2-磁法勘探仪器和测量技术
第二章(2)磁法勘探(岩矿石磁性、磁力仪与磁法勘探野外工作方法)
90 80 70 60 50 40 30 20 10
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210
κ（磁化率） Mr （剩余磁化强度） M （总磁化强度）。
• 岩石的剩余磁性
• 自然界中岩石在成岩时期的地磁场作用下所 获得的剩余磁性，称为天然剩余磁性，通常 用NRM (Natural Remanent Magnetism)表 示，它是古地磁学的研究对象。
• 不同类别的岩石获得的天然剩余磁性的类型 是截然不同的。
（二）矿物的磁性
1、反磁性矿物 κ（磁化率）很小，一般为10-5 SI（ κ）
常见矿物有：岩盐、石膏、方解石、石英、大理石、 石墨、金刚石及长石
2、顺磁性矿物 κ< 10-3 SI（ κ）
常见矿物有：黑云母、角闪石、辉石、蛇纹石、 及石榴子石等。
3、铁磁性矿物 κ及Mr 都很大；
常见矿物有：磁铁矿、钛磁铁矿、磁赤铁矿、磁黄 铁矿等。
■ 磁法勘探资料整理与图示：
1、资料整理：求得各测点相对于基点的磁场差值
在强磁场区，磁异常按下式计算：
B B观 －B基点
在弱磁场区，磁异常按下式计算：
B B观 － B基点 B日变 B高程 B纬度
2、磁异常的图示 基本图件与重力勘探一样
• 天然剩余磁性的类型有: 热剩余磁性，化学 剩余磁性，沉积剩余磁性和粘滞剩余磁性。
• 1、热剩磁TRM (Thermal RM)
• 火成岩的剩余磁化方式主要是热剩磁。
• 所谓热剩磁就是炽热熔岩，其温度都在 磁性矿物居里点 (500一7000C)以上，从 地下喷出地面后在地磁场中冷却至常温 的过程中，磁性矿物因受到当地、当时 地磁场的作用，而平行于地磁场的方向 被磁化，其结果获得很强的剩磁，这种 剩磁称为热剩磁。
磁法勘探-地球的磁场
磁法勘探的测量方法
地面磁测
在地面上设置测点，测量地磁场强度和 方向，适用于大面积区域勘探。
海洋磁测
在海洋调查船上安装磁力仪，测量海 底地磁场强度和方向，适用于海洋资
源勘探。
航空磁测
在空中飞行器上安装磁力仪，测量地 磁场强度和方向，适用于山区、沼泽 等复杂地形区域。
井中磁测
在钻孔中安装磁力仪，测量地磁场强 度和方向，适用于地质勘探和地下资 源调查。
01
02
03
磁力梯度测量
通过测量磁场的变化率， 提高对地下磁性体分辨能 力，能够探测更小的目标。
磁力扫描技术
采用多通道磁力仪，实现 大面积、快速、高精度的 磁场测量，提高勘探效率。
磁力成像技术
利用多分量磁力仪，获取 地下磁性体的三维形态和 分布特征，实现地下构造 的三维重建。
磁法勘探与其他地球物理方法的结合
04
磁法勘探的实际应用
资源勘探
铁矿
石油和天然气
磁法勘探能够通过测量地磁场的变化， 发现地下铁矿的磁异常，从而确定铁 矿的位置和规模。
磁法勘探可以通过测量地磁场的变化， 发现地下油气藏的磁异常，为石油和 天然气的勘探提供重要线索。
煤炭Leabharlann 煤炭是一种具有较强磁性的物质，磁 法勘探可以用来探测煤田，了解煤层 的分布和埋深。
磁法勘探-地球的磁场
contents
目录
• 磁法勘探概述 • 地球磁场的基本知识 • 磁法勘探的技术和方法 • 磁法勘探的实际应用 • 磁法勘探的未来发展
01
磁法勘探概述
磁法勘探的定义
磁法勘探：利用地球磁场的变化规律 来探测地下矿藏、地质构造和其他地 质体的地球物理方法。
磁法勘探通过测量地球磁场强度的变 化，推断出地下地质体的磁性差异， 进而确定其分布、形态和规模。
2-磁法勘探仪器和测量技术
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
机械式磁力仪简介 2) 刃口式垂直磁力仪
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
3）磁钢片N和S极两端长度对称于刃口，为使重心 偏向于S极，在S极一端装一重荷－－纬度螺丝， 调节它可使磁系磁轴保持在i小于等于正负1.5度的 位置，由于纬度在不同地区，地磁场Z变化较大， 需调节此重荷以保持磁系水平，使磁系在不同纬度 地区可以进行工作，故称之为纬度螺丝。 4）由于刃口磁称不用悬丝悬挂，无扭力矩的作用 ，在磁场变化读数超格时，使用辅助磁铁的磁场来 抵消一部分外磁场的作用，以此扩大测程。 因此，它在脚架上部装有安置辅助磁铁的设备。
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法 1、悬丝式垂直磁力仪及其工作原理
ZM cos i mgd cos( i) 2 i ZM cos i mgd cos cos i mgd sin sin i 2 i mgd cos mgd sin 2 i Z tgi M M M cos i
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
二、机械式磁力仪
机械式磁力仪是一种应用最早的磁测仪器.最初仅是一
种由矿山罗盘改造而成的灵敏度很低的仪器.
