航磁测量方法

‘壹’ 航空γ能谱测量工作方法

GR-800航空γ能谱系统包括：航空γ能谱仪及数据收录系统，以及地面基站两大部分。前者的任务是数据采集和预处理，后者是进行资料回放，进行最终处理，提供相应的图件。

航测工作方法包括：测区确定，比例尺的选择，测线布置，野外飞行测量、数据处理，高场和异常研究以及地面检查等。

(一)测区航测的目标确定

航测的详细程度取决于目的要求。在20世纪70年代以前大多数国家γ航空能谱测量的主要任务是普查铀矿。目前虽以地质填图、普查找矿为主，但对辐射环境调查大大加强。

测区航测的目的决定了航测比例尺的确定，现举例如下：①以全国放射性矿产资源评价和选择远景找矿地区为目的，进行放射性偏高γ场普查；以及大范围辐射环境评价。一般选用1：5万到1：20万比例尺。②找寻铀矿床或追索放射性异常。一般选用1：2.5万到1：5万比例尺；因异常范围小，飞行高度尽可能降低。③在已有矿产发现的基础上扩大找矿区域，一般选用1：1万到1：2.5万比例尺。④已知有污染的辐射区域圈定，视核事故扩散区域大小而定，选用比例尺可以是1：5000到1：2.5万。⑤普查石油、天然气或金属矿产比例尺可以是1：2.5万到1：20万。

(二)测线布置与野外飞行

按照地质调查和地球物理、地球化学找矿布线的原则，航空γ能谱测线方向尽量与构造走向垂直。在实际工作中常遇到地质构造走向与地形走向一致的情况，为了减少飞行中上升、下降坡度过大，测线方向可以改为斜交地质构造，但交角不应小于45°。

测线视比例尺而定，也与飞行高度有关。据计算飞行高度20m，探测γ射线作用带半径为70m；高度60m，半径140m，高度120m，探测半径达250m，测量到80%射线。高度与作用带密度大致是2倍的关系。比如要想找到最小异常带为50m宽，则飞行高度在100m以下为宜。测线间距，早期较稀，一般是1：1万，用线距100m；1：2.5万，线距250m，现在有时用到100m或150m。

野外飞行为基线飞行，测线飞行和辅助飞行。

1.基线飞行

基线飞行的主要目的是监测大气氡浓度的变化，同时检查仪器工作状态。还要确定航磁仪的零点漂移。大气氡主要来自土壤氡，与湿度、温度、大气运动都有关系。

每个飞行日，早、晚都要进行基线飞行。

基线位置尽量选在机场附近，或去测区的途中。一般要求地形平坦，γ场和磁场正常地区；基线长度为5～8km，飞行高度122m，与测线飞行高度一致。

根据规范要求，早、晚测量结果，要求总道变化小于8%；钾、钍道小于10%；铀道小于15%为正常。

2.测线飞行

有时在测线系统飞行之前，要进行一到二次踏勘飞行，目的在于了解本区地形地貌、地质特征。如果附近有已知放射性异常或铀矿区，要进行穿越飞行，以便与未知异常进行对比。还要核对地形图与地物标志是否一致。

测线飞行前，首先在航线图上，取航测点大地坐标；经转换后将数据输入GPS。测线飞行高度保持120m，沿地形起伏飞行。

3.辅助飞行

辅助飞行主要目的是测试仪器本底，测定大气氡的校正系数；标定仪器的灵敏度和测定各道的衰减系数。重要是选择好测试场地，如图5-3-2所示。场地面积一般是16km×2km，一半在水上(水深2m以上)，陆地地面比较平坦，地面放射性元素含量通过取样分析得到。

图5-3-2 动态测试场地选择示意图

‘贰’ 磁法勘探技术

在地球物理勘探方法中，磁法勘探是最具有基础性地质调查功能的技术手段。我国磁力仪种类和型号较多，但是与国外相比，仪器的稳定性和精度上存在一定差距。

航空磁法技术方面，实现了航磁飞机、磁力仪的国产化，研制了多种航磁用途的专业飞机，如安装全轴梯度航磁测量系统的Y-12飞机、安装单磁测量系统的Y-8等。同时，自主研制了数字化航空氦光泵磁力仪和梯度仪，灵敏度达到了0.00025nT(单位带宽有效值)；HC-90K型航空氦光泵磁力仪，灵敏度为0.0025～0.0100nT；AGS-863多通道航磁数字补偿仪，分辨率达到0.0001nT，补偿精度为19～80pT，达到了国际先进水平。

通过对多种航空物探仪器进行升级改造，实现了向高精度、小型化、集成化的迈进，达到世界先进水平。新一代航空氦光泵磁力仪HC-2000研制成功，灵敏度由0.0025nT提高到0.3pT。该仪器在地质调查和深部找矿中发挥了重要作用，例如根据航磁资料，大冶铁矿在深部和外围取得了重要的找矿成果。2002年研制成功了DSC-1型航空磁自动补偿仪及数据收录系统，分辨率1pT，补偿后标准差0.035～0.08nT。在海洋磁法勘探技术方面，主要有GB-5和GB-6光泵式磁力仪，精度均达到0.1nT，但探测的深度不大，约为10～30m。东方地球物理公司综合物化探事业部于2005年先后引进了先进的G-882 型海洋磁力仪，分别在中国渤海和中国南海、墨西哥湾、地中海、东非肯尼亚的8个海洋磁力测量任务中共完成海洋磁力测线约35170km。

固定翼无人机航磁勘探系统(Sino Probe-09-03)项目，针对复杂地形条件下航空物探的要求，攻克智能化无人机飞行平台研制的关键技术，研发出性能可靠、稳定的无人机物探飞行平台，研制出多探头、多分量的航磁张量探测系统，打破了国外的技术垄断，满足了我国矿产资源详细勘查和地壳深部探测的重大需求。

通过自主研制，集成了多套适用于高原地区、沙漠地区、海陆交互带、海域等不同地理环境的高精度航磁测量系统(部分含水平梯度)。集成开发了固定翼三频航空电磁测量系统。通过引进世界上先进的航空物探仪器，新集成了吊舱式直升机频率域航空电磁、磁测量系统(Impulse系统)和适用于地球物理勘查的航空重力测量系统GT-1A。

此外，基于彩虹-3中型无人机平台，集成开发了国内外首套无人机航空物探(磁法勘探/放射性勘探)综合站，突破了无人机超低空飞控、地形跟随及避障技术。

地表/地下磁法勘探技术方面，地面磁法以高精度磁测寻找金属矿为主，近期随着陆地找矿的热潮，不断有新的科技公司生产新型号磁力仪。重庆奔腾数控研究所生产出的WCZ-1和WCZ-2磁力仪完全达到了国际先进水平。北京地质仪器厂生产的ZSM-3质子磁力仪，分辨率达到了0.1nT；CHS-A1矢量质子磁力仪，分辨率为0.1nT。地下磁法勘探主要是井中测量。北京地质仪器厂的CZJ-1井中质子磁力仪，最大下井深度达1500m，而井中三分量磁测尚未全面推广应用，但它可以发现远离钻井的强磁性矿床，发现井旁与磁黄铁矿物、磁铁矿物有共生关系的磁性较弱的矿体，该方法可成为矿山深部找矿中的有效手段。地面磁测发展了多种2.5D、3D反演方法、复杂形体正演方法、磁测数据处理与解释软件工作站，并制定了不同调查目标的高精度磁测工作流程。

目前我国正在进行的深部探测技术与实验研究专项(Sino Probe，2008～2012)是我国历史上实施的规模最大的地球深部探测计划。专项中发展了区域重磁异常精细处理、异常多尺度分离、构造信息提取与增强和基于相关成像GPU并行算法的位场三维物性反演技术，为大数据体区域位场反演奠定了方法技术基础。同时应用于矿集区立体探测的无人机航磁探测系统，在低磁无人机研制、高可靠性自驾导航仪研制、氦光泵航空磁力仪与超导航空磁力仪研制以及配套的数据预处理系统开发方面均取得了重大阶段性成果。智能化、可靠性、多分量的航磁张量探测技术研究以及系统联调进展顺利，成为无人机航磁探测系统的突破性亮点。

