地球物理方面：1.地球物理学报 2.地震学报 3.地震地质4.地震工程与工程振动 5.地震 6.中国地震 7.地震研究 8.地球物理学进展9.西北地震学报10.水文
石油、天燃气方面：1.石油勘探与开发 2.石油学报 5.天然气工业 3.石油与天然气地质 6.石油化工 4.石油实验地质7.石油物探 8.中国石油大学学报.自然科学版 9.天然气地球科学 10.西南石油大学学报.自然科学版 11.石油钻采工艺 12.新疆石油地质 13.测井技术14. 油气地质与采收率 15.大庆石油地质与开发 16.钻采工艺 17.油田化学 18.石油钻探技术19.石油炼制与化工 20.石油地球物理勘探 21.特种油气藏 22.石油机械 23.西安石油大学学报.自然科学版 24.钻井液与完井液 25.石油学报.石油加工 26.大庆石油学院学报 27.油气田地面工程 28.海相油气地质 29.中国海上油气
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这家公司在2022年校招签的是应届生就业的合同。合同上主要规定应届生就业后的薪资，还有工作的时间，还有具体的岗位等。
杨 永 姚会强 邓希光
（广州海洋地质调查局 广州 510760）
作者简介：杨永（1982—），男，硕士，助理工程师，从事海洋地球物理研究；电话：；E-mail：yong0913029＠163.com。
摘要 介绍了磁化强度反演的基本原理和计算公式，对反演中注意的问题进行了分析。对海底热液硫化物区进行了建模分析，并对反演的初值选取进行了讨论。主要以胡安德富卡洋脊Endeavour段热液区研究结果为例，分析了该方法在海底热液硫化物勘探中的应用效果，认为该方法能够在活动和非活动热液区勘探中发挥重要作用。
关键词 磁化强度 反演 频谱法 热液硫化物
1 引言
磁异常反演是根据磁场的空间分布特征来确定地下所对应的场源体特征，如确定磁性体的赋存空间位置、几何参数、形状、产状及磁性参数的大小和方向等。磁化强度反演是已知观测场和磁性层的深度参数，求磁化强度的分布。目前主要的反演方法是等效源法和频谱反演法。等效源法最早是由Dampney在1969年提出的［1］，Mayhew首次将该方法应用于解释卫星磁异常［2］，王京将该方法引用到航空磁异常的解释中［3］，用其研究区域地质构造。频谱反演法最早是由Parker提出的［4］，他首次给出了起伏地形下在频率域进行二维磁化强度反演的计算公式，并进行了模型试算。管志宁等［5］在二维反演的基础上分别给出了频率域和空间域三维磁化强度反演的计算方法及公式，并解决了反演过程中出现的磁化强度负值问题。
海底热液多金属硫化物是人类继多金属结核、富钴结壳之后海底资源勘查方面的又一重要发现［6］。年轻洋壳的磁化强度主要是由喷发的玄武熔岩引起的。这主要是由富铁钛磁铁矿颗粒产生的热剩余磁化强度产生的，该富钛磁铁矿易于蚀变。形成海底热液喷发系统的酸性流体易蚀变该富铁磁铁矿物，降低了地壳岩石的磁铁矿含量，甚至降低为零。因此，海底热液喷发系统可能位于孤立的蚀变地壳之下，该蚀变地壳的磁化强度较未蚀变地壳要低［7，8］。热液硫化物与其围岩（玄武岩）之间磁化强度的差异正是利用磁化强度反演进行海底热液硫化物勘探的物性基础。
本文在前人研究基础上简要介绍了磁化强度反演（频谱反演法）的基本原理和计算公式，以及反演中应该注意的相关问题。主要以胡安德富卡洋脊Endeavour段热液区研究结果为例，对该方法在海底热液硫化物勘探中的应用效果进行了分析。
2 磁化强度反演方法
2.1 基本原理及反演计算公式［9］
三维磁性层断面如图1所示，令Mξη、M、hξη、h、Hξη、H分别表示磁化强度、磁化强度平均值、上层面埋深、上层面埋深平均值、下层面埋深及其平均值，令ΔMεη＝Mεη-M、Δhξη＝hξη-h、△Hξη＝Hξη-H表示相应的磁化强度和上、下层面埋深的变化值。
（1）三维磁性层正演表达式
1）连续无限磁性层化极磁场Zxy的积分表达式：
南海地质研究.2012
图1 三维磁性层断面示意图
2）Zxy的频谱表达式为Zuv：
南海地质研究.2012
根据（b）式可以得出 与ΔZxy对应的频谱公式 和△Zuv，详见管志宁［9］，实际中会存在几种特殊情况，如任意起伏地层、同起伏地层、下延为H的单界面、顶面水平下界起伏的单界面、下延无限的单界面以及h-H间水平层。此处仅考虑h-H间水平磁性层和同起伏磁性层情况，其具体表达式如下：