1915年,阿道夫.施密特的刃口式磁力仪出现后,机械 式磁力仪才广泛应用于磁法勘探工作.
这类仪器都是相对测量仪器,其直接反映磁场变化的部
分称为磁系. 它的主要部分由一块精密的永久磁铁做成 ,利用力矩平衡原理来观测磁场,对磁场的测量类似于称 的原理,又名磁称.
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法 1、悬丝式垂直磁力仪及其工作原理
磁系所受的三力矩的作用: 磁力矩: F lmc Z cos i ZM cos i, M mcl 磁棒的磁矩, 磁棒度 l
重力矩: M g mgd cos( i),
磁法勘探设备的技术特点和优势分析
磁法勘探设备的技术特点和优势分析磁法勘探是一种常用的地球物理勘探方法，通过测量地球表面上的磁场信息来推测地下的地质结构和矿产资源的分布情况。
磁法勘探设备是磁法勘探工作中的核心装备，具有独特的技术特点和明显的优势。
本文将详细介绍磁法勘探设备的技术特点和优势，帮助读者更好地了解和应用这一技术。
一、技术特点：1. 非接触性测量：磁法勘探设备通过测量地球表面的磁场信息来推测地下的地质结构和矿产资源的分布情况。
与地震勘探等需要使用探针接触地面的勘探方法相比，磁法勘探无需直接与地质介质接触，可以在较大范围内进行非接触性的测量，减少了对地质环境的干扰。
2. 高分辨率：磁法勘探设备可以实现较高的分辨率，能够探测到较细小的地质异常。
磁法勘探利用地下矿区的磁性异常信息，通过对磁场的精确测量和分析，可以识别出矿体、断层、岩性变化等地质结构，提供高分辨率的地下信息。
3. 无需破坏：磁法勘探设备无需在地质介质中进行钻孔或破坏性工作，可以在地表上进行勘探测量。
这意味着磁法勘探可以有选择地对特定区域进行勘探，减少了对环境和地质资源的破坏，更加经济环保。
4. 可广泛应用：磁法勘探设备适用于各种地质环境和矿产类型的勘探工作。
它可用于找矿、勘探地下水资源、地壳构造研究等领域，广泛应用于矿产勘探、城市规划、环境保护等领域。
二、优势分析：1. 经济高效：磁法勘探设备的运行成本相对较低，且能够通过较少的仪器设备实现较大范围的勘探工作。
与其他地球物理勘探技术相比，磁法勘探在勘探成本和时间上具有一定的优势，非常适合中小型矿山和地质勘探单位使用。
2. 无侵入性：磁法勘探设备无需进行地下钻孔或开挖工作，对地质环境没有破坏性影响，既可以快速进行勘探测量，又可以准确获取勘探结果。
这种无侵入性的特点使得磁法勘探成为环境保护和城市规划领域的重要工具。
3. 高空间分辨率：磁法勘探设备可实现高空间分辨率的测量，能够探测到较小的地质异常。
在矿产勘探中，可以帮助确定矿体的边界和规模；在工程勘探中，可以帮助确定地下管线和隧道的位置；在地壳构造研究中，可以揭示地壳构造的细节。
地球物理勘探方法简介
地球物理勘探方法简介地球物理勘探作为地球科学领域中的重要分支，通过测量地球的物理特征，以及地下介质的物理属性，来获取地下资源的信息。
本文将对地球物理勘探方法进行简要介绍。
一、重力勘探法重力勘探法是利用地球重力场的变化来推测地下物质的分布情况。
勘探人员通过测量不同地点的重力值，分析地球物质的密度分布。
这种方法在石油、地质灾害等领域有较广泛应用。
二、磁法勘探法磁法勘探法是测量地球表面垂直指向的磁场强度和方向，推测地下物质的磁性变化。
勘探人员通过磁力仪器测量地磁场的强度和方向变化，进而得出地下磁性物质的大致分布情况。
磁法勘探法在寻找矿藏、勘探地下管道等方面具有重要意义。
三、电法勘探法电法勘探法是利用电磁场的特性来推断地下物质的电性变化。
勘探人员通过在地下埋设电极，在地表上施加电流，测量地下电势分布和电阻率变化，从而推测地下物质的导电性差异。
电法勘探法在矿产资源勘探和地下水资源调查中具有广泛应用。
四、地震勘探法地震勘探法是通过分析地震波在地下介质传播的速度和幅度变化，来推断地下介质的结构和组成。
勘探人员通过放置震源和接收器，记录地震波传播的信息，并进行数据处理和解释。
地震勘探法在石油勘探、地质灾害预测等领域有着重要应用。
五、测井技术测井技术是通过在钻井过程中使用各种物理测量手段，获取地下岩石的物理特性和储量分布信息。
测井仪器可以测量地层电阻率、自然伽马辐射、声波速度等参数，帮助勘探人员判断地层岩性、含油气性质等重要信息。
六、地电磁勘探法地电磁勘探法是通过测量地下介质中电磁场的变化，推测地下物质的分布情况。
勘探人员通过放置电磁发射器和接收器，记录电磁场的变化情况。
地电磁勘探法在矿产资源调查、地质工程勘察等方面起到了重要作用。
七、地热勘探法地热勘探法是通过测量地壳中的温度分布，推测地下热流和地热资源的分布情况。
测温井、测温孔等技术手段可以帮助勘探人员获取地温数据，并进行数据处理与解释。
地热勘探法在地热能利用和环境地质研究中有着重要应用。
磁法勘探-磁力仪、磁法勘探的工作方法
