强磁性二度体的勘探方法和勘探系统技术方案

本发明专利技术旨在提供一种强磁性二度体的勘探方法和勘探系统，包括：根据地下目标区域、强磁性二度体的展布范围、强磁性二度体的磁化率分布数据，计算地下目标区域强磁性二度体的磁场；根据地面观测高度、水平观测点坐标、地下目标区域强磁性二度体的磁场，计算水平观测点位置处强磁性二度体的磁场；判断计算得到的水平观测点位置处强磁性二度体的磁场与仪器测量得到的水平观测点位置处强磁性二度体的磁场相同，如果相同，则将强磁性二度体的磁化率分布数据作为所述强磁性二度体的实际磁化率分布数据以用于勘探所述强磁性二度体。本发明专利技术能满足高精度磁法勘探数据精细反演成像的需求，提高磁测资料解释精度。提高磁测资料解释精度。提高磁测资料解释精度。

【技术实现步骤摘要】
强磁性二度体的勘探方法和勘探系统


[0001]本专利技术涉及磁法勘探
，尤其涉及一种用于金属矿物勘探、且适用于任意几何形状和任意磁化率分布的强磁性二度体的勘探方法和勘探系统。

技术介绍

[0002]矿产是国家经济发展的重要物质基础。随着国家经济发展，对矿产的需求与日俱增。磁法勘探是基于地下物体磁性差异的勘探方法。随着磁测仪器设备测量精度的提高，高精度磁法勘探已成为金属矿产勘查的有效手段。研究与高精度、高分辨率磁测资料匹配的磁测数据反演解释方法成为迫切需求。正演计算是磁测资料反演解释的基础，其计算精度和计算效率直接影响反演解释的效果。目前多数磁场正演计算方法，主要面向弱磁情况下应，即物体的磁化率效应0.1SI，此时退磁效应影响小，可忽略不计。但对于大多金属矿产，如磁铁矿等，展现出强磁性，此时退磁效应不可忽略。利用弱磁场计算方法计算强磁场，会产生较大误差。利用高精度磁法进行金属矿产勘查，须研究考虑退磁效应的强磁性体磁场快速、高精度正演计算方法。目前研究强磁性二度体磁场正演计算的方法较少。文献(Kostrov N P.Calculation ofmagnetic anomalies caused by 2Dbodies of arbitrary shape with consideration of demagnetization.Geophysical Prospecting,2007,55(1):91
‑
115)提出一种采用三角单元剖分的体积分方法，能计算相对磁导率在2至20范围内磁场。为保证计算精度，需增加三角剖分单元个数，导致该方法计算效率降低。
[0003]目前，强磁性二度体的勘探方法和勘探系统中所用到的正演计算方法存在计算效率和计算精度难以平衡的问题。因此，急需提出一种强磁性二度体的勘探方法和勘探系统，以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0004]针对目前大部分二度体磁场正演计算问题仅研究弱磁性情况，不考虑退磁效应影响，并且现有强磁性二度体的勘探方法和勘探系统大多存在计算效率和计算精度低等问题，本专利技术旨在提供一种强磁性二度体的勘探方法和勘探系统，以满足高精度磁法勘探数据精细反演成像的需求，提高磁测资料解释精度。
[0005]为实现本专利技术的技术目的，采用以下技术方案：
[0006]强磁性二度体的勘探方法，包括以下步骤：
[0007]设置地下目标区域、强磁性二度体的展布范围、强磁性二度体的磁化率分布数据、地面观测高度和水平观测点坐标；
[0008]根据地下目标区域、强磁性二度体的展布范围、强磁性二度体的磁化率分布数据，计算地下目标区域强磁性二度体的磁场；
[0009]根据地面观测高度、水平观测点坐标、地下目标区域强磁性二度体的磁场，计算水平观测点位置处强磁性二度体的磁场；
[0010]判断计算得到的水平观测点位置处强磁性二度体的磁场与仪器测量得到的水平
观测点位置处强磁性二度体的磁场相同，如果相同，则将强磁性二度体的磁化率分布数据作为所述强磁性二度体的实际磁化率分布数据以用于勘探所述强磁性二度体。
[0011]进一步地，本专利技术中，计算地下目标区域强磁性二度体的磁场，包括：
[0012](a)根据所述地下目标区域和所述强磁性二度体的展布范围建立初始二维矩形模型；
[0013](b)将所述初始强磁性二度体的展布范围均匀划分成多个单元矩形；
[0014](c)根据所述强磁性二度体的磁化率分布数据对每个所述单元矩形的磁化率进行赋值，得到对应所述初始强磁性二度体的目标二维矩形模型；
[0015](d)根据所述目标二维矩形模型计算得到其模型加权系数；
[0016](e)根据地球主磁场模型，计算所述目标二维矩形模型中每个所述单元矩形中心处的地球主磁场；
[0017](f)将每个所述单元矩形中心处的地球主磁场作为其磁场初始值；
[0018](g)根据所述目标二维矩形模型、所述磁场初始值以及模型加权系数计算得到空间域异常磁场；
[0019](h)根据所述磁场初始值和所述空间域异常磁场计算得到总磁场；
[0020](i)设置迭代收敛条件，判断所述总磁场是否满足迭代收敛条件，若所述总磁场满足迭代收敛条件，将所述总磁场作为地下目标区域强磁性二度体的磁场，若所述总磁场不满足所述给定迭代收敛条件，将所述总磁场作为所述磁场初始值，并重复执行步骤(g)至步骤(i)，直至满足所述给定迭代收敛条件；