‘叁’ 磁测数据的处理与解释

(一)磁测数据的处理

在环境与工程测量中获得的磁测数据的处理与解释方法与矿产勘查中数据处理与解释方法基本相同。数据处理大体上可分为滤除干扰的一般处理和提取信息的专项处理两类。一般处理的目的在于滤除干扰，得到能客观反映磁场面貌特征的基础图件;专项处理的目的在于尽可能多地提取有效信息，或改变异常形式，以便于解释及与地质等综合信息的对比分析。

专项处理方法大致分成三类:

1)位场转换处理方法，如化极处理、磁重转换等;

2)突出“平缓场”弱变化的处理方法，如自适应滤波、互相关滤波等;

3)划分区域场与突出局部异常的方法，如上、下延拓，求导与积分，匹配滤波等;

需要指出的是，上述处理方法的应用应根据实际情况进行取舍。

另外针对某些特殊情况，常用以下与高精度磁测相匹配的数据处理技术，避免处理精度不够对有用信息的损失。

1.磁异常弱信号提取技术，增强异常分辨能力

在利用磁异常进行地质问题调查中经常会遇到有用异常被干扰所淹没而难于分辨，所以弱异常的提取在磁异常解释中具有十分重要的意义。由于有用异常经常与干扰频率相近，所以采用统计方法可能更合适。如采用最佳检测系统与自调节 滤波提取弱信号等。

2.航磁低纬度化极与变磁倾角化极

为解决低磁纬度化极的不稳定性问题，人们研究了许多方法，综合起来可分为两类:一类是频率域方法;另一类是空间域方法。比较起来，频率域方法计算速度较快，但化极精度不够高;空间域方法精度较高，但由于涉及求解大型方程组问题，只能处理小面积数据，实用性差。近年来对空间域方法作了进一步改进，但在提高速度的同时也降低了精度，总的来说这类方法速度提高很有限。对于频率域方法提出了各种改进措施，这些方法在一定程度上使低纬度化极效果得到改善，但其精度仍有待提高，所以简便高精度低纬度化极方法的研究仍是今后需要研究的方向。

当航磁测区南北方向跨度大时，全区按一个磁倾角处理就会产生较大误差，所以必须考虑按实际地磁倾角变化的变磁倾角化极。目前，在频率域解决此问题的途径有两个:一是把全区磁化倾角变化作统一处理的全变倾角化极;二是把测区划分为若干条带的小区，小区内地磁倾角取平均值，而后依次用每一小区的磁倾角对全测区数据作化极，最后将各带的处理结果拼接起来得到分带变倾角化极。由于全变倾角化极中对倾角变化规律的简化和分带化极的拼接处理等都将影响结果的精度，进一步研究高精度实用的变倾角化极方法仍是十分必要的。

3.磁异常曲面延拓

位场曲面延拓对中高山区磁场的解释特别重要。国内外专家已提出过多种基于等效源层(空间域)曲面位场延拓方法。实际工作中由于磁测数据量大，特别是航磁在处理大量数据时常要花费大量计算机时与分块处理拼图造成的不够精确等问题，因此，这些方法还不便在生产实际中推广应用。在频率中研究快速实用的曲化平方法是一个有前景的方向，将位场表示为泰勒级数谱，采用迭代法逐次逼近求出平面上的场值，平面可以通过起伏面，但只有当延拓高度较小时才适用。

4.不同深度磁场的划分

为了提高磁场的垂向分辨率，研究沿深度的分场方法具有十分重要的意义。虽然目前已有匹配滤波、正则化滤波、补偿圆滑滤波等多种方法，但所得结果还不能与深度有定量的对应关系，可采用适合位场特点的小波变换方法以及深度滤波方法。

(二)磁异常的推断解释

磁异常的解释比较复杂，因为磁异常形态取决于诸多因素，如物体的几何形态、物体所处位置上的地磁场方向、组成物体岩土的磁化方向、相对于物体轴向的测线方位等，因此，在解释磁异常时，要特别注意分析磁异常的平面特征和剖面特征。磁异常反演可以采用比较成熟的一些反演方法，如特征点法、切线法、梯度积分法、矢量解释法、线性反演法等。

1.几种简单形体的磁异常特征

(1)柱状体的Z_a曲线特征

在自然界中的火山颈、筒状体等均可看作柱状体。在北半球，向北倾斜的柱状体基本上都是顺轴磁化，磁化方向由柱顶指向柱底，即柱顶为负磁极，柱底为正磁极，其他地方无磁极分布。当柱体截面积很小并向地下延深较大时，柱底正磁极在地表产生的磁场可以忽略，这时就相当于一个负点磁极(单极)产生的磁场。在通过它正上方的剖面上，Z_a曲线的特征如图4－3a。由图可见在柱顶上方出现Z_a极大值，曲线两侧对称，且向两侧逐渐减小，远处趋于零，但不出现负值。柱顶上方的Z_a平面等值线特征是以柱顶在地面投影为圆心的一系列同心圆(图4－3b)。若柱体延深有限(双极)或斜磁化时，Z_a曲线呈不对称状，且在倾斜一侧，或在产生正磁荷的一侧出现负值。

图4－3 柱状体的Z_a曲线异常

(2)球体的Z_a曲线特征

自然界中的囊状体、透镜体、充有磁性矿物的溶洞都可以近似看作球体。一个均匀磁化球体的磁场等效于一个磁偶极子的磁场。图4－4和图4－5分别为垂直磁化和倾斜磁化Z_a异常曲线图及断面上磁力线的示意图。垂直磁化的Z_a异常曲线呈对称状，极大值在球心正上方，两侧逐渐减小，且出现负值，远处趋于零。球顶上的平面Z_a等值线形状是以球心在地面投影为圆心的一系列同心圆，中间部分为正值，外围等值线为负值。斜磁化的Z_a异常曲线呈不对称状，两侧负值不相等，当磁化强度向右下倾斜时，Z_a极大值向左移，右侧负值幅度较大。其等值线形状倾斜侧变密，另一侧变疏。

图4－4 垂直磁化球体的Z_a曲线

图4－5 倾斜磁化球体的Z_a曲线

(3)板状(脉状)体的Z_a曲线特征

自然界中的层状体、脉状体都可近似地看作板状体。当板状体的顶面埋深小于上顶面宽度时，为厚板，反之为薄板，薄板和厚板的磁场特征基本类似。当M的方向与层面平行时，称为顺层磁化，斜交时，称为斜磁化。

当板状体无限延深且顺层磁化时(单极线)，主剖面上Z_a曲线特征同单极的异常形态类似(图4－6)，只是异常梯度变缓，宽度增大。在平面上，Z_a等值线的形状呈条带状。在斜磁化时，Z_a异常曲线呈不对称状，当板状体倾角小于地磁场倾角时(图4－7)，Z_a曲线极大值向右偏移，左侧出现负值。其他情况可自行分析。在等值线平面图上，Z_a等值线呈具有一定走向的条带状，一侧为正值，另一侧为负值。

(4)接触带的Z_a曲线

垂直接触带走向的测线上，Z_a异常曲线的特征(图4－8)，在磁性岩层一侧出现正值，且延续较长范围，非磁性岩层一侧出现负值。

图4－6 顺层磁化板状体Z_a曲线

图4－7 斜磁化板状体Z_a曲线

图4－8 接触带的Z_a曲线

2.磁异常的定性解释

(1)磁异常解释的步骤

在磁异常图上，首先是根据勘探任务，从异常的规模、形态、梯度、峰值高低等异常特征入手，确定哪些是与勘探任务有关的有用异常，哪些是与勘探任务无关的干扰异常。然后用区域校正的方法消除干扰，突出并绘制出有用异常。在解释过程中还应密切结合工区的地质和其他物探资料，综合对比分析，从中找出引起磁异常的地质因素。最后对有意义的异常，可作定量或半定量计算。