第七章 磁力仪、磁法勘探的工作方法§7.1 磁测仪器一、概述磁力仪仅是观测磁场变化的仪器，种类很多。
但总的说来，可分为机械式磁力仪和电子式磁力仪两大类。
磁异常 0T T T a-=通常测量： 垂直磁异常：0Z Z Z a-= 水平磁异常：0H H H a-=总强度磁异常 0T T T -=∆我校：G-856质子旋进式磁力仪———— 测量T ∆、垂直水平梯度精度 0.1nT二、机械式磁力仪机械式磁力仪又称为磁秤，按照构造特征的差异，仪器可分为悬丝式和刃口式两类，而每一类又可分为测量磁场水平分量变化值的水平磁秤和测量磁场垂直分量变化值的垂直磁秤。
悬丝式垂直磁力仪的内部结构：平衡方程：(1)式中Z ——地磁场垂直分量m ——磁棒的磁矩P ——磁系受的重力θ——磁棒的偏转角τ——悬丝的扭力系数)(12S S Z -=∆ε三电子式磁力仪电子式磁力仪包括磁通门磁力仪、质子磁力仪、光泵磁力仪和超导磁力仪四种。
既可用于地磁场的相对测量，又可用于地磁场的绝对测量。
质子磁力仪的工作原理：物质的原子是由带正电的原于核和绕核旋转的带负电的电子组成，而原子核内又有不带电的中子和带正电的质子，氢的原子核中只有一个质子。
煤油、酒精、水等富含氢的物质，其分子中的电子的自旋磁距成对抵消。
其轨道磁矩也因分子间的相互牵制而被“封固”，除氢核以外的原子核的自旋磁矩也都互相抵消，唯有氢核即质子还存在自旋磁矩。
无外磁场存在时，这些质子的磁矩方向是杂乱的。
质子旋进的角频率ω与地磁场总强度成正比。
T p ⋅=γω 式中11810)0000075.06751987.2(--⋅⨯±=s T p γ——质子磁旋比(质子磁旋距与自旋角动量之比)nT九十年代以来，加拿大、美国和澳大利亚等国相继研制出了一些新产品。
1993年，加拿大Scintrex 公司推出了新型ENVI —MAG 质子磁力仪。
这是一种轻便型仪器(野外作业总重量5.5kg)，主要用于环境工程等问题的勘查。
【地球物理勘查】地球物理勘查(2磁法勘探)
地磁场的构成
偶极子磁场（BSN）
稳定的磁场
基本磁场（B0）
（内源场） 非偶极子场（Bm） （约占地磁场的95%）
地磁场 （B）
磁异常（Ba）
长期变化的磁场
变化的磁场 δB（外源场） 短期变化的磁场
静日变化 扰动变化
B B0 Ba B B0 BSN Bm
地磁场的构成
（一）偶极子磁场BSN
应用地球物理学概论 磁法勘探
磁法勘探是应用最早的地球物理方法。
磁法勘探的历史源远流长。我国是最早发 现和利用磁现象的国家，早在战国时代人 们就发现了天然磁石和指极性。随后在公 元11世纪初期，我国制造出了指南针并在 航海中得到了应用。
古代对磁场的观察和利用
• “先王立司南以端朝夕” • ——《韩非子》
短期变化的磁场
静日变化 扰动变化
B B0 Ba B B0 BSN Bm
地磁场的构成
（三）变化的磁场δB
1、长期变化的磁场
基本磁场随时间的缓慢变化，称为地磁场的长期变化。 特点： （1）周期长（周期为年、几十年或更长），变化缓慢； （2）地球磁场的西向漂移（如大陆磁场中心、磁倾角等
的西向漂移）。 （3）地球磁矩的衰减变化
• 为此他断言，地球本身就是一个巨大的球形磁体，并且地 球的磁性作用是从地球内部发出的。
• 从吉尔伯特那个时代开始;伦敦就开始了地磁场的系统观测， 至今已逾300多年。
1640年，瑞典人首次尝试用罗盘调查磁铁矿，开辟了 利用磁场变化来寻找矿产的新途径。
直到1870年，瑞典人泰朗(Thalen)和铁贝尔(Tiberg) 制造了万能磁力仪后，磁法勘探才作为一种地球物理 方法建立和发展起来。
在CGSM制中：CGSM
环境与工程地球物理勘探05第四章 磁法
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下倾时取正，反之取负。
图4·1·1 地磁场坐标系统
第一节 高精度磁法
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：
X = H cosD，Y = H sinD，Z = T sinI = H tgI
H = T cosI， T2 = H2+Z2 = X2+Y2+Z2
(4·1·1)
分析这些关系可知,地磁要素中有各自独立的三组：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、H 三个要素。
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。
磁场强度的单位，在国际单பைடு நூலகம்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 = 10-9 T 过去习惯使用CGSM单位制中的伽玛 ( γ )，其与国际单位制的换算关系为
第一节 高精度磁法