[0021]进一步地，本专利技术步骤(d)中，模型加权系数ω(x1‑
ξ
m
,z1‑
ζ
n
)包括ω
x
(x
i
‑
ξ
m
,z
j
‑
ζ
n
)和ω
z
(x
i
‑
ξ
m
,z
j
‑
ζ
n
)两个分量，分别为：
[0022][0023][0024]其中：目标二维矩形模型所在区域即地下目标区域强磁性二度体的磁场所在区域，地下目标区域强磁性二度体的磁场所在区域与地下目标区域强磁性二度体的磁场观测点区域重合，各单元矩形的中心同时作为地下目标区域强磁性二度体的磁场观测点区域的观测点，(x
i
,z
j
)和(ξ
m
,ζ
n
)分别表示目标二维矩形模型中的单元矩形的中心坐标以及地下目标区域强磁性二度体的磁场观测点区域的观测点坐标，i＝1,2,
…
,N
x
，j＝1,2,
…
,N
z
，m＝1,2,
…
,N
x
，n＝1,2,
…
,N
z
，N
x
和N
z
分别为二维矩形模型x和z方向上划分的单元矩形的数量，
Δx和Δz分别为单元矩形在二维矩形模型x和z方向的尺寸，arctan表示反正切运算，ln表示对数运算。
[0025]进一步地，本专利技术步骤(g)中，空间域异常磁场H
a
(x
i
,z
j
)由x方向上和z方向上的两个分量构成，如下：
[0026][0027][0028]其中：m
x
(ξ
m
,ζ
n
)和m
z
(ξ
m
,ζ
n
)分别表示单位矩形中心(ξ
m
,ζ
n
)处的空间域磁化强度M(x
i
,z
j
)的x分量和z分量，M(x
i
,z
j
)＝χ(x
i
,z
j
)H
(0)
(x本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.强磁性二度体的勘探方法，其特征在于，包括以下步骤：设置地下目标区域、强磁性二度体的展布范围、强磁性二度体的磁化率分布数据、地面观测高度和水平观测点坐标；根据地下目标区域、强磁性二度体的展布范围、强磁性二度体的磁化率分布数据，计算地下目标区域强磁性二度体的磁场；根据地面观测高度、水平观测点坐标、地下目标区域强磁性二度体的磁场，计算水平观测点位置处强磁性二度体的磁场；判断计算得到的水平观测点位置处强磁性二度体的磁场与仪器测量得到的水平观测点位置处强磁性二度体的磁场相同，如果相同，则将强磁性二度体的磁化率分布数据作为所述强磁性二度体的实际磁化率分布数据以用于勘探所述强磁性二度体。2.根据权利要求1所述的强磁性二度体的勘探方法,其特征在于，计算地下目标区域强磁性二度体的磁场，包括：(a)根据所述地下目标区域和所述强磁性二度体的展布范围建立初始二维矩形模型；(b)将所述初始强磁性二度体的展布范围均匀划分成多个单元矩形；(c)根据所述强磁性二度体的磁化率分布数据对每个所述单元矩形的磁化率进行赋值，得到对应所述初始强磁性二度体的目标二维矩形模型；(d)根据所述目标二维矩形模型计算得到其模型加权系数；(e)根据地球主磁场模型，计算所述目标二维矩形模型中每个所述单元矩形中心处的地球主磁场；(f)将每个所述单元矩形中心处的地球主磁场作为其磁场初始值；(g)根据所述目标二维矩形模型、所述磁场初始值以及模型加权系数计算得到空间域异常磁场；(h)根据所述磁场初始值和所述空间域异常磁场计算得到总磁场；(i)设置迭代收敛条件，判断所述总磁场是否满足迭代收敛条件，若所述总磁场满足迭代收敛条件，将所述总磁场作为地下目标区域强磁性二度体的磁场，若所述总磁场不满足所述给定迭代收敛条件，将所述总磁场作为所述磁场初始值，并重复执行步骤(g)至步骤(i)，直至满足所述给定迭代收敛条件。3.根据权利要求2所述的强磁性二度体的勘探方法,其特征在于，步骤(d)中，模型加权系数ω(x1‑
ξ
m
,z1‑
ζ
n
)包括ω
x
(x
i
‑
ξ
m
,z
j
‑
ζ
n
)和ω
z
(x
i
‑
ξ
m
,z
j
‑
ζ
n
)两个分量，分别为：
其中：目标二维矩形模型所在区域即地下目标区域强磁性二度体的磁场所在区域，地下目标区域强磁性二度体的磁场所在区域与地下目标区域强磁性二度体的磁场观测点区域重合，各单元矩形的中心同时作为地下目标区域强磁性二度体的磁场观测点区域的观测点，(x
i
,z
j
)和(ξ
m
,ζ
n
)分别表示目标二维矩形模型中的单元矩形的中心坐标以及地下目标区域强磁性二度体的磁场观测点区域的观测点坐标，i＝1,2,
…
,N
x
，j＝1,2,
…
,N
z
，m＝1,2,
…
,N
x
，n＝1,2,
…
,N
z
，N
x
和N
z
分别为二维矩形模型x和z方向上划分的单元矩形的数量，Δx和Δz分别为单元矩形在二维矩形模型x和z方向的尺寸，arctan表示反正切运算，ln表示对数运算。4.根据权利要求3所述的强磁性二度体的勘探方法,其特征在于，步骤(g)中，空间域异常磁场H
a
(x
i
,z
j
)由x方向上和z方向上的两个分量构成，如下：)由x方向上和z方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙伟，彭嘉祥，陈欣，张智，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：