3）h-H间水平磁性层：
南海地质研究.2012
南海地质研究.2012
（2）三维磁性层反演表达式
由（c）、（d）、（e）式可以得出反演△Muv的表达式（f）、（g）：
h-H间水平磁性层：
南海地质研究.2012
2.2 反演中注意的问题
（1）反演的多解性及定解条件
反演时由于平均磁化强度未知，故会存在多解性问题，故磁化强度取得唯一解的定解条件是：先验地给定磁化强度平均值M。
（2）反演场的提取和磁化强度负值出现原因与消除方法
为消除大量不正常负值，必须给定磁化强度平均值M，利用已知深度参数正演出区域场，而后得到剩余场，利用剩余场再进行反演，得出磁化强度分布。为了消除负值，有时需要加大磁化强度平均值M重复进行反演，直至反演结果符合实际地质情况。但对于h-H的水平层反演时，无需进行场的提取，此时只需加上一个常数M即可，其值一般大于负△Mξη的最大绝对值即可。
（3）保证反演结果稳定性
由于迭代反演对高频成分来说均不稳定，为了获得稳定反演结果，在反演过程中需引入正则化稳定因子。
3 热液硫化物磁化强度反演及其结果分析
3.1 磁力数据处理
在进行磁化强度反演计算之前，需要对原始观测数据进行以下处理：
（1）对原始磁异常数据进行相关预处理（日变校正、正常场及高度校正等），得到磁异常数据，并对原始磁异常数据进行网格化处理；
（2）对磁异常数据进行化极处理（在低纬度地区采用低纬度化极处理技术），得到化极磁力异常数据；
（3）结合研究区地质情况，对化极磁力异常数据进行不同高度向上延拓处理的对比分析，选取合理延拓高度的磁异常，将其作为磁化强度反演计算的基础数据。
3.2 建模及初始参数选取
在海底热液硫化物区，地形起伏不大，且洋壳厚度变化不大，故可以将其抽象为水平磁性层，模型结构如图2所示，前面已经论述在热液蚀变区的大洋玄武岩由于热液蚀变，其磁化强度较未蚀变的大洋玄武岩要低，另外上浮沉积层无磁性，正是基于这种磁性差异，会在热液蚀变区表现为磁化强度低异常。
在实际反演过程中，需给定两个初始参数：磁性层上、下界面深度和磁化强度平均值。由于实测磁数据主要用于热液喷口的研究，数据范围有限，故磁性层界面深度不能过大，一般仅取基岩之下1 km之内的深度参数。磁化强度平均值要根据研究区具体情况给出，此值的另一个目的是为了消除大量不正常负值的存在。
图2 地质模型结构简图（图中h、H分别为磁性层上、下界面）
3.3 反演结果-以胡安德富卡洋脊Endeavour段热液区研究结果为例
胡安德富卡洋脊体系位于北美大陆西海岸数百千米处的东太平洋海域内，属于东太平洋海隆的北支，是现代岩石圈板块活动活跃地区之一。Tivey等［7］对胡安德富卡洋脊北段的Endeavour段进行了磁化强度反演计算。利用的磁力数据精度较高，为三分量磁力仪观测得到的，测线线距40 m，在近海底20 m观测的。
首先对磁测数据进行了以下处理：（1）将三分量磁测数据转换为总磁场数据；（2）利用2000IGRF地磁参考模型计算正常场，进行正常场校正，得到ΔT磁异常，并对其进行网格化处理；（3）对△T磁异常向上延拓至地形起伏最高点。接下来利用此数据进行磁化强度反演，反演时，模型设计为500 m厚均匀磁化的水平磁性层。
反演结果（图3）显示已知的热液点都表现为近圆形的磁化强度低值区，如DAN-TE-GROTTO、BASTILLE、RELICT FIELD、BEACH均表现为磁化强度低值。NEWFIELD亦表现为磁化强度低，为新发现热液点。这几个磁化强度低值区具有以下几个特点：
（1）与热液喷发区有很好的对应关系；
（2）大多数异常形状近圆形；
（3）磁化强度低不仅与活动热液喷口有较好对应关系，也与非活动热液喷口对应较好，这表明低磁化强度主要是由热液蚀变引起的；
（4）这些磁化强度低值区彼此孤立，有较清晰的边界。
HULK-CRYPTO热液喷区并未表现为低磁化强度，Tivey等［7］指出这可能是热液上升流规模小，且蚀变程度程度不高，此处热液流也可能来自附近的Dante-Grotto热液区，而非发育其下地壳中，且热流温度较低，在330～350℃之间。这表明热液蚀变区并非都在其所处位置发展起来的，Hulk-Crypto热液区相对比较年轻，尽管其形态上已经是一个成熟的喷发结构，但还没有发展为一个根系统。