二、磁测仪器和磁法勘探野外工作方法
(一) 磁力仪
磁力仪的种类很多，大致可分为两大类，即机械式磁力仪和电磁式磁力仪。 由于磁法勘探早期主要以勘探磁性较强的固体矿产为主，使用的仪器主要为机 械式磁力仪(又称磁秤)，机械式磁力仪可分为刃口式和悬丝式两种，而每种又可 分为垂直磁力仪(测量磁场强度垂直分量)和水平磁力仪(测量水平分量)，仪器的灵 敏度一般为n×10nT，主要用于地面磁测。随着磁法勘探研究的深度和空间范围 的不断扩展，近年来已经向地壳深部与向微磁、弱磁性的地质对象勘探转变，不 仅在油气藏、地热、煤田等弱磁性领域扩大磁法的应用，而且在考古、环境污染 、灾害预测等方面也有应用。这就要求磁测仪器具有较高的灵敏度，所以磁测仪 器加速了发展速度，第一代磁力仪利用永久磁铁或感应线圈，如机械式磁力仪； 第二代磁力仪应用高导磁性材料或原子、核子的特性以及复杂的电子线路，如质 子磁力仪和光泵磁力仪；第三代磁力仪为利用低温量子效应制成的超导磁力仪。 同时，磁性参数的综合利用方法，也从研究单一磁导参量和磁性参数向三分量、 磁梯度和磁各向异性等多种磁性参数综合研究与利用方向发展。
磁法勘探仪器方法简介
第二章，磁法勘探仪器方法简介2.1 磁法勘探磁异常，进而研究地质构造和矿产资源（或其他探测对象）的分布规律的一种地球物理勘探方法。
测量地磁异常以确定含磁性矿物的地质体及其他探测对象存在的空间位置和几何形状﹐从而对工作地区的地质构造﹑有用矿产分布及其他情况作出推断。
磁性岩体及矿体产生的磁场叠加在地球磁场之上﹐引起地磁场的畸变。
这种畸变一般称为地磁异常。
磁法勘探利用地下体不同矿体，岩体等物质的磁性不同，进而得出磁异常。
2.2 磁法勘探仪器（1），第一代磁力仪。
它是应用永久磁铁与地磁场之间相互力矩作用原理，或利用感应线圈以及辅助机械装置。
如机械式磁力仪、感应式航空磁力仪等。
（2），第二代磁力仪。
它是应用核磁共振特性，利用高磁导率软磁合金，以及专门的电子线路。
如质子磁力仪，光泵磁力仪，及磁通门磁力仪等。
（3），第三代磁力仪。
它是利用低温量子效应，如超导磁力2.2.1 机械式磁力仪器工作原理磁系主要是一根圆柱形磁棒，它悬吊在铬、镍、钛合金恒弹性扁平丝的中央，丝的一端固定于扭鼓，另一端固定于弹簧，压于压丝台上。
工作时磁系旋转轴（悬丝）应是水平的，磁棒摆动面严格垂直于磁子午面。
打开仪器开关后，磁棒绕轴摆动，它受到地磁场垂直强度力、重力、及悬丝扭力三个力矩的作用，当力矩相对平衡时，磁棒会停止摆动。
如右图所示，则平衡方程为：m Zcos(θ)=P d cos(β-θ)+2τθZ ——地磁场垂直分量；m ——磁棒的磁矩；P ——磁系受到的重力；θ——磁棒偏转角；d ——磁系重心到支点的距离；β——d 与磁轴的夹角；τ——悬丝的扭力系数。
上式经变换整理，并考虑到仪器设计中偏转角范围很小，不超过2°，可视θ=tan θ，则得τθ2tan +-=Ph Pa mZ a=d cos β（重心到支点沿磁轴方向距离）；h= d sin β: （重心到支点垂直磁轴方向距离）；在仪器的结构上，利用光系将偏转角θ放大并反映为活动标线在标尺上的偏离格数。
地球物理勘探知识点
地球物理勘探知识点一、地球物理勘探概述。
1. 定义。
- 地球物理勘探简称物探，它是指通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件。
这些地球物理场包括重力场、磁场、电场、弹性波场等。
2. 目的。
- 寻找矿产资源，如石油、天然气、金属矿等。
- 查明地下地质构造，为工程建设（如建筑、桥梁、隧道等）提供地质依据。
- 研究地球内部结构，了解地球的演化过程。
3. 方法分类。
- 重力勘探：利用地球重力场的变化来探测地下地质体的分布和密度差异。
- 磁法勘探：通过测量地球磁场的变化来寻找具有磁性差异的地质体，如磁铁矿等磁性矿体。
- 电法勘探：包括电阻率法、充电法等多种方法，依据地下地质体电学性质（如电阻率、极化率等）的差异进行勘探。
- 地震勘探：是最重要的地球物理勘探方法之一，利用人工激发的地震波在地下介质中的传播特性来推断地下地质构造和岩性。
- 放射性勘探：测量地质体的放射性强度，主要用于寻找放射性矿产（如铀矿）和研究地质构造。
二、重力勘探。
1. 重力场基本概念。
- 重力是地球对物体的引力与地球自转产生的离心力的合力。
- 重力加速度g，在地球表面不同位置其值略有不同，主要受地球内部物质分布不均匀的影响。
2. 重力异常。
- 理论上地球表面的重力值可以根据地球的理想模型计算出来，但实际测量的重力值与理论值存在差异，这种差异称为重力异常。
- 正重力异常：当测量点下方存在高密度地质体时，实测重力值大于理论值。
- 负重力异常：如果测量点下方是低密度地质体，实测重力值小于理论值。
3. 重力勘探仪器。
- 重力仪是用于测量重力加速度的仪器。