(2)磁异常特征与地质体之间的关系

磁异常的形态与地质体的形状、磁性强弱、产状等的关系，可综合如下:

如果在等值线平面图上磁异常沿某一方向延伸较远，说明该磁性体为二度体，长轴方向即为磁性地质体的走向。当磁异常无明显走向时，说明磁性体可能为球、柱等二度体。磁性地质体的规模可根据异常范围大致确定。

在Z_a等值线平面图上，如果发现在正异常周围有负异常，一般为有限延深的磁性地质体引起;如果只在一侧出现负值，则为无限延深斜磁化地质体引起;如果在正异常周围不出现负异常，则为顺层(轴)磁化无限延深的地质体。

磁异常幅值的大小与地质体的磁化强度成正比，且随地质体的体积增大而增加。当M和体积一定时，磁异常随地质体的埋深加大而减小，且曲线梯度小，异常范围加宽。

另外，根据磁异常等值线平面图还可以圈定地质体在地面上的投影位置。当Z_a曲线呈对称状时，高值带一般出现在磁性地质体正上方;当异常曲线不对称时，极大值相对于地质体中心有偏移，这时地质体中心在地面的投影位于极大值和极小值之间。

3.磁异常的定量解释

(1)特征点法

该法主要用于简单形体求解。对于无限延深顺层磁化的柱体(单极)，可用下式来求顶面埋深h:

环境与工程地球物理勘探

式中:x_1/2为原点(极大值点)到半极值点距离。

对于无限延深顺层磁化的板状体顶板埋深h，则有

环境与工程地球物理勘探

水平圆柱(偶极线)中心埋深h为

环境与工程地球物理勘探

(2)切线法

切线法是一种近似的经验方法。其特点是，方法精度不高但速度较快。具体做法是通过曲线极大值、极小值及曲线两翼拐点分别作五条切线，如图4－9所示。利用拐点切线与极值点切线交点的横坐标来求磁性体埋深h，其关系式为

环境与工程地球物理勘探

图4－9 切线法原理

式中:x_j、x'_j为极大值点切线与拐点切线交点的横坐标;x₀、x'₀分别为两个极小值点切线与拐点切线交点的横坐标。

(3)选择法

该方法也称理论曲线与实测曲线对比法。它是通过对实测曲线和地质资料的分析，初步确定地下磁性体的产状、体积及埋深，然后利用理论公式计算出异常曲线，并用此理论曲线与实测曲线进行对比。如果两曲线基本特征一致，说明原确定的磁性体参数符合实际情况;若差别较大，需要进一步修改有关参数再计算理论曲线;再对比，以逐步逼近实测曲线，直至两曲线吻合为止。此时假定的各参数即为实测磁性体参数。具体计算方法多采用量板法或计算机处理。

‘肆’ 重力、航磁数据的收集、采集和整理

一、重力资料

1)新疆北部福海地区布格重力异常图,共两幅。 比例尺为20万分之一。 范围是新疆西北部北纬47°以北东经88°20′以西中国境内部分,为研究区的北端。

2)新疆准噶尔盆地布格重力异常平面图,共两幅。 比例尺为50万分之一范围是北纬43°20′～47°20′,东经82°00′～89°00′,覆盖了研究区的中部。 以上两图精度较高,图中布格重力异常等值线间隔为2×10^-5ms^-2,能够满足子专题研究的需要。这两套图是从新疆昌吉市新疆地质工程勘察设计院物探研究院收集到的。

3)1:100万布格重力异常图,共8幅。 这套图覆盖了新疆西北部北纬40°以北,东经96°以西的广大地区,即覆盖了子专题的整个研究区。 但是,该图为陕西省测绘局计算队1977年绘制,年代较远,精度较低,在一些偏远地区和工作条件困难的地区都没有实际测量数据,不能很好满足子专题研究的需要。 只有当研究区内没有其他精度较高的重力资料时,才利用这套图的数据。

以上这些重力资料用于编绘新疆北部布格重力异常图和新疆西部地学断面重力异常条带图。

二、航磁资料

1)新疆北部福海地区航磁△T异常图,1:50万。

2)新疆准噶尔盆地磁力(△T)异常平面图,1:50万,共两幅。 图幅范围是北纬43°20′～47°20′,东经81°00′～88°00′。

3)新疆北部航磁(△T)异常图,1:100万,共7幅。 这套图覆盖新疆北部广大地区。

4)新疆北部航磁数据,范围是北纬40°以北,东经95°以西中国境内部分。 点距5km。异常精度5nT。 来源于国土资源部航空物探遥感中心。

以上航磁资料用于编绘新疆北部航磁异常图和新疆西部地学断面航磁异常条带图。

为对航磁异常进行解释,还从国土资源部航空物探遥感中心收集了新疆西北部地区的岩石标本磁参数测定成果。这些磁参数测定成果是根据沿着5条路线在100个地点收集到的岩石磁性测定结果经统计分析得到的。 新疆西北部地区的岩石磁性可以简单概括为:

古元古界变质岩多为绿泥片岩、石英岩、千枚岩、变质砂岩、大理岩、各种片岩、片麻岩及变闪长岩等,磁化率小于50×10^-5SI,不足以引起10～20nT的极弱的磁变化,可以认为是无磁性的。 尽管在一些地方夹杂着含铁石英岩,但其所占比重很小,在小比例尺航磁图中见不到它们的反映。

中新元古界的各种变质岩一般也是磁性很弱的。 长城系、蓟县系及青白口系的岩石分布广泛,磁性很弱。 一些片岩、角闪片岩和石英片岩的磁化率一般小于30×10^-5SI。 只是在局部地区有磁性较强的混合岩及片麻岩,磁化率为(40～600)×10^-5SI。

震旦系的岩石一般也是无磁性的,仅见于兴地附近的含砾冰碛岩的磁性较明显,磁化率平均值为110×10^-5SI。

古生界的各种沉积岩和变质岩大多数磁性很弱,多半属于无磁性的岩石。只有当火山岩夹层非常集中,变质较浅,原岩磁性较强时,岩石的磁性才会变得较强。

二叠系及更新的沉积岩基本上都是无磁性的和弱磁性的。

华力西期的花岗岩类岩石大多数是无磁性的。 在伊犁地区和阿尔泰地区,华力西期的花岗岩是有磁性的,某些岩体的磁性较强。

喷出岩的磁性变化很大。 总体上看,地台区的喷出岩磁性较强,地槽区的喷出岩磁性偏小,而且,岩石的磁性随变质程度的加深而变小。

基性岩和超基性岩的磁性最强。但这类岩石多以小岩体出现,在区域磁场中表现为小局部异常。

由于没有条件到野外实际采集标本测定磁性参数,因此上述磁参数资料对于今后的航磁资料的解释是很宝贵的。

三、卫星重力资料

除地面重力和航磁资料外,我们还收集了卫星重力资料,是以球谐系数表示的最新的地球重力场模型EGM96。 这个模型是美国航天局哥达德宇航中心(NASA GSFC),美国国家影像制图局(NIMA)以及美国俄亥俄州立大学等单位于1996年联合建立的(Lemoine et al.,1996)。 建立这个模型时利用了20多颗卫星的轨道观测数据,包括最新的GPS和TDRSS(Tracking Data Relay Satellite System)资料,由海洋卫星GEOSAT测高数据导出的30’×30’海洋重力异常,30’×30’平均地面重力数据,其中包括新增的以前无法获得的(如非洲西部,苏联和中国部分地区的)地面重力资料。 因而这个新模型比以前的模型都更可靠。

EGM96模型具有完整的360阶位系数。 以球谐函数展开式表示的重力场可以反映出波长大于100km的重力变化。若以半波长作为重力场的空间分辨率,则360阶的重力场模型可以表示出尺度为约50km的重力异常。

