與分塊處理拼圖造成的不夠精確等問題,因此,這些方法還不便在生產實際中推廣應用。在頻率中研究快速實用的曲化平方法是一個有前景的方向,將位場表示為泰勒級數譜,採用迭代法逐次逼近求出平面上的場值,平面可以通過起伏面,但只有當延拓高度較小時才適用。

4.不同深度磁場的劃分

為了提高磁場的垂向解析度,研究沿深度的分場方法具有十分重要的意義。雖然目前已有匹配濾波、正則化濾波、補償圓滑濾波等多種方法,但所得結果還不能與深度有定量的對應關系,可採用適合位場特點的小波變換方法以及深度濾波方法。

(二)磁異常的推斷解釋

磁異常的解釋比較復雜,因為磁異常形態取決於諸多因素,如物體的幾何形態、物體所處位置上的地磁場方向、組成物體岩土的磁化方向、相對於物體軸向的測線方位等,因此,在解釋磁異常時,要特別注意分析磁異常的平面特徵和剖面特徵。磁異常反演可以採用比較成熟的一些反演方法,如特徵點法、切線法、梯度積分法、矢量解釋法、線性反演法等。

1.幾種簡單形體的磁異常特徵

(1)柱狀體的Za曲線特徵

在自然界中的火山頸、筒狀體等均可看作柱狀體。在北半球,向北傾斜的柱狀體基本上都是順軸磁化,磁化方向由柱頂指向柱底,即柱頂為負磁極,柱底為正磁極,其他地方無磁極分布。當柱體截面積很小並向地下延深較大時,柱底正磁極在地表產生的磁場可以忽略,這時就相當於一個負點磁極(單極)產生的磁場。在通過它正上方的剖面上,Za曲線的特徵如圖4-3a。由圖可見在柱頂上方出現Za極大值,曲線兩側對稱,且向兩側逐漸減小,遠處趨於零,但不出現負值。柱頂上方的Za平面等值線特徵是以柱頂在地面投影為圓心的一系列同心圓(圖4-3b)。若柱體延深有限(雙極)或斜磁化時,Za曲線呈不對稱狀,且在傾斜一側,或在產生正磁荷的一側出現負值。

圖4-3 柱狀體的Za曲線異常

(2)球體的Za曲線特徵

自然界中的囊狀體、透鏡體、充有磁性礦物的溶洞都可以近似看作球體。一個均勻磁化球體的磁場等效於一個磁偶極子的磁場。圖4-4和圖4-5分別為垂直磁化和傾斜磁化Za異常曲線圖及斷面上磁力線的示意圖。垂直磁化的Za異常曲線呈對稱狀,極大值在球心正上方,兩側逐漸減小,且出現負值,遠處趨於零。球頂上的平面Za等值線形狀是以球心在地面投影為圓心的一系列同心圓,中間部分為正值,外圍等值線為負值。斜磁化的Za異常曲線呈不對稱狀,兩側負值不相等,當磁化強度向右下傾斜時,Za極大值向左移,右側負值幅度較大。其等值線形狀傾斜側變密,另一側變疏。

圖4-4 垂直磁化球體的Za曲線

圖4-5 傾斜磁化球體的Za曲線

(3)板狀(脈狀)體的Za曲線特徵

自然界中的層狀體、脈狀體都可近似地看作板狀體。當板狀體的頂面埋深小於上頂面寬度時,為厚板,反之為薄板,薄板和厚板的磁場特徵基本類似。當M的方向與層面平行時,稱為順層磁化,斜交時,稱為斜磁化。

當板狀體無限延深且順層磁化時(單極線),主剖面上Za曲線特徵同單極的異常形態類似(圖4-6),只是異常梯度變緩,寬度增大。在平面上,Za等值線的形狀呈條帶狀。在斜磁化時,Za異常曲線呈不對稱狀,當板狀體傾角小於地磁場傾角時(圖4-7),Za曲線極大值向右偏移,左側出現負值。其他情況可自行分析。在等值線平面圖上,Za等值線呈具有一定走向的條帶狀,一側為正值,另一側為負值。