现代重力仪具有高精度、高灵敏度的特点，能够测量出极其微小的重力变化。
4. 重力勘探的应用。
- 寻找金属矿，如铜、铅、锌等金属矿往往与高密度的岩石有关，会引起正重力异常。
- 研究地质构造，如盆地、山脉等不同地质构造单元具有不同的密度结构，会在重力场上有明显反映。
- 探测地下洞穴，地下洞穴相对于周围岩石密度较低，会产生负重力异常。
《磁法勘探》PPT课件
三、地磁图 为表示地磁场的地理分布特征，可以根据地磁测 量的资料，将所得的各地磁要素值按测点的经纬 度座标，在地理图上把数据相同的点连成光滑的 等值线，编成各要素的等值线平面图。这种图称 为地磁图。
总场强度T在磁南北极最大，其值为 60000nT~70000nT。在磁赤道处其值 最小，约为30000nT~40000nT,从磁赤 道到磁南北极磁场强度T逐渐变大，等 值线基本与纬向平行。
由于物质内部无数的电子环形电流所 产生的磁矩方向是杂乱无章的,故总体 没有磁性。在外磁场作用下，电子自 旋或轨道运动方向都会定向排列，使 产生的磁矩方向与外磁场的磁化方向 趋于一致。物质由此而显出磁性。这 是一种感应磁化。
二、磁化强度与磁化率 磁化强度(M) ：表示物质被磁化程度的物理量。 分为感应磁化强度与剩余磁化强度 。 原来无磁性的物质在外磁场的作用下具有了磁 性,它的磁化强度称为感应磁化强度(Mi表示)。 有些磁性物质具有的磁化强度与外磁场无关， 它是古地磁作用后保存下来的磁化强度，被称 为剩余磁化强度（Mr表示）。 磁性体的总磁化强度M=Mi+Mr，它是一个 矢量。
学科—古地磁学。
第二节 磁力仪、工作方法和成果图示 2.2.1常用磁力仪及所测量的物理量
一、磁力仪的分类，据结构、原理分为： （一）机械式磁力仪 1、悬丝式垂直磁力仪 2、水平磁力仪 （二）电子式磁力仪 1、质子磁力仪 2、光泵磁力仪 3、磁通门磁力仪 4、超导磁力仪 据使用领域分为： 1、地面磁力仪 2、航空磁力仪 3、海洋磁力仪 4、井中磁力仪
磁异常是个相对的概念，若我们在寻 找石油构造时，往往是寻找数十～数 百平方公里的磁场，此时它们的区域 背景场为To+Tm。而数平方公里以内 的局部场就成为干扰场。如果要找脉 状金刚石原生矿时，数平方公里的局 部异常又可能成为它的背景场。
磁法勘探【精华版本】
总基点-T0值
总基点T0值：磁法异常的起算点。测定总基点T0值应使用经
过试验后的同类型高精度磁力仪中性能最好的做长时间日变观
测，读数间隔小于20秒，观测时间2小时以上，选择地磁场变 化平稳段。即2小时内地磁场平均值变化不超过2nT的时间段
，计算读数平均值作为该基点的T0值。
玉西日变站日变曲线（2007.08.30~31)
（2）空间换算：上、下延拓；
（3）分量换算：（DT(Za)-Za\Ha\Ta等）；
（4）导数换算：垂向，X向，Y向，一次和二次等；
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
点号
仪器号
G-Ⅰ
G-Ⅱ
G-Ⅳ
G-Ⅴ
G-Ⅵ
观测点数
噪声水平(nT)
120
0.20
120
0.07
120
0.04
120
0.07
120
0.17
设计 要求 2.0
探头一致性
探头一致性试验曲线(头苏泉2007.03.23)
56770
日变 观测值
56765
地磁图:等倾线图
地磁倾角等倾线大致和纬度线平行，零倾线在赤 道附近，称为磁赤道。由此向北，磁倾角向下 （为正），在北极有一点，I=90°，称为北磁极。 由磁赤道向南，磁倾角为负，倾角渐大，至南端， 有一个南极。南北磁极随时间是缓慢变化的。它 们在地球表面也不是对称的。
总强度图等值线在两极之间也近似平行。其强度 在赤道附近约3～4万nT，由此向两极逐渐增大， 在南北两极总强度值增加到6～7万nT。
第二章 磁法勘探
4、磁偶极子、磁矩 磁偶极子：当两个等量异号的点磁极相距很近时， 将其看成一个整体。 磁矩：衡量磁偶极子磁性强弱的物理量。
M ml
5、磁化、磁化强度、磁化率 磁化：将原来不显磁性的物体，放入磁场中，由 于磁场的作用，该物体也能获得磁性，并产生附加 磁场。这种现象称为磁化。 磁化强度－－衡量物体磁化强弱的物理量。
Z a ( )
x
第一节 磁法勘探的基础知识
一、有关磁学知识 1、磁性、磁性体 2、磁极、磁极强度 磁极：磁性体不同部位磁性不同，两端磁性强； 磁针指北---N（+）磁极 磁针指南---S（-）磁极 磁极强度（m） ：衡量磁性体磁性强弱的物理量。 当两个点磁极相距1cm，如果其作用力为1达因， 则它们的磁极强度为1个CGSM单位。
4、应力作用： 应力作用会使岩石的磁性减弱，所以在构造破碎 带上往往出现低、负异常。 5、磁性地质体的形状： 不同形状的磁性体产生不同的消磁场，使不同形 状的磁性体显示出不同的磁性。
第三节 磁法勘探仪器及地面磁测资料整理