四、地形数据

在重磁资料的解释中,地形数据是必不可少的。 我们在研究中使用的地形数据是从美国地调局(USGS)的全球30″地形数据集GTOPO_30中提取的。 这种地形数据是地面高程在30″×30″球面梯形内的平均值。 在我们的研究区内数据点间距小于1km,高程误差小于100m。 数据精度和密度都可以满足区域重磁资料解释的需要。

‘伍’ 航空地球物理勘探的方法

应用最广的航空物探方法，又称航空磁测或航空磁力勘探，简称航磁。目前航空磁测用的仪器有两类，一类是测总磁场模数的变化△T，另一类是测总磁场模数变化的梯度。目前在生产中应用的测总磁场模数变化的仪器主要是核子旋进磁力仪和光泵磁力仪，也有用磁通门磁力仪的（见磁法勘探）。测总磁场模数变化梯度的是航空磁力梯度仪。它用距离固定的两个磁力仪探头（如光泵磁力仪探头），同时测量地磁场并记录其差值（即磁力梯度，可测垂直梯度或水平梯度），一般灵敏度约达3×10-4～5×10-4纳特/米。航空磁法在地质工作中应用较为广泛，用于以下几个方面的地质效果较好。
地质制图和研究大区域构造
在大片研究程度很低的地区和海上，可用小比例尺的航空磁测研究地质构造。许多火成岩和老变质岩都具有磁性。根据磁异常场的特征可以区分并圈定它们的范围，包括在沉积盖层下伏的部分。它们的分布、排列、组合有一定的规律，并且常可见到一些线形特征。例如，串珠状或雁行排列的局部异常，条带形或弧形的异常带，异常带的错动，异常场区域性特征的线形分界线等，据此可以发现或追索各种断裂、断裂带、褶皱构造等，然后划分地质构造单元。沉积岩一般磁性很小，但其下常有磁性岩体组成基底。对航空磁测资料进行定量计算，可以算出磁性体顶面距飞机的高度，减去航高，就可得到沉积岩层的估计厚度，从而圈出沉积盆地的范围，并研究它的特点。
找金属矿和其他固体矿藏
直接找强磁性矿体（例如磁铁矿）是航空磁法应用的重要方面。要求发现几十万吨至几亿吨的不同规模矿藏，飞机的飞行高度为几十米到上千米。有些矿藏虽然不能用航空磁法直接勘探，但可用它快速圈定成矿的远景区，然后进行地面磁测（见磁法勘探）。
普查石油和天然气
根据小比例尺磁测研究区域构造和沉积盆地的特点，结合其他资料，可以提出找油的远景地区；在进一步的详细工作中，当条件有利的时候，用航空磁法能圈出控制储油构造的二级构造带；如沉积岩中夹有稳定的磁性岩层，还可直接发现可能储油的构造。 航空物探中应用较早的一种方法，简称航放。用它直接普查放射性矿藏的效果是显着的。
应用最多的仪器，是闪烁式γ能谱仪和多道能谱仪（见放射性勘探）。应用较广的是四道能谱仪。它所测的元素和特征谱线是：钾道40K-1.46 MeV，铀道214Bi-1.76 MeV，钍道208Th-2.62 MeV，总计数道0.4-3MeV。还有测五道、六道的。为了使每道都能有足够的灵敏度，晶体体积必须足够大，例如30000立方厘米或更大，从而使测量道能增加到500道以上，并且有微处理机安排分道取样和数据收录。航放用于找寻放射性矿藏、含放射性矿物的非放射性矿和地质制图。找各种放射性矿 用航空放射性法找寻各类型铀矿、铀-钍矿、钍矿、钍-稀土矿的效果是显着的。由于放射性强度在空气中随高度按指数衰减，因此要求飞机低飞，航测的有效高度与仪器的灵敏度（晶体的大小）和航速（必需的响应时间）有关，飞行高度一般要求在几十至一百多米。找非放射性矿 有些非放射性矿体含有某些放射性矿物，可根据航放异常找到它们。例如：稀土、稀有金属，金、银、钨、锡、铝、铝土、汞、磷灰石、磷块岩、多金属、油页岩等。金伯利岩上放射性强度低，航放可帮助分辨航磁异常。地质制图 按γ辐射的强度只能分辨少数几种岩石。而γ能谱的数据经过各种改正和换算以后，可以得出地表物质中几种放射性物质（钾、铀、钍）的百分比含量，从而可分辨各种岩石和进行地质制图。因为迄今发现的有工业价值的铀矿，都在“高铀区”或其边缘，用带大晶体的γ多道能谱仪先以较宽的线距（5～8公里）和较高航高（120～150米）圈出“高铀区”，它鉴别铀、钍含量变化的能力可达1～2ppm，然后在最有远景的地段布置大比例尺普查的航放工作。 工作原理与上类同。由于异相分量不受发射、接收线圈距离变化的影响，只测异相分量时，可将接收线圈远远拖出机外（100米或更多）以加大探测深度。缺点是不能测同相分量，常用多个频率工作来弥补。瞬变脉冲 (INPUT）和瞬变相关（COTRAN）系统 为避免一次场的干扰，在一次场（脉冲波）发射时不作测量，而测一次场断开后二次场衰减的情况（按一定时间间隔分道取样），称为瞬变脉冲系统，又称时间域系统。为取得足够强的响应，必须用比上两类大得多的发射场强，仪器也较复杂。但由于这一系统探测深度大和便于分辨地表导电层的干扰，仍得到广泛的应用。
为将频率域和时间域的优点结合起来，现正试验用富含多种频率谐波的波形发射脉冲波，在发射时和断开后都进行接收测量，从发射与接收波形之差，检出有用信息，并与各种地质体模型的典型响应用计算机进行相关处理，提出推断意见，这就是“瞬变相关”系统。 甚低频 (VLF）和天然音频电磁系统 (AFMAG)
飞机不带发射装置，只带接收装置，称为被动式系统，是用世界各地的甚低频（超长波）导航台或远处雷电作为一次场源。也有用长波台或广播电台的长波和中波系统的。因所测参数不同，可分为电相位、无线电相位、测磁等方法。这种电磁系统的成本最低，但它对不大的良导体（矿体）的反映时常比对大块的导体（如含水的断裂带、电阻率低的岩石）的反映弱，所以通常只作为找矿的辅助手段，或用于找水和地质制图。由于电磁波的趋肤效应，甚低频所能反映的只是地表下数十米内的电磁性差异，中波反映的只几米。天电法则因天电的规律较复杂，使用受到限制，应用不广泛。 无限长导线法 （Б.Д.К.) 和土莱尔（Turair）系统
在地面布设一长导线（10公里以上）或一个大线圈（每边长数公里）发射一次场，在空中用小型直升飞机在其附近测实、虚分量或振幅、相位梯度，实为半航空法。由于紧贴地面用大功率发射，探测深度可较大。缺点是长导线或大线圈布设的工作量太大。 航空电磁法常用于找寻良导性矿体、地质填图、找地下水，以及分辨航磁异常。
①找各种良导性矿航空电磁法主要应用于寻找铜、铅、锌、钼等的硫化矿。除能直接发现矿体外，还能利用找控矿构造，间接找矿，包括找铀和其他一些金属矿。
②地质填图、找地下水、解决工程地质问题均匀布置的航电测量结果，可以推算出地表（一定深度内）的视电阻率图，有的还可以得出几种深度或几层的视电阻率图，用以填制地质图，研究包括地表覆盖层在内的几层的地质情况。大片的地下水体，充填有水的断裂带，含水的砾石层及褐煤层，采用此法能得到清楚的显示。
③帮助分辨航磁异常影响电磁响应的因素之一是地质体的磁导率。磁性矿体与强磁性岩体的磁异常有时难以分辨，但岩体常有较强的剩余磁性，而矿体常有较高的磁导率，用航空电磁法有时可以区分这两种情况。 航空重力测量从1957年开始试验以来，遇到了许多困难。首先要克服运动着的飞机所产生的扰动，这种扰动的加速度可以比有意义的重力异常值大10万甚至 100万倍。其次要作厄缶效应改正（即飞机绕地球飞行时产生的离心力的变化）。这种厄缶效应与飞行速度、航向和所处纬度位置有关。例如，在中纬度地区，当飞行速度为300公里/小时时，东西向飞行的厄缶改正值约1000毫伽，南北向飞行的厄缶改正值约130毫伽。因此航空重力法的观测精度不高，而成本较高，除非很特殊的情况，一般还不能大面积应用。半航空的方法是较易实现的，一般将海底重力仪用直升飞机悬挂在选定的测点上，将重力仪吊落到地面进行读数。在海滨、湖滨、沼泽地区试用已有成效，将来也可望在浩瀚的沙漠地区应用。