此外，Gee等［10］对Middle Valley也利用该方法进行了磁化强度反演，反演结果显示Bent Hill热液点表现为明显的磁化强度低。Tivey等［11］和zhu等［12］分别对大西洋洋脊TAG热液区和西南印度洋洋脊A区利用该方法进行了磁化强度反演，反演结果显示磁化强度低值区与已知热液点对应很好。
图3（a）为磁异常平剖图，（b）为该区等深图，（c）为磁化强度反演结果图（引自Tivey等［7］）
4 小结及展望
本文从磁化强度反演的理论出发，介绍了磁化强度反演的基本原理和注意问题，并主要以胡安德富卡Endeavour段为例，介绍了其在海底热液硫化物勘探中的应用效果。认为该方法在寻找活动和非活动热液点方面有较好的勘探效果，对寻找新热液活动区具有一定指导作用。
就反演中的建模而言，目前主要采用水平磁性层这种简单模型，在未来的研究中，应该考虑同起伏磁性层模型，该模型更为接近实际情况，可能在热液硫化物勘探方面会取得更好的应用效果。
参考文献
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［2］Mayhew M A.An equivalent layer magnetization model for the united states derived from satellite altitude magnetic anoma-lies.Journal of Geophysical Research，1982，87（B6）：4837～4845.
［3］王京，张昌达.反演地壳磁化强度等效源法的模型验证及实际资料试算.物探与化探，1993，17（3）：201～208.
［4］Parker R L，Huestis S P.The inversion of magnetic anomalies in the presence of topography.Journal of Geophysical Re-search.1974.79（11）：1587～1593.
［5］管志宁，阳明，安玉林.视磁化强度填图方法及应用.物探与化探，1990，14（3）：172～181.
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［12］Zhu J，Lin J，Chen Y S，et al.A reduced crustal magnetization zone near the firt observed active hydrothermal vent fieldon the Southwest Indian Ridge.Geophysical Research Letters，2010，37：10.1029/2010GL043542.
Discussion on the magnetization inversion and its application to seafloor hydrothermal sulfide exploration
Yang Yong，Yao Huiqiang，Deng Xiguang
（Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou，510760）
Abstract：Basic theory and formula of magnetization inversion method was recommended and someproblem in magnetization inversion was analyzed.Model building of area of seafloor hydrothermalsulfide was analyzed and the choice of initial value was discussed.Applied effect of magnetizationinversion on seafloor hydrothermal sulfide exploration was analyzed，mainly example from Endeav-our segment of Juan de Fuca Ridge.We think magnetization inversion method can play an impor-tant role in hydrothermal sulfide exploration.