一、仪器 机械式磁力仪---相对测量； 电子式磁力仪： 磁通门式磁力仪； 核子旋进磁力仪； 光泵磁力仪； 超导磁力仪。
第二章 磁法勘探
以不同岩矿石间的磁性差异为基础，通过观测地 磁场的变化（磁异常）来找矿解决某些地质问题的 一种物探方法。 该方法应用最早，理论相对完善成熟。由于观测 天然存在的地磁场(天然场源法)，不需人工场源， 因此仪器轻便工作方法简单，工作效率高成本低， 应用广泛。 1640年瑞典人开始用罗盘找磁铁矿，1870年泰 朗和铁贝尔制成找磁铁矿的万能磁力仪，是地球物 理勘探学科形成的标志。此后，新仪器不断出现， 灵敏度不断提高，磁法勘探的应用范围不断扩大。
地磁图及地磁要素在地球表面的分布规律: 1)等值线大致平行于地理纬线; 2)赤道附近Z=0;H达到最大(0.3—0.4Oe); 3)随纬度增加,Z增大,H减小;在两极附近H=0；Z达到 最大; 4)北半球Z,I为正值,南半球相反。 地磁场的基本磁场位于球心的磁偶极子磁场相当。
磁法勘探设备的工作原理及原理解析
磁法勘探设备的工作原理及原理解析磁法勘探是地球物理勘探中常用的一种方法，它利用地壳内部岩石矿物的磁性差异，通过测量地磁场的变化来推断藏矿构造及其地下分布情况。
磁法勘探设备的工作原理是基于磁场感应和磁矩与磁场的相互作用原理。
1. 磁场感应原理：根据法拉第电磁感应定律，当磁场的磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势。
磁法勘探设备利用这一原理，在地表放置一组磁场源，通过电流激发产生一个人工磁场。
当人工磁场通过地下的岩石矿物时，磁场的磁通量就会发生变化，从而在地下产生感应电流和感应磁场。
2. 磁矩与磁场的相互作用：岩石矿物在磁场中会产生磁矩，即磁化强度的矢量表示。
不同种类的岩石矿物具有不同的磁性特性，包括磁化强度、磁化方向等。
通过测量磁矩与磁场之间的相互作用，可以推断出地下岩石矿物的类型和分布情况。
磁法勘探设备通常由以下几个主要部分组成：磁场源、磁场传感器以及数据采集和处理系统。
这些部分共同协作，以获得地下岩石矿物的相关信息。
1. 磁场源：磁场源是产生人工磁场的装置，通常使用直流电源来供电。
磁场源可以采用不同的形式，如磁滚轮、磁体或线圈。
其目的是在地下岩石矿物中产生足够强度和稳定的磁场，以便对地下结构进行磁化。
2. 磁场传感器：磁场传感器是测量地磁场变化的装置，常用的传感器有磁强计、磁力仪和磁敏电阻等。
它们可以测量地磁场的三个分量：X轴、Y轴和Z轴。
通过对这些分量的测量，可以确定地下岩石矿物的磁场特征，进而得到地下的构造信息。
3. 数据采集和处理系统：数据采集和处理系统是磁法勘探设备中重要的组成部分，主要用于获取、记录和处理测量得到的数据。
通常，磁场传感器的输出信号会通过模数转换器转换为数字信号，然后被存储在数据采集设备中。
后续的数据处理包括对数据的滤波、校正、插值等步骤，以获得更精确的地下结构信息。
磁法勘探设备的原理解析主要体现在以下两个方面：1. 磁性差异的探测：地壳中的岩石矿物具有不同的磁性特性，包括磁化强度、磁化方向等。
第二章(2)磁法勘探(岩矿石磁性、磁力仪与磁法勘探野外工作方法)
测程±18000~±33000nT。
该仪器是专门为地质人员野
外踏勘，发现磁异常用的，仪器 非常轻便简单，物探工作中也可 以用来作中低精度的～磁测。观 测精度为25nT，测程范围为 ±20000 ～ ±25000nT。
用来标定机械式磁
力仪格值的仪器。它利 用赫姆兹线圈在线圈中 央产生均匀磁场,把待标 定的磁力仪放在线圈中 央,人工改变磁场大小来 测定磁力仪格值。
扰动变化
四、地磁要素
x （地理北）
X
N
H
磁北
复
D
O
I
Y
y
（地理东）
习
内
B
容
Z
z
1.七个地磁要素是什么？ 2.地磁要素间的关系是什么？ 3.图示出地磁要素。
第二章 磁法勘探
第一节 磁法勘探理论基础
三、岩（矿）石的磁性
（一）岩（矿）石磁性的构成
●感应磁化强度（ Mi ） 岩、矿石被现代地磁场磁化后，所获得的磁化强度。 其方向与地磁场方向一致。
●天然剩余磁化强度（ Mr ） 岩、矿石形成时，被当时地磁场磁化后保留下来的 磁化强度。
剩余磁化强度与现代地磁场无关，其方向与岩矿石 形成时的地磁场方向一致。
总磁化强度M
Μ Mi Mr 而 Mi B
则 M Mr B
由于地磁场在地球上各地是一个定值（已知值），故 在磁法勘探中，研究岩、矿石磁性的主要内容是：
岩石在弱磁场中获得的热剩磁具有很高 的抗干扰能力。
外磁场的变化、温度在200 ～3000C内的 热作用，很难引起热剩磁的变化。
• 沉积岩的剩磁主要有两种，一种是沉积剩 磁，另一种是化学剩磁。
0-磁法勘探物理基础
第一讲 磁法勘探理论基础
2. 地球磁场及其组成
[地磁场]地球周围空间存在的磁场称为地磁场.