‘陆’ 航磁资料相关信息提取处理

在1∶25万遥感基础地质调查中，选用航空磁测技术进行地质填图方法应用的主要目的是通过对航磁数据选择、处理与分析、地质解释，寻求遥感与航空物探两种技术的结合点，弥补遥感技术解决基底构造、部分隐伏断裂、隐伏岩体、火山岩相等地质体方面的不足，通过相互验证，提高遥感解译的准确性，实现遥感填图方法技术研究的更加系统化和地质填图的立体化。由于所选研究区航磁资料精度不同，在阿尔金中段、内蒙古得尔布干所采用的研究方法不尽相同。

（一）地球物理数据处理方法

1.内蒙古得尔布干地区重、磁数据处理方法

1）布格重力资料数据处理及图件编制

试验区位于大兴安岭—太行山布格重力线性梯度带西侧，其布格重力异常特征反映为区域性重力场低值区，区域重力背景场值变化范围在（-50～-90）×10^-5 m/s²，分布在区域重力背景场中的局部重力异常比较弱，重力异常的幅值变化一般在（1.0～2.5）×10^-5 m/s²，由于区域重力背景场值的强度较大，使得局部重力异常的形态变化特征反映得很不清楚。为了把反映地表浅层岩石密度差异变化的局部重力异常从区域重力背景场中分离出来，对该地区布格重力数据做了垂向一次导数处理，处理结果表明该处理方法在消除区域重力背景场干扰及突出局部重力异常方面效果较好，编制出的布格重力垂向一次导数异常图，清晰地反映出了局部重力异常的形态变化及分布特征。

2）航磁资料数据处理方法及图件编制

阿龙山工区磁场主要特征表现为不同形态及强度的局部磁异常非常发育，它们叠加分布在背景磁（场）异常之中，对背景磁（场）异常造成了不同程度的干扰。因此，分别提取出局部磁异常及背景磁（场）异常信息，是阿龙山工区进行数据处理的目的之一。由于该地区植被覆盖严重，森林茂密、沼泽发育，造成天然岩石露头很少，野外查证工作难度很大，这就需要通过数据处理工作为磁场推断解释提供磁性参数信息。所以，该地区航磁资料数据处理方法应包括视磁化率计算，以及消除斜磁化影响等项处理方法。

（1）航磁资料化极（或称换算到地磁极）处理。处理目的是将斜磁化条件下的磁（场）异常换算为垂直磁化条件下的磁（场）异常。使经过化极处理后不但可以消除或减弱斜磁化所造成的影响，而且还可以起到消除及减小磁异常之间因相互叠加所引起的干扰。

（2）航磁数据向上延拓处理。该处理方法的目的在于压制局部磁异常的干扰影响，突出背景磁（场）异常。

（3）航磁资料视磁化率参数计算。需要指出的是，该处理方法计算出的磁化率并不代表岩石的真实磁化率，故称为视磁化率。计算出的视磁化率代表了某一平面空间（如地表）的岩石磁性强弱变化特点。结合岩石标本及部分野外岩石露头实测磁化率对比分析，可以为未知区的磁异常解释提供重要的参考依据。

研究区航磁数据处理后编制的磁场图件有：

（1）阿龙山地区航磁化极ΔT_⊥磁场等值线图。用于解释编制磁性分区图，划分岩石大类，圈定火山盆地、火山机构，为1∶25万填图单元划分提供参考。

（2）阿龙山地区航磁化极上延磁场等值线图。包括上延1.0 km、3.0 km和5.0 km三种图件，主要用于了解磁性与非磁性基岩的分布范围，辅助ΔT等值线图的解释。

（3）阿龙山地区航磁视磁化率图。主要用于了解某一层面岩石磁性的强弱变化状况。

2.新疆阿尔金地区航磁数据处理

阿尔金试验区航磁资料测量比例尺小，飞行高度大，磁场变化特征比较平缓单调，局部磁异常强度一般比较弱。因此，该地区航磁资料常规数据处理主要是以突出局部磁异常和消除斜磁化影响为主。

（1）航磁资料化极处理。瓦石峡工区位于中纬度地区，地质体复斜磁化的影响较大，为消除斜磁化干扰影响，对瓦石峡工区的航磁资料做了化极处理，经过与已知地质资料进行对比分析证明处理效果较好。

（2）航磁资料化极垂向一次导数处理。该项数据处理方法在消除斜磁化干扰影响，以及压制背景磁（场）异常、突出次级局部叠加磁异常等方面的效果明显，是进行局部磁异常信息提取时经常使用的数据处理方法之一，其主要优点是分离局部异常信息效果好，对局部异常的畸变影响小，信息可靠程度高。

（3）航磁异常深度计算。利用航磁异常计算出磁性地质体的顶面埋藏深度是航磁技术方法的优势之一，本次磁异常深度计算采用手工完成，使用的计算方法为带系数切线法和外奎尔法，深度计算误差一般在10‰～20‰，根据计算结果勾出瓦石峡I区塔里木盆地部分范围的磁性体埋藏深度图。

（二）遥感与航磁技术相关性信息分析处理

遥感与航磁技术分属于不同的学科领域，它们在方法原理及理论机制等方面所存在的差别，长期以来一直制约着两者在地学领域中的有机结合。因此，研究、探讨遥感与航磁技术在地学领域中的相关机理，不仅对两者在地质研究和矿产资源调查评价中的有机结合具有重要的实际与理论意义，同时对进一步发挥遥感和航磁技术方法优势，拓展它们在基础地质和矿产资源调查中的应用范围及提高工作效果都具有十分重要的意义。

遥感与航磁技术方法的原理虽然不尽相同，但是它们基本共同点都是通过探测地质体的场信息来描述被观测物体的属性及特征。遥感技术是通过探测地质体（岩石、矿物）的光谱特征，并以影像图的形式描述出被观测物体的色调和外貌形态特征；航磁技术则是通过探测地质体磁场强度变化及空间分布特征，来描述出被观测地质体的磁性强弱、空间位置及形态（包括地质体的形状、产状及规模大小）特征。因此，开展遥感与航磁相关机理及信息应用研究，关键是寻找出一种在自然状态下存在的物质，该物质必须同时具备以下的性质及特征：

（1）该物质在自然界中的分布具有普遍性与代表性，与各种岩石、矿物特征、地质构造活动及矿产资源的关系十分密切；

（2）该物质必须具有特定的光谱特征谱带；

（3）该物质必须具有明显的磁性，并且其磁性比较稳定。

试验及分析结果表明，自然界中的铁及其化合物完全具备上述条件。

（1）铁元素在地壳中具有较高的丰度值，但在自然界中几乎不存在纯铁物质，而是以铁的氧化物（FeO、Fe₂O₃）或硫化物（FeS）赋存在岩石及矿物中。自然界中的三大岩类无论是沉积岩、岩浆岩及变质岩中都不同程度地含有铁氧化物或者硫化物，尤其是在基性—超基性岩浆岩和部分中性—酸性岩浆岩类中，以及一些变质岩中的铁氧化物含量甚至可以达到很高的程度。另外，自然界中的很多造岩矿物也都不同程度地含有一定的铁氧化物或硫化物。说明铁氧化合物在自然界中的分布极其广泛，具备了普遍性与代表性条件。

