Интерпретация данных магниторазведки

Интерпретация результатов магниторазведки включает геофизическую интерпре- тацию и геологическое истолкование, тесно связанные между собой. Первым этапом является качественная интерпретация аномалий магнитного поля, позволяющая по морфологии аномального поля судить о плановом положении тех или иных геологиче- ских или структурных элементов, а имея общие сведения о магнитных свойствах гор- ных пород и геолого-структурном строении, установить их природу.

Второй этап—количественная интерпретация или решение обратной задачи маг- ниторазведки—имеет целью определение количественных параметров разведываемых геологических объектов. В целом подход к геологической интерпретации магнитных аномалий с учетом отмеченных особенностей тот же, что и в гравиразведке.

Качественная интерпретация. При качественной интерпретации карт, карт графиков и графиков ΔTa и ΔZa ведут их визуальное описание и сравнение с геологи- ческими данными, а результаты используют для дальнейшей количественной интер- претации или дополнительных геофизических работ. На картах изодинам выявляют и коррелируют аномалии, соответствующие одним и тем же объектам, намечают плано- вое расположение контактов различных пород, прослеживают контуры тех или иных структур или включений. Изометрическим аномалиям (аномалии с примерно одинако- выми поперечными размерами на карте) соответствуют изометрические в плане геоло- гические объекты, вытянутым изодинамам (длина аномалий в 5 раз и более превышает ширину) соответствуют геологические структуры и отдельные слои вытянутой формы.

Если для вертикально намагниченных тел поле аномалий ΔZa имеет один знак, то это свидетельствует о большой глубине залегания другого полюса намагниченных по- род. Если же глубина залегания нижней части мало отличается от глубины залегания верхней, то вокруг интенсивной аномалии, связанной с верхним полюсом, будет на- блюдаться слабое поле другого знака, обусловленное нижним полюсом намагниченных пород, при падении пород в ту сторону, где площадь распространения слабых анома- лий больше. Участкам с высокими горизонтальными градиентами аномалий вертикаль-

ной составляющей геомагнитного поля часто соответствуют контакты пород с разными магнитными свойствами.

При качественной интерпретации выявляют региональные крупные аномалии, связанные со структурно-тектоническим строением района, и локальные аномалии, приуроченные к местам нахождения магнитных руд и отдельных слоев с повышенны- ми магнитными свойствами.

Для разделения аномалий разной природы, глубины залегания, намагниченности существуют математические методы анализа магнитных аномалий с использованием ЭВМ, основанные на разного рода трансформациях, которые предназначены для под- черкивания одних аномалий и сглаживания других. Такие же приемы используют при обработке данных гравиразведки. Можно отметить следующие особенности способов трансформации магнитных аномалий. В способе вычитания из наблюденного аномаль- ного поля вычитают поле геологических структур или объектов, не имеющих отноше- ния к решаемой геологической задаче. Для этого из дополнительных источников надо знать их геометрические и физические свойства, решить прямые задачи и полученные аномалии вычесть из наблюденного поля. Трансформацию наблюденного аномального магнитного поля часто проводят с помощью частотной селекции, когда разделяют ано- малии с разной пространственной частотой: длиннопериодные аномалии соответству- ют объектам с большими поперечными размерами и глубинами залегания, а коротко- периодные — с меньшими.

При усреднении аномалий по оптимально выбранному числу точек (пикетов на- блюдения) можно подчеркнуть аномалии тем больших размеров и глубины, чем боль- ше число таких точек или радиус усреднения.

Аналитические продолжения полей, т. е. пересчеты в верхнее и нижнее полупро- странства, облегчают качественное выделение региональных и локальных аномалий. Имея набор карт с разными уровнями (высотами и глубинами) пересчета, можно вы- брать те, которые в наилучшем (наглядном) виде отражают структуры или объекты, представляющие наибольший интерес для решаемой задачи. Подчеркиванию локаль- ных аномалий способствуют вторые и высшие производные магнитного потенциала. При этом вертикальные производные локализуют верхние кромки возмущающих объ- ектов, а горизонтальные — их боковые границы и контакты.