D磁偏角, 于地理北偏东为正(顺时针), 偏西(逆时针)为负
第一讲 磁法勘探理论基础
2. 地球磁场及其组成
1)七个地磁要素 T地磁场总强度矢量，H水平分量，指向磁北 T 与XOY 面的夹角称为倾斜角I,磁子午面，磁偏角 T H 2 Z 2 X 2 Y 2 Z 2 , X H cos D, Y H sin D Y tgD ( X 北分量，Y 东分量，Z 垂直分量) X Z H T cos I , Z T sin I , tgI H
2. 地球磁场及其组成
2).地磁场的构成与起源 地球内部的稳定磁场 地磁场的构成 地球外部的变化磁场 正常场和磁异常,地磁场的分布特征 地磁场的解析表示及变化
第一讲 磁法勘探理论基础
2. 地球磁场及其组成 3). 地磁场的组成结构与特征
●地面上观测的地磁场T是各种不同成分的磁场总和. ●它们的场源分布有的在地球内部,有的在地面之上的 大气中. 按来源和变化规律不同,可将地磁场分T分成两部分: 一是主要来自于固体地球内部的稳定磁场Ts,二是起 因于固体地球外部的变化磁场δ T.
●有关磁学的基本知识
2)磁学相关量和单位
的单位H / m(亨/米)
真空中0 4 10 H/m
7
在国际单位制中，B和H不能混用。
第一讲 磁法勘探理论基础
1. 稳定磁场及磁位方程
[磁场]是由电流或运动电荷产生的.永久磁铁因 其内部存在分子电流而产生磁场. 若电流稳定不变,则其周围空间的磁场也稳定 不变,称为稳定磁场或静磁场.
第一讲 磁法勘探理论基础
1). 磁位与引力位满足的方程
磁法勘探设备在隐蔽工程检测中的应用及先进技术探讨
磁法勘探设备在隐蔽工程检测中的应用及先进技术探讨隐蔽工程是指埋设在地下或深度较大的工程，包括地下管线、隧道、地下仓库等。
由于隐蔽工程位于地下，常常需要进行检测和评估以确保其正常运行和安全性。
磁法勘探设备是一种广泛应用于隐蔽工程检测的技术，本文将介绍磁法勘探设备在隐蔽工程检测中的应用，并探讨其先进技术。
磁法勘探设备在隐蔽工程检测中的应用主要体现在以下几个方面。
首先，磁法勘探设备可以用于管线探测和定位。
隐蔽工程中的管线包括水管、燃气管、电缆等，需要准确的定位和检测以避免施工时损坏。
磁法勘探设备通过测量地下磁场的变化，可以快速准确地定位管线的位置和深度，并识别管线的类型和状态。
这对于施工人员来说是非常有价值的信息，可以帮助他们避免意外事故和损坏。
其次，磁法勘探设备可以用于检测地下隧道和地下空洞。
隧道和地下空洞的存在对隐蔽工程的稳定性和安全性有重要影响。
磁法勘探设备可以通过测量地下磁场的强度和方向的变化来探测地下的构造，从而帮助工程师评估隧道和地下空洞的形态和稳定性。
这对于工程设计和施工来说是非常重要的信息，可以避免地质灾害和工程事故的发生。
此外，磁法勘探设备还可以用于检测地下水资源和地下沉降。
地下水资源和地下沉降对于隐蔽工程的建设和运行都有重要影响。
磁法勘探设备可以通过测量地下磁场的变化来监测地下水位的高度和变化趋势，并帮助工程师评估地下水资源的分布和利用潜力。
此外，磁法勘探设备还可以监测地下沉降的情况，及时预警和采取措施，避免地表和工程结构的损坏。
在隐蔽工程检测中，磁法勘探技术不断推陈出新，不断发展出一些先进的技术。
首先，多物理场综合探测技术是磁法勘探技术的一大进展。
多物理场综合探测技术将磁法勘探技术与其它勘探技术，如地电法、地震法等相结合，通过多种物理场的综合利用，提高勘探结果的准确性和可靠性。
其次，数据处理和解释技术的发展也是磁法勘探技术的一个重要进步。
隐蔽工程的检测数据庞大复杂，需要进行合理的数据处理和解释才能得到有用的信息。
磁法勘探课程设计
磁法勘探课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解磁法勘探的基本原理，掌握地磁场与磁性矿床的关系。
2. 学生能够描述并解释地球磁场的分布特征，以及磁场异常与地质构造的关系。
3. 学生能够掌握磁法勘探的数据采集、处理与分析方法。
技能目标：1. 学生能够运用磁法勘探设备进行实地测量，并正确处理数据。