（2）光谱测试及研究结果证明，含有铁氧化物（FeO、Fe₂O₃）的岩石、矿物在可见光和近红外波段存在着清晰、稳定的光谱及吸收特征谱带，该特征谱带是由岩石、矿物中的Fe³⁺和Fe²⁺离子产生。其形态特征一般呈现为宽缓吸收谷。同时含有Fe³⁺和Fe²⁺离子的岩石、矿物在近红外波段产生的光谱吸收谱带，因所含铁离子组分之间的差异可导致其光谱吸收特征谱带谷峰所处的频率位置产生迁移，即当含Fe³⁺离子为主的岩石、矿物（谷峰位于0.85～0.88 μm）中混有少量Fe²⁺离子时，其光谱吸收谱带之谷峰位置会向长波段方向移动；反之，含Fe²⁺离子为主的岩石、矿物（谷峰位于1.0～1.05 μm）中有少量Fe³⁺离子，光谱吸收谱带之谷峰位置则向短波段方向移动；当岩石中FeO和Fe₂O₃的含量都超过1.0%时，Fe³⁺离子与Fe²⁺离子在近红外波段产生的光谱吸收特征谱带则会发生叠加、复合，形成一个清晰、稳定的复合光谱吸收谱带，该复合光谱吸收谱带的谷峰所处频率位置一般在0.95 μm附近。因此，由Fe³⁺和Fe²⁺离子在近红外波段产生的复合光谱吸收特征谱带能够客观地反映出岩石、矿物中FeO和Fe₂O₃的含量信息。

（3）铁是一种强磁性物质，但是在自然界中并不存在纯铁磁性矿物，通常在岩石中所见到的铁磁性物质主要是铁淦氧磁质，即铁的氧化物或硫化物。自然界中的铁淦氧磁质不但具有较强的磁性，并且磁性也很稳定。例如，在岩石中常见的磁铁矿（FeO·Fe₂O₃）、磁黄铁矿及钛磁铁矿等，都是典型的铁淦氧磁质。岩石标本和野外岩石露头的磁性测定结果与它们的铁氧化物含量资料对比分析表明，岩石、矿物中的铁氧化物（FeO、Fe₂O₃）含量与磁性强弱变化呈明显的正相关关系。当岩石中FeO或Fe₂O₃含量在1.0%～1.5%，另外一种铁氧化物含量不超过1.0%，岩石一般表现出微弱磁性特征，磁化率值一般在50×10^-5SI；当岩石中FeO和Fe₂O₃含量值均在1.0%～1.5%之间，岩石一般具有中等磁性，其磁化率在κ=（200～500）×10^-5SI；当岩石中的FeO和Fe₂O₃含量都超过1.5%之后，其磁性明显增强，并且随着含量增加磁性也会变的越来越大。例如，某闪长岩体的FeO含量为7.15%、Fe₂O₃含量为6.84%，测量的磁化率均值为κ=2100×10^-5SI。

通过前述对自然界岩石、矿物中的铁氧化合物之光谱吸收特征谱带与磁性特征分析，证明了遥感与航磁技术方法在地质研究领域存在着相关性机理的基础条件。广泛赋存于岩石、矿物中的铁氧化合物既是构成自然界中岩石的强磁性物质——铁淦氧磁质的基本物质成分，同时又具有稳定的光谱吸收特征谱带。岩石、矿物中的铁氧化物和铁硫化物（FeO、Fe₂O₃、FeS等）含量及组分的变化，是引起岩石（地层）产生磁性差异和光谱特征谱带发生变化的主要原因，以上差异的存在则是遥感和航磁技术进行地质研究工作必须具备的地质、地球物理前提条件，同时又是遥感与航磁技术方法呈现出相关性机理的基础条件。

依据我们提出的遥感与航磁技术方法相关性机理的观点，对遥感资料进行了提取相关信息的试验，编制了瓦石峡幅的铁氧化物含量变化等值线图。

‘柒’ 磁法勘探

(一)磁法勘探方法简介

磁法勘探是利用地壳内各种岩(矿)石间的磁性差异所引起的磁场变化(磁异常)来寻找有用矿产资源和查明地下地质构造的一种物探方法。应用磁法勘探在研究大地构造、了解基底起伏、圈定火成岩体和寻找含水破碎带等方面均取得了良好的效果,广泛地应用于地热资源勘探中。

1.地磁场

在地球上任何一处,悬挂的磁针都会停止在一定的方位上,这说明地球表面各处都有磁场存在,这个磁场被称为地磁场。地磁场在地球表面的分布是有规律的,它相当于一个位于地心的磁偶极子的磁场,S极位于地理北极附近,N极位于地理南极附近,地磁轴和地理轴有一偏角,常称为磁偏角。

为了研究空间某点的地磁场强度,通常选用直角坐标系统,其原点O选在观测点上,xoy平面为水平面,X轴指向为地理北方,Y轴指向为地理东方,Z轴垂直向下。

地磁强度一般用T表示,它在X,Y,Z3个轴上的投影分量分别为:北分量X,东分量Y,垂直分量Z。T在xoy平面上的投影称为水平分量H,其方向指向磁北。地磁场各分量的方向与坐标轴方向一致时取正,反之取负。H与X轴的夹角称为磁偏角D,当H偏东时,D取正,反之取负。H与T的夹角称为磁倾角I,T下倾时I取正,反之取负。上述X,Y,Z,H,T,D,I各量统称为地磁要素,它们之间的关系如下:

沉积盆地型地热田勘查开发与利用

分析这些关系可知,地磁要素中有各自独立的3组:I,D,H;X,Y,Z;H,Z,D。如果知道其中一组,则其他各要素即可求得。在地磁绝对测量中通常测I,D,H3个要素。磁法勘探一般都是相对测量,地面磁测主要测Z的变化,有时也测H和T;航空磁测主要测定T的变化。

描述磁场的单位,在国际单位制中为特斯拉(T),在磁法勘探中常用它的十亿分之一为单位,称为纳特(nT),即1nT=10^-9T。

2.磁异常

在磁法勘探中,实测磁场总是由正常磁场和磁异常两部分组成。其中正常磁场又由地磁场的偶极子场和非偶极子场(大陆磁场)组成。而磁异常则是地下岩、矿体或地质构造受地磁场磁化后,在其周围空间形成,并叠加在地磁场上的次生磁场。其中含分布范围较大的深部磁性岩层或构造引起的部分,成为区域异常;而由分布范围较小的浅部岩、矿体或地质构造引起的部分,称为局部异常。

如实测磁场为T,正常磁场为T₀,则磁异常T_a可表示为

T_a=T-T₀ 3-5

在航空磁测中,大多测量地磁场总强度T和正常磁场强度T₀的模数差ΔT,即

ΔT=|T|-|T₀| 3-6

在地面磁测中,主要测量磁场的垂直分量变化值Z_a,称为垂直磁异常,即

Z_a=Z-Z₀3-7

式中:Z为实测垂直磁场强度;Z₀为正常垂直磁场强度。

3.岩(矿)石的磁性

自然界的各种岩石具有不同的磁性,即使同种岩石,由于矿物成分、结构特点不同,其磁性也不相同。岩石之间的磁性差异是磁法勘探的物理基础。

岩石的磁性由磁化率和磁化强度表示。磁化率M表示单位体积所具有的磁矩,岩石的磁化强度分为两部分,即

M=M_i+M_r 3-8

式中:M_i为感应磁化强度,表示各种岩石在现代地磁场的磁化下所具有的磁性,M_i主要决定于岩石的磁化率(k)和地磁场强度(T),其关系式为

M_i=kT 3-9

M_r为剩余磁化强度,表示各种岩石在地质历史条件下被古地磁场磁化所保留下来的磁性。M_r基本上不受现代磁场的影响而保持着其固有的数值和方向。古地磁学研究证明,几乎所有的火成岩和大部分陆屑沉积岩都具有剩余磁化强度。

