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春滑腔图件编制

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让碰理。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扒衫的优势之一，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。