Key words：Magnetization Inversion Frequency spectrum method Hydrothermal sulfide
朱立 唐莉 胡省英
（国家地质实验测试中心，北京 100037）
刘庆成
（华东地质学院，江西临川 344000）
刘海生
（国土资源部廊坊物化探研究所，河北廊坊065000）
姚树祥
（个旧锡业公司职工医院，云南个旧 661000）
摘要 从地质背景出发研究和预测潜在的氡危害地区是有效和经济的方法，许多国家相继开展了以健康为目的的氡地质填图。本文阐述了在我国肺癌典型高发区——云南个旧地区首次进行的氡地质填图试点工作，研究了以土壤氡测量、地面7能谱测量与地面氡析出率研究相结合的氡地质填图测量方法；以实测结果与地质背景分析相结合，研究发现该地区的花岗岩与锡的氧化矿分布区都是潜在的高氡区，从氡的地质潜势进一步将个旧地区划分为三个不同级别的氡地质潜势区。
关键词 氡 填图 地质潜势
氡是世界卫生组织（WHO）公布的19种主要致癌物质之一，是仅次于香烟导致人类肺癌的第二大元凶，因此20世纪80年代以来许多国家广泛开展了氡危害监测与防治研究工作。空气中的氡主要来自岩石、土壤，因此，从地质背景出发，研究和预测潜在的氡危害地区是有效和经济的方法，目前世界上有许多国家完成了全国或地区性的以健康为目的的氡地质填图任务，而我国在这方面仍属于空白。1998年由原地质矿产部岩矿测试技术研究所（国家地质实验测试中心）承担我国典型地区——云南个旧地区氡地质填图任务，标志着我国正式将氡地质填图列入了国家计划。个旧是我国肺癌发病率最高的地区之一，人口虽然只有36万，但截止到1990年，因肺癌而死亡的人数已达1200人之多。中外医学专家对个旧锡矿地区肺癌病因的长期研究，表明该地区肺癌高发的主要原因之一是吸入过量的氡及其子体。因此，在这样一个肺癌高发的典型地区开展以防治氡危害为目的的氡地质填图，进而摸索出一套进行中小比例尺氡地质填图的方法，对研究高氡危害区快速预测方法与氡危害防治具有十分重要的意义。
1 工作区地质概况
1.1 地质概况
个旧市位于红河哈尼族、彝族自治州的中部，也是自治州州府的所在地，因盛产锡而驰名中外。
该区构造发育，华力西期、印支期区域地壳张裂，沿大断裂产生的碱性玄武岩流是个旧区域成矿地球化学作用的主要前奏，燕山晚期重熔花岗岩浆的侵入，是个旧矿区成矿活动的关键，也是产生氡的主要源泉。北西向的红河断裂、哀牢山断裂从个旧南部穿过，南北向的个旧断裂纵贯该区。以该断裂为界，东部即个旧锡矿矿山区，主要岩性为节理、裂隙发育的灰岩，灰岩底部下伏着燕山晚期的花岗岩：西部则海拔相对较低，岩性主要为斑状花岗岩和等粒状花岗岩。此外，工作区内许多平行排列的东西向、北东向断裂，以及派生的大大小小的节理、裂隙构造为氡的运移提供了良好的通道（图1）。该区地层以三叠系出露较为完整，侏罗、白垩系全缺，中生界以前的地层不多见，只是在矿区南部见有二叠系上统龙潭组零星出露。新生界广泛分布于山间、断陷盆地中。
1.2 放射性元素地球化学背景