(4)接觸帶的Za曲線

垂直接觸帶走向的測線上,Za異常曲線的特徵(圖4-8),在磁性岩層一側出現正值,且延續較長范圍,非磁性岩層一側出現負值。

圖4-6 順層磁化板狀體Za曲線

圖4-7 斜磁化板狀體Za曲線

圖4-8 接觸帶的Za曲線

2.磁異常的定性解釋

(1)磁異常解釋的步驟

在磁異常圖上,首先是根據勘探任務,從異常的規模、形態、梯度、峰值高低等異常特徵入手,確定哪些是與勘探任務有關的有用異常,哪些是與勘探任務無關的干擾異常。然後用區域校正的方法消除干擾,突出並繪制出有用異常。在解釋過程中還應密切結合工區的地質和其他物探資料,綜合對比分析,從中找出引起磁異常的地質因素。最後對有意義的異常,可作定量或半定量計算。

(2)磁異常特徵與地質體之間的關系

磁異常的形態與地質體的形狀、磁性強弱、產狀等的關系,可綜合如下:

如果在等值線平面圖上磁異常沿某一方向延伸較遠,說明該磁性體為二度體,長軸方向即為磁性地質體的走向。當磁異常無明顯走向時,說明磁性體可能為球、柱等二度體。磁性地質體的規模可根據異常范圍大致確定。

在Za等值線平面圖上,如果發現在正異常周圍有負異常,一般為有限延深的磁性地質體引起;如果只在一側出現負值,則為無限延深斜磁化地質體引起;如果在正異常周圍不出現負異常,則為順層(軸)磁化無限延深的地質體。

磁異常幅值的大小與地質體的磁化強度成正比,且隨地質體的體積增大而增加。當M和體積一定時,磁異常隨地質體的埋深加大而減小,且曲線梯度小,異常范圍加寬。

另外,根據磁異常等值線平面圖還可以圈定地質體在地面上的投影位置。當Za曲線呈對稱狀時,高值帶一般出現在磁性地質體正上方;當異常曲線不對稱時,極大值相對於地質體中心有偏移,這時地質體中心在地面的投影位於極大值和極小值之間。

3.磁異常的定量解釋

(1)特徵點法

該法主要用於簡單形體求解。對於無限延深順層磁化的柱體(單極),可用下式來求頂面埋深h:

環境與工程地球物理勘探

式中:x1/2為原點(極大值點)到半極值點距離。

對於無限延深順層磁化的板狀體頂板埋深h,則有

環境與工程地球物理勘探

水平圓柱(偶極線)中心埋深h為

環境與工程地球物理勘探

(2)切線法

切線法是一種近似的經驗方法。其特點是,方法精度不高但速度較快。具體做法是通過曲線極大值、極小值及曲線兩翼拐點分別作五條切線,如圖4-9所示。利用拐點切線與極值點切線交點的橫坐標來求磁性體埋深h,其關系式為

環境與工程地球物理勘探

圖4-9 切線法原理

式中:xj、x'j為極大值點切線與拐點切線交點的橫坐標;x0、x'0分別為兩個極小值點切線與拐點切線交點的橫坐標。

(3)選擇法

該方法也稱理論曲線與實測曲線對比法。它是通過對實測曲線和地質資料的分析,初步確定地下磁性體的產狀、體積及埋深,然後利用理論公式計算出異常曲線,並用此理論曲線與實測曲線進行對比。如果兩曲線基本特徵一致,說明原確定的磁性體參數符合實際情況;若差別較大,需要進一步修改有關參數再計算理論曲線;再對比,以逐步逼近實測曲線,直至兩曲線吻合為止。此時假定的各參數即為實測磁性體參數。具體計算方法多採用量板法或計算機處理。

Ⅲ 磁測數據整理

由於使用的是ENVI高精度質子磁力儀,無零點漂移和讀數突變現象,所以無需進行溫度改正及其與儀器因素相關的改正,主要進行日變改正和正常場改正。

(一)日變改正

本次工作按照規范選擇日變站。日變站位於當天計劃測線的中部。日變站周圍水平梯度及垂直梯度變化在半徑2m及高差1m內小於1nT。日變站遠離公路(離公路至少100m)、無電線、干擾小、地勢平坦。每次日變站的選擇都基本符合選址的要求。