При обработке карт графиков (корреляционных планов) магнитных и других гео-

физических аномалий используют также различные статистические методы.

Количественная интерпретация. Определение глубины, размеров, точного ме- стоположения, углов падения геологических тел, создавших магнитные аномалии, яв- ляется основной целью количественной (расчетной) интерпретации или решения об- ратной задачи магниторазведки. Математическое решение обратной задачи магнито- разведки неоднозначно, так как похожие аномалии могут быть созданы геологическими телами разной формы, размеров и интенсивности намагничения. Для однозначной ин- терпретации магнитных аномалий и, в частности, приближенного определения разме- ров тел необходимо априорно знать интенсивность и направление намагничения тел.

Существует несколько методов решения обратной задачи, примерно таких же, как в гравиразведке. Простейшим из них является метод характерных точек. Для его при- менения используют так называемые интерпретационные профили, т. е. графики ΔZa или ΔTa, полученные над четкими аномалиями, не очень осложненными влиянием со- седних тел, которые проводят вкрест простирания аномалии. Исходя из формы, знака (для ΔZa) и другой априорной информации, выявленные геологические объекты ап- проксимируют простейшими геометрическими моделями (стержень, шар, вертикаль- ный пласт, горизонтальный цилиндр и др.) однородно намагниченных тел. На графиках

ΔZa, ΔTa находят абсциссы характерных точек (максимумом, полумаксимумов, мини- мумов, нулевых значений для ΔZa и др.) и с помощью полученных выше формул (3.13), (3.14), (3.16), (3.17), (3.19), (3.21) или аналогичных формул, взятых из справочников, определяют глубины залегания верхних кромок или центров и магнитные моменты аномалообразующих объектов. Зная по измерениям на образцах I, можно оценить их поперечные размеры или объемы. Чем больше форма геологические структур и тел приближается к форме простейших геометрических моделей, тем ниже погрешность получения результатов интерпретации, которая может достигать 20—30 %. Большое значение имеет использование всей геологической информации о районе исследований, что позволяет выбрать наиболее приемлемую модель намагниченных тел.

В общем случае, когда неизвестна форма тел, создающие магнитные аномалии, оценку глубины залегания верхней кромки мож- но получить методом касательных. На графиках ΔZa проводят касательные, параллельные оси x, через максимум, минимумы (если они есть), а также касательные вдоль границ аномалий через точки перегиба (рис.3.6). Далее находят точки пересечения всех касательных и определяют абс- циссы точек пересечения х1, х1', x2, х2'. Если на кривой минимумов нет (аномалии одного знака), то за точки х1 и х1' принимают точку пересече- ния наклонных касательных с осью x. Прибли-

Рис. 3.6 Пример интерпретации кривой

ΔZa методом касательных

женную глубину залегания верхней кромки тела, создающего данную аномалию, рассчитывают по следующим формулам:

h = (x1 – x2) / 2 , h’ = (x1’ – x2’) / 2 (3.22)

Среднее арифметическое из двух полученных значений h и служит для оценки глубины залегания верхней кромки тела. В зависимости от формы, поперечных разме- ров и глубины залегания истинная мощность может изменяться от 0,5h, когда размеры тел больше глубины их залегания, до 1,5h, если размеры тел меньше глубины их зале- гания.

При наличии сложных аномалий, обусловленных интерференцией от ряда объек- тов, применяют интегральные методы в которых по площадям под графиками или изо- линиями аномалий оценивают общие магнитные моменты, центры возмущающих структур, а иногда глубины залегания их верхних кромок. С помощью специальных палеток или ЭВМ методами сравнения или подбора наблюденную кривую сравнивают с теоретической. Используя априорную геолого-геофизическую информацию, выбира- ют или рассчитывают графики аномалий для разных параметров модели. Те из них, ко- торые дают наилучшее совпадение, принимают за возможный вариант геолого- геофизического строения изучаемого района.