(二)盆地磁性特征

华北盆地天津地区从太古宇结晶基底到第四系盖层,都存在着纵向及横向的磁性差。反映在磁场图上,是区域背景值的相对升高或降低,曲线的平缓或密集,局部异常的大小,强弱及展布方向特点。这种反映正是磁异常解释的依据。

根据有关物探资料,天津及周边地区地层磁性参数见表3-2。

表3-2 天津周边地区地层磁性参数

由表可见,天津及周边区域地层磁性具有如下特征。

在整个地层序列中,磁性呈相对的渐变过渡,以奥陶系为磁性的最低点,向老地层或新地层方向逐渐增高,而侏罗系的磁性表现出突变的性质。

根据磁性强弱将本区自上而下划分为4个磁性层。

顶部弱磁性层,对应于新生界的粉砂、粘土、泥岩、砂质泥岩和中生界侏罗系砂砾岩、细砂岩。

中部强磁性层,对应中生界侏罗系的火山碎屑岩。

中部弱磁性层,对应古生界泥岩、灰岩、砂岩。

底部强磁性层,对应元古宇白云岩和太古宇片麻岩、麻粒岩等。

磁力勘探结果是利用不同岩层磁性强弱首先作出磁力异常图,对等异常曲线的形状加以分析,推测得出一定的地质结论。

1)查明断裂。异常表现为以下几种形态。连续的正异常:在剖平图上表现为连续的正异常带,在平面上等值线则表现为有一定长度的梯度密集带。断裂形成时或形成后岩浆活动多次发生,岩浆沿断裂向上侵入,这样在断裂的上方就形成了一定长度和一定强度的正异常。串珠状线性异常:构造带各处薄弱程度不同,岩浆侵入的宽窄和深度不同,航磁异常则反映为串珠状的线性异常。线性强磁异常被错开:从剖面图和平面等值线图都可看出,强磁异常轴有明显错动,这往往是平移断层的反映。

2)了解基底起伏。由于老地层和覆盖层有一定的磁性差异,所以航磁是了解基底起伏的有效手段之一,和重力方法有异曲同工之妙。二者可以互相参照,互相补充,从不同物理场反映了基底起伏。

3)圈定火成岩体。岩体是形成地热田的重要因素之一,由于中酸性火成岩体有较强的磁性,根据航磁异常推断,呈长轴状的高磁异常皆为岩体之反映。

(三)天津地区磁场特征与构造关系

从天津地区航磁ΔT等值线图(图3-2)上可以看出,研究区磁性高低相间分布,ΔT在-100～250nT之间,磁异常具有以下特征:

1)武清区西北部磁力低,ΔT为-100nT,反映了武清凹陷的分布。

2)周良庄、尔王庄、胡连庄等地的磁力正异常,反映了沧县隆起的位置;八里台附近的负异常,则反映了隆起区的断凹-白塘口凹陷的位置;静海县磁力高,反映了大城凸起的分布。

3)沿宁河—汉沽—塘沽—大港一带,出现多个正负相间的杂乱磁场区,反映了黄骅坳陷的分布,其中宁河县附近的磁力正异常,反映坳陷区的凸起—宁河凸起的位置。

4)宝坻区南北磁力正负异常呈串珠状分布,反映了宁河-宝坻断裂的存在,同样,天津市东北部以零等值线为界,磁力正负异常相间分布,反映了沧东断裂的分布。

(四)重磁异常与地质剖面关系

图3-3为重磁异常与地质剖面对比图,剖面线以东经117°13'为界,自南向北,从天津市南部边界到宝坻区。从图中可以明显地看出,随着重力异常曲线的高低变化,地质剖面表现为凸凹相间,为正相关关系,在小韩庄凸起、潘庄凸起、王草庄凸起等处,重力异常值高,而在板桥凹陷、白塘口凹陷、武清凹陷等处,重力异常值则低。从图中还可以发现,磁异常曲线与地质剖面的基底起伏基本对应一致,航磁异常曲线高基底表现为凸起,航磁曲线低基底则表现为凹陷,另外在白塘口凹陷附近,有磁性体存在。

‘捌’ 磁力测量

在该区进行1:50000比例尺航空磁测时发现近东西向分布的长条形异常，编号为新C-77-42号异常，△T_max+=610nT，中部异常长约4km，宽约1km。（见图10^-2）对该异常进行地面检查，地表见到基性-超基性岩体。

图10-2黄山地区航磁异常△T等值线平面图（根据地矿部航空物探大队资料，1977）

1—正磁场（nT）;2—负磁场（nT）;3—磁场零值线；4—磁异常编号；5—剖面线

根据航磁异常地面检查结果，开展了1:1万比例尺地面磁测。地面磁测结果，航磁异常分解成四个小异常（见图10-3）。异常分布大体以146线为界，东部两个，西部两个。西部异常较大，东部较小。异常比较复杂，总的强度不大，属中等强度，△Z最高2800nT，一般200—800nT。异常曲线变化较大，成剧烈锯齿状变化（见图10-4），北部出现负异常。西部两个异常地表出露为辉石岩、橄榄岩。东部两个异常一个地表出露为辉长岩，另一个较平缓的低弱异常地表为粉砂岩。

图10-3黄山岩体△Z异常图（据新疆地矿局第六地质大队物探分队资料，1985）

1—正磁场（nT）;2一负磁场（nT）;3—磁场零值线；4—测线

图10-4黄山地区布格重力异常平面图

1—重力异常等值线（10^-5m/s²）;2—铜镍矿床

根据磁异常特征和地表出露的岩石分析，认为西部为岩体的主体部分，东部岩体小，主要为辉长岩，最东部的平缓弱异常，推断是隐伏岩体引起。从岩石磁性测定结果，橄榄岩磁性强，辉长岩磁性弱。将地面磁测资料与岩石磁性测定和化探资料进行对比，可以看出四个小异常都是一个基性－超基性岩体引起，磁异常的强弱反映岩体中组成的岩石类型不同。

图10-5黄山岩体重力剩余异常综合平面图

1—岩体编号；2—橄榄岩相；3—辉石岩相；4—辉长闪长岩相；5—中石炭统角斑岩、细质玢岩、含碳变余粉砂岩；6—岩相界线；7—钻孔及编号；8—重力异常等值线（10^-5m/s²）；9—重力剩余异常编号；10—点号/线号；11—矿体水平投影位置

值得指出的是西部异常中磁异常宽度大于地表出露的岩体，部分异常地表出露为细碧玢岩和石英角斑岩，对于这部分异常产生的原因，当时有两种意见，一种认为是地表出露的细碧玢岩和石英角斑岩具有磁性，它引起的磁异常与岩体的磁异常无法区分，构成利用地面磁测结果划分岩体边界的一种干扰。另一种认为是地表出露的细碧玢岩和石英角斑岩下存在岩体，磁异常是细碧玢岩，石英角斑岩下的岩体引起，同时说明岩体是向南倾斜的。经过重力测量后，由于重力异常与磁力异常位置基本一致，说明磁异常是由细碧玢岩、石英角斑岩下的基性-超基性岩体引起，后经钻探工程验证，在细碧玢岩下见到超基性岩体（见图10-5）。