日變觀測所用儀器是2232號儀器,讀數間隔為120s。日變觀測早於基點觀測,晚收於基點觀測。在每天的日變觀測期間,日變探頭假設高度均一致,距地面1.5m,方向按探頭上的標識對好。每天工作完畢,進行日變數據回放、成圖。日變曲線經審查合格後,日變儀器與野外儀器經過232C標准介面對接,直接自動進行日變改正。

(二)正常磁場水平梯度改正

在北半球正常地磁場總強度值由南向北即隨緯度的增加而逐漸增強,其梯度約為5nT/km,本測區南北長670km,累計梯度變化達3350nT左右,顯然做這項改正是非常必要的。

本研究採用地磁場球諧分析的方法,選用10階球諧級數來求得測區所有測點的正常地磁場總強度值。地磁場總強度3個分量球諧級數的表達式為:

東北地球物理場與地殼演化

式中:gmn、hmn是高斯系數,可查表得;ρmn(cosθ)是n次m階締合勒讓得多項式;λ、θ分別為各測點的精度和余緯度。

測網測量結果提供的是各個測點的大地坐標值,經坐標轉換可得出各個測點的經度λ和余緯度θ,將λ、θ代入上述球諧級數表達式,就可以得各個測點地磁總場強度的3個分量。根據 求得各個測點正常地磁場值。

Ⅳ 強磁的用處

儀表儀器

Ⅳ 強磁鐵石的磁力是怎樣計算出來的

強磁鐵石的磁力是怎樣計算出來的
永久磁鐵(強磁鐵石)和電磁鐵(電磁鐵石)的磁力是用磁通量(H)來描述的,它是磁感應強度(通常用B表示)與磁感應面積(S)的向量點積,也就是以下公式:
H=BS
直觀形象地描述是,通過某一平面的磁通量的大小,可以用通過這個平面的磁感線的條數的多少來說明。磁感應強度越大,磁感線越密。因此,磁通量就越大,意味著穿過這個面的磁感線條數越多。

Ⅵ 多強的磁鐵能消除硬碟上的數據

我看過國外一個
科教片
,做的就是
強磁

硬碟數據
的影響,一般的磁力根本不會對硬碟產生影響,最終是一種比吸起
報廢汽車
的電磁還要大的超級電磁,才抹掉了硬碟數據。

Ⅶ 什麼是強磁

就是強大的磁場

Ⅷ 強磁和普磁

釹鐵硼(強磁),鐵氧體(普磁)。

強磁,釹鐵硼磁鐵。如今對釹鐵硼磁鐵的別名叫法很多,如磁鋼,磁鐵,釹鐵硼磁鐵,燒結釹鐵硼,強磁等都是稀土釹鐵硼磁鐵的別名。

普磁就是四氧化三鐵這類的,比如磁鐵礦等等。

強磁的性能比較好,最大磁能積、矯頑力等指標都要高出其他磁體。缺點是不耐高溫。

我們常見的磁石就是一種鐵氧體。

北京久久磁材有限公司
地址:北京市昌平區天通苑西三區18號
http://www.allss.com.cn/bj/live/other/1000867.html

Ⅸ 多強的磁鐵可以銷毀數據

磁鐵只對磁碟數據有破壞作用。
手機數據一般不用磁碟存儲,因為磁碟體積太大。
手機數據一般存儲在FLASH或鐵電中,沒聽說過磁鐵可以破環FLASH數據。

Ⅹ 重、磁數據常規處理方法

所謂常規數據處理是指在重、磁數據處理中經常使用到的位場轉換或濾波處理,如上延、求導數、化極等。下面對本次研究中使用的常規數據處理方法做一簡述。

空間域異常處理、轉換的基本公式均可以寫成如下的褶積形式

東北地球物理場與地殼演化

式中:fa、fb分別表示原始異常處理和轉換前、後的異常;為權函數。不同的處理、轉換間只是它們的權函數不同而已。

由於上述兩式與電子電工學中描述濾波器濾波特性的卷積的形式完全相同,因此異常的處理和轉換又稱為異常的濾波。由卷積定理有

東北地球物理場與地殼演化

式中: 分別為原始異常和處理、轉換後異常的波譜; 為權函數φ的波譜(也稱為處理與轉換因子、波數響應、濾波運算元)。

將(4-5)、(4-6)、(4-7)式比較可知,空間域的處理和轉換是褶積運算,而波數域是乘積運算。而且,波數譜的連乘可以完成連續的多種變換。因此數域的轉換方法要簡單得多。隨著電子計算機的廣泛應用,特別是快速傅里葉變換演算法的問世,使區域重磁資料數據處理中的波數域方法成為主要的方法。