氡的母体元素铀、镭的分布直接影响氡的分布。该区各类岩石中铀、钍含量较中国东部显著偏高（表1），铀含量比中国东部以及全球地壳克拉克值都高。该区花岗岩属于燕山晚期铝过饱和型富碱的壳源重熔花岗岩，其铀含量比华南加里东期花岗岩（1.77mg/kg）、印支期花岗岩（4.72mg/kg）、燕山早期花岗岩（6.90mg/kg）都要高；硫化矿中铀含量相对不高，但风化后形成的氧化矿中铀、镭的含量非常高；氧化矿主要分布在该区东部。前人曾在此开展过铀矿找矿工作，虽未找到铀矿床，但也发现了一些零星的异常点。尽管碳酸盐岩铀含量并不高，但其基底下伏的燕山晚期花岗岩、灰岩中广泛发育的裂隙、节理以及氧化矿对放射性元素铀、镭的吸附等因素是导致锡矿坑道内高氡浓度的主要因素。纵观全区的地质、地球化学背景，该区岩石和土壤中氡的潜在来源非常丰富。
表1 各类岩石、矿岩中铀、钍、镭含量的对比
①引自鄢明才、迟清华（1997）；②引自Wedepohl（1995）。
图1 云南个旧地区地质图1:200000
2 工作方法选择
2.1 方法选择的依据
本次填图的主要目的之一是探索氡地质填图的方法。所谓氡地质填图就是从地质、地球化学背景出发，研究氡的区域地质潜势分布规律，预测和确定氡的潜在高危害区。利用什么方法研究氡的地质潜势规律是关系到氡地质填图效果的关键。根据我国是发展中国家、经济实力有限的实际情况，在我国开展区域性的氡地质填图宜选择经济、有效而又快速的方法。氡是由其母体元素铀衰变产生的，则由放射性元素衰变理论可知，当了解了介质中铀的分布状况后，也就能够了解其子体元素氡的分布。岩石、土壤中铀与其子体氡的理论关系如下：
c（Rn）=2.64×10-2ρ·w（U）·KP·a（Bq·cm-3·s-1）
式中：c（Rn）—岩石、土壤中氡的浓度；P—岩石、土壤密度；w（U）—岩石、土壤中铀含量；Kp—铀与镭之间的平衡系数；a—岩石、土壤的射气系数。
上述理论公式阐明了通过确定岩石、土壤中铀（镭）的分布可以快速确定土壤中氡的分布。目前地质工作已完成了近600万km2的1:20万和1:50万区域化探扫面工作以及许多航空γ能谱测量资料，已获取了大量放射性元素铀、钍、钾区域性分布的资料。由于选择的氡地质填图方法要经济、有效，所以充分利用现有岩石、土壤的放射性元素含量和7能谱测量资料的方法在理论上和实践上都将是可行的。研究工作以丫能谱测量为主，获取岩石、土壤放射性元素含量资料，同时进行土壤氡气测量，通过两种方法测量资料的对比，找出两种参数间的空间对应关系；对比实测7能谱测量资料与区域化探资料中放射性元素铀、钍空间分布的差异；通过这些对比，研究7能谱测量资料代替区域化探资料中放射性元素含量分布资料、用土壤氡气浓度和放射性元素含量分布资料相结合进行氡地质填图的可行性。
2.2 野外工作方法
（1）测点定位：根据事先拟定好的地质路线，利用1:5万地形图和全球卫星定位仪（GPS）确定测点位置。
（2）土壤铀、钍、钾含量测定：采用国产先进的FD-3022四道轻便γ能谱仪，现场快速测定土壤中放射性元素铀、钍、钾含量。为了保证不同测量方法之间数据的可对比性，在测点周围50m范围内，取多点组合土壤样品，做室内丫能谱测量，分析铀、镭、钍、钾含量，与野外现场能谱数据进行对比，以便今后直接利用航空能谱资料进行氡地质潜势规律的解释。同时采集部分水系沉积物样品做室内能谱分析，了解在同一景观条件下土壤与水系沉积物中放射性元素含量水平与分布规律的异同点。
（3）土壤中氡气测量：用FD-3017RaA测氡仪测量土壤中氡浓度。首先打一深40～50cm的孔，将取样器插入孔中；把取样片放入取样盒内，抽气，然后加负高压收集氡子体（RaA），再后取出样片，放入仪器测量盒内进行测量。