‘玖’ 磁法勘探的工作方法

磁法勘探可在地面(地面磁法)﹑空中(航空磁法)﹑海洋(海洋磁法)，钻孔中(井中磁法)和卫星磁测进行。在地面磁法勘探中﹐一般是布置一系列的平行等距的测线﹐垂直于被寻找的对象(例如矿体)的走向﹐在每条测线上按一定距离设置测点﹐在测点上测地磁场垂直分量的相对值﹐测线距与测点距之比从10﹕1到1﹕1。在航空及海洋磁法勘探中﹐飞机或观测船沿预先设计好的航线行进(用导航仪控制)﹐用航空或海洋磁力仪自动记录总磁场强度。
无论地面或航空磁法﹐测量点间的距离要小于所要找的异常的宽度。例如石油勘探用航空磁法找大片磁异常﹐航测的线距是1～5公里﹐飞行高度0.3～1公里﹔在金属矿区﹐线距要小一些﹐有时小于100米(见航空地球物理勘探﹑海洋地球物理勘探﹑地下地球物理勘探)。 用安装在飞机的磁力仪进行磁测。具有快速，不受高山、水域、森林、沼泽限制等特点。由于飞机距地面一定高度飞行，减弱了地表磁性不均匀影响，更有利于磁力仪记录深部区域地质构造的磁场。
航磁比例尺根据地质任务、探测对象的规模、所测区域的地球物理特征和航空定位技术等来确定。金属矿航磁比例尺一般多为 1:10万、1:5万，有望远景区可达1:2.5万。构造航磁比例尺一般为1:100万、1:50万和1:20万等。测线应与矿带或主要构造带垂直。为了获得明显可靠的磁异常信息，飞行高度应尽量低，由比例尺、定位技术和地形条件等确定。
航磁工作中，一般采用无线电导航仪同步照相定位。为消除飞行本身的磁干扰，还需采用特殊的磁补偿技术。航测过程中除进行测线上的磁场测量外，还需进行基线飞行和辅助飞行。基线飞行是确定磁异常的起算点和计算仪器的零点位移；辅助飞行包括：了解测区情况、飞行条件和仪器工作状态的试验飞行；检查评价磁测质量的重复线飞行；检查调整不同架次观测磁场水平的切割线飞行等。
航磁测量结果除进行与地面磁测相类似的改正外，还需进行偏向改正和高度改正，改正后的结果再经切割线飞行观测资料调整，最后编绘航磁异常剖面平面图和平面等值线图。 把磁力仪放航天器上进行的地磁测量。
在很短的时间里，就可以取得某段时间内的整个地球磁场的资料。根据合适轨道的长期卫星磁测的资料，可以建立全球范围的地磁场模型，如国际参考磁场模式；研究地磁场的空间结构和时间变化；研究全球范围的磁异常情况；它还可以用作飞行器的姿态测量。卫星磁测是空间环境监测的重要组成部分。
1958年，前苏联发射的人造地球卫星3号是世界上第一颗测量地磁场的卫星，它上面装有磁通门矢量磁力仪，得到了磁场总强度的结果。以后，前苏联和美国又先后发射了几颗飞行不高的测量地磁场的卫星，如 先锋3号、宇宙26号、宇宙49号、宇宙321号、奥戈6号，这些卫星都只携带测量地磁场总强度的磁力仪（质子旋进磁力仪或光泵磁力仪），飞行高度通常是几百公里，能够准确、迅速地测量地磁场总强度。
1979年10月30日美国发射了一颗地磁卫星，它的轨道通过两极上空，能够覆盖整个地球表面。卫星上除装有光泵磁力仪和磁通门矢量磁力仪外，还装有星象照相机，能较准确地确定卫星飞行的姿态，因而较准确地进行了地磁三分量的全球测量。

‘拾’ 软件的主要功能

航空物探数据共享服务软件是基于服务器端进行开发的，用户只需在浏览器端进行相关操作，便能实现航空物探勘查工作程度的浏览、勘查项目概况信息的查询与统计、描述勘查项目数据内容及质量信息的元数据查看、图形与属性数据的输出等，此外提供了图形的距离和面积量测工具。数据共享服务的展示通过两种途径完成。其一是通过反映航空物探工作程度的勘查项目概况信息，向用户提供我国航空物探测量的进展情况以及取得的相应数据资料和解释成果；其二是通过项目元数据对具体项目的数据成果内容、表达方式、数据质量、成果水平进行详细描述，为用户提供更加丰富和准确的信息。

在浏览器下系统的主界面如图7-2所示。界面采用多框架网页设计，主要包括菜单条、工具条、查询框架、主视图框架和属性框架。

图7-2 浏览器下系统的主界面示意图

用户初始界面是小比例尺的图，主图以陆地区域为主，主要描述我国航空物探工作程度，按比例尺分测区进行表示；副图主要表达我国正在开展的海域的航空物探测量工作。系统支持5级放大，分层次表示我国航空物探工作程度，全面反映航空物探勘查工作概况，系统数据说明如下。

1）一级图为1∶3000万概略图，表达我国全比例尺的航空物探工作程度。根据测量方法（航磁测量、航磁+放射性测量、航磁+电测量、航磁+电+放射性测量）进行图面配色，以全国行政区为底图，形成全国航空物探测量专题图。

2）二级图为1∶2500万概略图，重点表达我国中小比例尺（1∶40 万～1∶200 万）航空物探工作程度，根据比例尺和测量方法进行图面配色。

3）三级图为1∶1500万概略图，重点表达我国中比例尺（1∶20 万～1∶25 万）航空物探工作程度。根据比例尺和测量方法进行图面配色，以中国1∶500 万航磁异常阴影图作为底图。

4）四级图为1∶1000万概略图，重点表达我国大比例尺（1∶5万～1∶10万）航空物探工作程度图。根据比例尺和测量方法进行图面配色，以全国DEM作为底图。

5）五级图为1∶500万概略图，以勘查测区为单元，重点表达某一测区的详细工作程度，包括测区形状、航迹线方向、飞行工作量等。根据比例尺和测量方法确定填充线颜色，由测区工作比例尺确定填充线间隔，填充线方向与实际的测线方向相一致。

（一）数据浏览

数据的浏览主要通过放大、缩小、漫游工具实现。既可以使用单一工具完成放大和缩小，也可以使用左上角的组合工具。可以在工具条上点击放大尺度，也可以在屏幕上双击实现放大。具体数据浏览的工具描述：地图放大，放大显示地图信息；地图缩小，缩小显示地图信息；地图漫游，对地图进行平移；全图，显示整个地图区域；定制放大、缩小，定制放大缩小级别显示地图信息；鹰眼，显示当前地图的中心位置。

（二）数据查询

数据查询的主要目的是通过各种查询工具获取勘查工作程度的信息。为此，系统设计了多种查询工具，主要包括三大类；图形与属性双向查询、属性数据精确与模糊查询和元数据查询。其中图形查询主要以点查询、线查询和多边形查询等方式，通过图形查询相应的属性；结合航空物探行业的应用特点，系统特别开发了按行政区查询的方式，用户在视图中操作，查询结果在属性框架中显示。属性查询包括单一属性字段查询和SQL综合查询，查询界面如图7-3所示，为了方便用户的查询，单独设计了按照航空物探测量方法和航空物探测量比例尺进行查询。对于用户的不确定信息，系统提供了模糊查询的功能。

图7-3 属性查询工具

在数据查询工具的政区窗口中选择新疆维吾尔自治区，可以查询出在新疆开展的各种航空物探勘查工作的信息共计19条，如图7-4所示。鉴于页面的大小限制，属性表限定每页显示20条记录，可以滚动显示。属性表中的编号与视图窗口的红色标签一一对应。当点击属性表中的某一编号时，该编号的测区自动放大到当前视场的中心位置，并实现高亮显示或者闪烁显示。

图7-4 属性查询结果示意图（无界线含义）

对于查询结果，系统提供了饼图和柱状图两种图形统计方法。对于以上的查询结果可以按照工作比例尺和测量方法等进行统计，也可以按照其他属性字段进行统计。图7-5是按照比例尺统计的新疆航空物探勘查测量的情况。

（三）数据输出

系统支持两种数据的输出方式，其一是当前视图的硬拷贝，其二是将属性表按照Excel的形式进行输出。

（四）实用工具

系统提供了距离和面积的量测工具，用户可以实现测区的面积和测线的长度等量测工作。