在本次研究工作中,數據處理的計算工作是在波數域中進行的。十分明顯,為實現波數域的異常處理、轉換,必須已知或設計出處理、轉換因子 。

根據計算,重、磁異常波譜公式是一些獨立因子的乘積,其通式為

東北地球物理場與地殼演化

式中:A為參數因子,只與地質體的剩餘密度或剩餘質量有關;B為參數因子,只與地質體的磁化強度或磁矩有關;H(ϖ,h)為深度因子,僅與地質體的深度有關;S(ϖ,a,b)為水平尺寸因子,僅與地質體的水平尺寸有關;L(ls,ms,ns,mt,nt)為方向因子,只與磁化強度和地磁場的方向有關;D(ϖ,ξ,η)為位移因子,它是由於坐標原點任選而增加的因子。

(一)解析延拓

根據異常波譜特徵的計算,可知無限延深直角稜柱體異常波譜深度因子H=e(-hϖ)。若原始異常體的深度為h1,解析延拓後異常體的深度為h2,則有

東北地球物理場與地殼演化

式中:Δh=h2-h1

於是 因子延拓因子應為

東北地球物理場與地殼演化

式中:ϖx、ϖy分別為與x軸、y軸的對應的圓波數, 為徑向圓波數。

上延時Δh>0,下延時Δh<0。上延可壓制高波數成分(即突出低波數成分),屬低通濾波;下延可放大高波數成分(即突出高波數成分),屬高通濾波,但對低波數成分無壓製作用。

(二)導數計算

重、磁異常的導數計算廣泛應用於異常的處理和解釋。原因在於:①異常的導數在不同形狀的地質體上有不同的特徵,有助於對異常的解釋和分類;②異常導數可以突出反映淺部地質因素,而壓制區域深部地質因素的影響,在一定程度上可以劃分不同深度和大小異常源產生的疊加異常;③在利用歐拉反褶積對重、磁異常進行構造反演計算時,要用到異常水平一階導數和垂向一階導數。

1.垂向導數

由於重、磁異常函數f(x,y,z)的n階垂向導數可以用下列公式表示

nf(x,y,z)/∂n=-∂nf(x,y,h)/∂hn,因此由深度因子H=e(-hϖ)可以求出異常的n階垂向導數因子。

東北地球物理場與地殼演化

顯然一、二階垂向導數因子分別為:

東北地球物理場與地殼演化

重、磁異常垂直導數可放大高波數成分(即突出高波數成分),但對低波數成分有壓製作用。

2.水平導數

由傅里葉變換(FT)的微分性質可知,沿x和y方向的異常水平導數因子分別為

東北地球物理場與地殼演化

式中: 當n取1,即為一階水平導數的轉換因子。如果異常f(x,y,h)對任意水平方向l的導數為: (其中,α為l與x軸的夾角)。依FT的微分性質可得到異常的方向導數因子。

由上式可知,異常的水平導數可突出某一方向上異常特徵(或構造線),如α=45°時,能突出135°方向的構造線。

(三)化地磁極

球體總強度磁異常T的譜Δ 為:

東北地球物理場與地殼演化

式中:qs=j(lscosθ+mssinθ)+ns,qt=j(ltcosθ+mtsinθ)+nt;而ls,ms,ns為磁化強度M的方向餘弦;lt,mt,nt為地磁場T0的方向餘弦;θ為徑向圓波數的極角。 為引力位的譜;G為萬有引力常數;ρ為密度;ϖ為圓頻率;μ0為真空導有磁率。

令qt=nt=1時,即垂直磁異常的譜為:

東北地球物理場與地殼演化

再令qs=ns=1時,即化極後垂直磁異常的譜為:

東北地球物理場與地殼演化

比較以上各式,便可得到化極轉換因子為:

東北地球物理場與地殼演化

從(4-18)式看出,化極因子與ϖ無關,因此磁異常化極無濾波作用。另外,從(4-18)式可知,磁異常化極需已知磁化強度方向。然而剩磁與感磁方向不一致時,磁化強度的方向是難以確定的,尤其在大面積磁測資料處理時,區內磁體很多,更無法了解它們的磁化強度方向,因此往往假設磁化強度的方向與地磁場方向一致。另外,實踐中還認為,在研究區范圍內的地磁場方向是相同的。這種假設在測區不大的情況下對結果的影響較小。圖4-2顯示出化磁時磁化傾角對結果的影響。根據這一計算結果,若測區的南北緯度差在10°之內,用統一的地磁場方向餘弦來作化磁極運算,其結果受影響不大。因此,對一般成礦預測為目的的區域性資料研究問題並不突出。但當作深部地質研究或大面積區域地質研究時,就要注意這種情況,有些學者已開始了測點地磁場方向餘弦各異時的化磁研究工作。

圖4-2 不同磁化方向化磁極後的曲線對比

(四)譜分析方法

譜分析方法作為重、磁異常數據處理、轉換的重要方法,有著廣泛的應用。利用徑向平均對數能譜分析可以估算重、磁場源的平均深度,為進一步的處理和解釋提供基礎信息。

下面對徑向平均對數能譜分析和平均深度估算的原理進行簡介:

經計算可知,球體重力異常的波譜為:

東北地球物理場與地殼演化

則球體重力異常功率譜為:

東北地球物理場與地殼演化

對數徑向功率頻譜為:

東北地球物理場與地殼演化

式中A=2πGρv=2πGm。上式表明,球體重力異常對數徑向功率譜與徑向圓波數中呈線性關系,見圖4-3a,故可利用lnE(ϖ)的擬合直線斜率求解出球體中心深度:

東北地球物理場與地殼演化

式中:f為波數,而ϖ=2πf。

另外,由球體磁異常功率譜也可計算深度。把引力位譜( =2πGme-hϖ/ϖ)代入(4-15)式,經整理可求得球體垂直磁化(qs=1),垂直磁異常(qt=1)的功率譜為:

東北地球物理場與地殼演化

式中B=2πμ0VM/4π=2πμ0m/4π;m為磁矩;V為球體體積;M為磁化強度。

東北地球物理場與地殼演化

上式說明,球體垂直磁化垂直磁異常的對數徑向功率譜與圓波數呈非線性關系(圖4-3b)。但是,在高波數段近於線性關系,可用(4-21)式計算深度。

圖4-3 對數徑向功率譜

(五)重、磁對應分析

基於泊松定理發展起來的重磁異常對應分析方法,是重磁數據綜合解釋的重要方法,能對重磁異常的相關性進行定量研究,有效地將重磁信息進行綜合,對重磁資料定性地賦予地質意義,並突出地質目標的反映,為重磁資料的地質解釋提供有用的信息,特別是在強磁性火山岩解釋中具有重要的作用。

重磁異常對應分析方法的基本理論如下:

由同一場源引起的重力異常和磁異常間的關系可以簡單地用泊松方程描述。當垂直磁化時,泊松方程可表示為:

東北地球物理場與地殼演化

式中:Δz為垂直磁化的垂直磁異常;M為場源磁化強度;G為萬有引力常數;Δρ為場源剩餘密度;Δg為重力異常; 為重力異常的垂向一階導數。

上式表明垂直磁化的垂直磁異常與重力場的垂向一階導數滿足線性關系,而且擬合直線的截距為零。

由於原始資料不可避免地存在某些干擾因素,通常進行重磁異常的線性回歸分析時,選用如下稍加推廣的泊松方程:

東北地球物理場與地殼演化

式中:b為斜率;A為截距。

將Δz與 作線性回歸分析則可得到斜率b與截距A的估計值。兩個離散序列的相關導數可以由下式求得:

東北地球物理場與地殼演化

式中:Cxy(k) 為兩個離散序列x(t)={x1,x2,…,xn}和y(t)={y1,y2,…,yn}的相關函數,k為延遲時間。當x(t)=y(t)時,稱為自相關函數Cxx(k)或Cyy(k)。