图2 个旧地区水系沉积物铀元素含量地球化学分布图（数据提供：云南物化探队。等值线单位：μg/g）
图3 个旧地区土壤氡等值线图 等值线单位：Bq/m3
3 个旧氡地质填图初步成果
3.1 个旧地区氡地质潜势分区
从获得的结果可以看出，个旧地区放射性元素的分布明显受地质因素控制，放射性元素含量高值区基本上与出露的大面积花岗岩体吻合，范围位于贾沙—上纸厂—白云山林场一带，见个旧地区铀地球化学分布图（图2）和个旧地区土壤氡浓度分布图（图3）。从区域上看，氡浓度的分布范围与铀元素的分布范围相吻合；测区东部地表主要为碳酸盐岩，放射性元素铀含量水平比西部的花岗岩低，但是氡浓度仍然较高，这是因为碳酸盐岩基底为花岗岩，而且灰岩中裂隙节理十分发育，有大量富铀的氧化锡矿赋存其中，导致碳酸盐岩上覆土壤中氡浓度比较高。前面已从放射性衰变理论阐述了氡与其母体元素铀（镭）间的关系，对该区实测资料进行统计分析，也表明氡与其母体元素间有较好的相关关系。回归方程如下：
土壤
土壤
这表明以氡的母体放射性元素的分布资料研究氡的地质潜势是可行的，但也须结合地质背景和景观地球化学条件进行资料解释。
工作区地质背景和实测资料分析表明，花岗岩出露区和氧化矿分布区都是潜在的氡浓度高值区，以此为依据并结合该地区岩石、土壤的物理性质将个旧氡的地质潜势分为三个区，见表2。
表2 个旧地区氡地质潜势初步分区
3.2 氡地质潜势分区的初步验证
氡地质潜势分区的结果要能指出潜在的高氡危害地区，我们选择了不同分区内的不同点进行验证。
（1）验证点一位于I区的贾沙以北的霞石正长岩出露地区，土壤氡浓度平均为371989Bq/m3，比全球土壤氡平均值7400Bq/m3高50.27倍，用固体核径迹SSNTD法测量的该范围内室内空气氡浓度平均值为7389.5Bq/m3，比国家标准200Bq/m3高37倍。
（2）验证点二位于I区的贾沙至围墙、午角寨一带二长岩出露地区，土壤氡浓度平均值为36969Bq/m3，测定的12户居民住宅室内氡浓度水平为517.3Bq/m3，比国家标准高2.6倍。
（3）验证点三位于Ⅱ区的老厂—卡房灰岩出露地区，构造发育，土壤平均氡浓度为23088Bq/m3，测出的116户居民室内空气氡浓度平均为419.57Bq/m3，比国家标准高2.1倍。
（4）验证点四位于Ⅲ区的乍甸灰岩、白云岩出露地区，土壤氡平均为8362Bq/m3，仅为世界土壤氡浓度平均值的1.13倍。室内空气氡浓度平均值为250.9Bq/m3，比国家标准高1.25倍。
上述验证结果说明了该区的氡地质潜势分区基本反映了氡危害的程度，这也表明了以氡的母体放射性元素分布资料为基础的氡地质潜势分区方法是可行的。
4 后记
本计划在李家熙研究员、程业勋教授指导下，在原国家计委国土司，原地矿部财务司、地调局支持下得以实施。云南地矿局、有色总公司西南地勘局308队提供了地质资料。云锡公司劳卫所姚树祥、黄志兵、马宁东、张翔、高元洪等同志参加了野外工作。北京肿瘤研究所乔友林博士、中国地质科学院生物环境地球化学研究中心主任刘晓端、李奇做了大量组织协调工作。本文在编写过程中，得到了黄怀曾研究员的指导。地质矿产部岩矿测试技术研究所杜安道、屈文俊完成了地质样品的238U、232Th、226Ra、40K室内丫能谱分析工作，在此一并致谢。
参考文献
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