計算處理時,給定適當大小的分析窗口,將窗口內各點垂直磁化磁異常和重力異常的垂向一階導數進行最小二乘線性回歸,求得中心點的相關系數R、斜率b和截距A。

相關系數R反映了在給定窗口內重磁異常的線性相關程度,即宏觀地反映了重磁異常的「同源性程度」。相關系數絕對值接近於1的窗口區間重磁異常的「同源性」較好,它們或者同源、或者都離場源較遠、或者同處異常的拐點等。其中R接近+1時,重磁異常正相關;R接近-1時,重磁異常負相關。當R絕對值較小時,重磁異常相關性差,重磁異常可能不同源,或存在鄰近異常干擾,或是存在方向不同於地磁場的強剩磁磁性體等。

斜率b反映了所有場源泊松比的加權平均值,稱為廣義泊松比。只有在重磁異常同源的前提下,回歸所得的斜率b才有意義。僅由b不能直接確定M和Δσ,但若在解釋中結合其他地質、地球物理信息,就能從中獲得關於物性分布的有用信息,從而為進一步的定量解釋提供依據。

截距A反映了實測資料中的長波長成分,它主要反映重磁異常數據的背景變化。在重磁異常完全同源的理想情況下,A=0。

由於重磁異常對應分析是對場源之間的相關系數進行定性和半定量研究的方法,它能分離和鑒別不同類型的異常,從而勾畫出與異常場源相對一致的地質單元和構造分區,不相關區說明重磁異常不同源或存在鄰近異常干擾。

(六)歐拉反褶積與構造反演

歐拉反褶積方法使用歐拉(Euler)齊次關系,對經方向譜分析過的數據快速估計重、磁場源的位置和深度,是一種既能夠利用重磁網格數據,又對剖面數據有效地確定地質體位置(邊界)和深度的定量反演方法(Reid等,1990)。這種方法並不需要已知地質信息(密度、磁化率等)的控制。使用該方法可以將位場及其梯度以及場源位置之間的關系用歐拉齊次方程表示,而場源的不同形狀即地質構造的差異則表現為方程的齊次程度,就是所謂的地質構造指數,地質構造指數或齊次程度實質上表現了場隨離開場源距離的衰減率。模型研究和應用實例表明,這個方法對確定斷層、磁性接觸帶、岩脈、噴出岩體等構造位置或勾繪它們的輪廓有較高的精度。

位場的歐拉方程是由Thompson推導的。首先建立一個直角坐標系,取觀測平面為z=0,z軸向下為正,x軸指北,y軸指東。考慮在此坐標系中的任一函數f(x,y,z),如果

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則稱函數是n階齊次的。此外可證明,如果f(x,y,z)是n階齊次的,則滿足下列方程

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此偏微分方程稱為歐拉齊次方程,或稱歐拉方程。

對於位於(x0,y0,z0)的點磁源,在觀測平面上任一點(x,y,z)處的總磁場強度具有如下形式:

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式中 N=1,2,3,……。G不依賴於(x,y,z)。對於(3-23)這樣的函數,其歐拉方程可寫成

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方程(4-29)是n=-N階齊次的。三個坐標方向的梯度值可以利用空間域或波數域的一般位場變換計算出來。如果梯度值通過觀測獲得,直接用於方程(4-29)則更可取。

方程(4-29)雖然是根據磁源異常推導的,但對重力異常也同樣適用。該方程用於平面網格重、磁異常數據的反演計算。如果假定方程中橫向梯度∂ΔT/∂y為零,則可得到適用於剖面數據計算的方程。這對於眾多走向方向不變的二度情況很顯然就是這樣。

齊次度N被定義為「構造指數」,它是重、磁異常場源深度變化「陡緩」的量度。特定的地質構造具有特定的衰減率(即:構造指數)。例如:傾斜斷層的磁場、水平薄岩脈的磁場按線性的規律變化,構造指數就為1。表4-1列出了構造指數對應的地質構造。

利用不同坐標點(x,y,z)上的場值ΔT及其三個方向上的梯度值以及方程(4-29)組成的線性方程組,最後可以解出未知變數x0、y0、z0,進而確定構造形跡及位置。

表4-1 歐拉構造指數表

但是,直接用方程(4-29)及其變換的二度形式解決構造問題,會使解的精度極不可靠和不穩定。主要原因有如下幾個方面:

(1)很難知道磁場ΔT的絕對水平,區域場或鄰近磁異常的影響幾乎總是存在的。

(2)根據線性方程組與系數的關系,較低的構造指數才會有較好的深度估計值。但大多數磁異常是偶極性的,有較高的構造指數。同時又有許多線性構造的指數接近於零而使反褶積發散。

(3)實測異常是多種構造指數特徵的復雜疊加,很難用一些簡單模型來模擬,亦很難將具有線性特徵的構造識別與分離出來。

為克服上述三個方面的問題,釆用下面的一些辦法:

從觀測數據中消除偏差是通過網格數據進行窗口計算解決的。對網格數據假定異常在方程(4-29)求值的窗口范圍內有一常量偏差,觀測值為

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這里B是常數。從方程(4-30)中解出ΔT,代入(4-29),整理得

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如果構造指數小於0.5,即構造指數接近零時,這樣可能造成對深度值的過低估計。為此需要提供一個補償值A,使得歐拉齊次方程在構造指數較低時寫為

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式中:A是與場幅值有關的一個參數。不同的構造形體有不同的A,A可以通過將已知的某一構造的解析式代入歐拉方程(4-29)而求出。

圖4-4 重力異常歐拉反褶積計算結果示意圖

圖4-4中的曲線為重力異常等值線,圓圈為反演解的構造位置。圓圈直徑的大小代表了不同的構造深度。

(七)重、磁人機交互剖面正反演

該項技術的優點是便於將重、磁異常的處理、轉換方法得出的結果和其他地質、地球物理方法獲取的先驗信息輸入到模型里,形成初始模型。並且根據計算結果和實際重、磁異常的差異,隨時方便地修改模型,直觀地監督和指導正反演過程。重、磁人機交互剖面正反演流程見圖4-5。

圖4-5 人機交互正反演流程圖

1.重力人機交互正反演技術

重力人機交互正反演技術(Gamble,1979)主要是依據A截面為多邊形的二度體重力異常計算方法來實現的。通過對初始模型計算出的重力效應與測線上的布格重力異常進行對比,不斷修正模型,直至達到計算出的重力效應與測線上的布格重力異常之差滿足預定精度。重力人機交互正反演流程見圖4-5。

圖4-6 二度體A截面

A截面為多邊形的二度體重力異常計算方法:

假設二度體的剩餘密度為σ,以計算點作為坐標原點,x軸與二度體走向垂直,z軸鉛垂向下(圖4-6)。若n邊形第k個頂點的坐標為(ξk,ζk),其中k=1,2,...,n。則(ξk,ζk)與(ξk+1,ζk+1)兩個頂點連線上ξ與ζ有如下關系:

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引用解Δg正問題的基本公式,首先對ξ求積分,得

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式中:s為多邊形的A截面積;l為A截面的周長。

將式(4-33)代入(4-34)得

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對上式積分可得到如下結果

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或寫成下面的形式

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(4-36)式或(4-37)可以編成計算機程序,用以計算A截面為任意多邊形的二度體的重力異常,進而可以進行重力人機交互正反演。在具體編程計算時應注意以下幾個問題:

(1)因多邊形的邊數為n,故ξn+11,ζn+11;

(2)(4-36)和(4-37)兩式是假設計算點位於原點時導出的,因此,當任意計算點P(x,y)的重力異常時,式中的ξk和ζk應以ξk-x和ζk-z來代替;

(3)在(4-36)和(4-37)式中,反正切函數的取值范圍應在-π到π之間,即當ξk+1k時,反正切函數在0到π之間取值;反之,則在-π到0之間取值。

2.磁法人機交互正反演技術

磁法人機交互正反演技術主要是依據A截面為多邊形的二度體磁力異常計算方法來實現的。其基本思想同重力人機交互正反演技術相一致。

由於V2=Δg,所以根據公式(4-37)可以求出引力位的二階導數

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將(4-38)和(4-39)式代入下面二度體的磁異常公式,就可以利用該式進行磁力人機交互正反演計算。

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式中:μ0為真空的磁導率;MS為有效磁化強度;is為有效磁化傾角;I0為地磁場傾角;A'為x軸與磁北的夾角。在具體編程序上機計算時應注意的問題等方面與重力人機交互方法相同(圖4-5)。