2. 学生能够通过分析磁场异常图，判断地质构造及磁性矿床的大致位置。
3. 学生能够运用所学知识解决实际勘探问题，提高实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习磁法勘探，培养对地球科学研究的兴趣，增强对资源勘查专业的认同感。
2. 学生在学习过程中，培养团队协作精神，提高沟通与交流能力。
3. 学生能够认识到磁法勘探在资源勘查、环境保护等领域的重要意义，树立正确的资源观和环保意识。
本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论知识与实践操作的结合。
课程目标旨在帮助学生掌握磁法勘探的基本原理和方法，提高解决实际问题的能力，同时培养他们的科学素养和职业责任感。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 磁法勘探基本原理：地磁场特征、磁性矿床与地质构造的关系、磁场异常的形成。
相关教材章节：第一章 地球磁场与磁性矿床。
2. 磁法勘探设备与测量方法：介绍磁力仪、磁梯度仪等勘探设备的工作原理及使用方法，包括数据采集、处理与分析。
相关教材章节：第二章 磁法勘探设备与技术。
3. 磁场异常图解析：分析磁场异常图与地质构造、磁性矿床的关系，掌握异常图的判读方法。
相关教材章节：第三章 磁场异常图解析。
4. 实践操作与案例分析：组织学生进行实地测量，结合实际案例进行分析，提高学生解决实际问题的能力。
相关教材章节：第四章 实践操作与案例分析。
5. 磁法勘探在资源勘查与环保中的应用：介绍磁法勘探在相关领域的应用，强调其重要性和作用。
相关教材章节：第五章 磁法勘探应用。
教学内容按照课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性。
磁法勘探仪器
磁法勘探仪器magnetic prospecting instrument磁法勘探中用来测量磁场强度和磁性参数的仪器。
分类：磁法勘探仪器种类很多。
按测量目的不同，可分为测量磁场强度的磁力仪和测量岩（矿）石磁参数的磁力仪两大类。
前一类磁力仪配置专门装置后也可用于磁参数测定。
在测量磁场强度的磁力仪中，根据测量磁场是标量（或模量）还是矢量的不同，可分为标量磁力仪和矢量磁力仪。
质子磁力仪和光泵磁力仪本质上是标量磁力仪，它们可测量地磁场的总强度模量。
其他磁力仪为矢量磁力仪，如垂直或水平磁秤，测量地磁场在垂直或某一水平方向的差值，磁通门磁力仪测量地磁场在某方向的强度，超导磁力仪测量垂直于超导环平面方向上的磁场的差值等。
此外，质子磁力仪和光泵磁力仪可测定磁场强度的绝对值属绝对测量仪器，但也可用作相对测量。
其他类型的磁力仪是相对测量仪器。
根据应用领域不同，可分为航空、卫星、海洋、地面及钻井磁力仪。
根据仪器结构不同可分为机械式和电子式。
按照发展历史和应用的物理原理,可把磁力仪分为3个世代。
第一代磁力仪应用永久磁铁或感应线圈,如磁秤;第二代磁力仪应用高导磁性材料或原子、核子的特性以及复杂电子线路，如原子磁力仪、光泵磁力仪；第三代磁力仪利用低温量子效应，如超导磁力仪。
测量磁场强度的磁力仪常用的有以下5种：①磁秤。
是机械式磁力仪。
利用一个可绕固定轴自由旋转的磁棒，其偏转角的大小与外磁场强度成比例的关系来测量磁场大小。
由于用重力矩来平衡磁力矩，所以只能测垂直（或水平）地磁场相对于一个固定点的改变值。
利用磁棒放置位置的不同可以分别测定垂直磁异常和水平磁异常，其相应的仪器为垂直磁秤和水平磁秤。
②磁通门磁力仪。
或称饱和式磁力仪。
它是一种电力磁力仪。
它利用高磁导率的坡莫合金作灵敏元件，在弱磁场中就能达到磁饱和。
灵敏元件的磁芯为闭合磁路，在其两边绕以匝数相同、绕向相反的激励绕组，其外绕以讯号绕组。
对激励绕组给以交变电压，使灵敏元件达到近于饱和，若无外磁场存在，则两边磁芯产生的磁通波形对称而反向，这时讯号绕组将没有感应电压输出。
第二章 磁法勘探
沉积岩
κ及Mr 都很小，磁性很弱，通常认为它是无磁性
非金属矿
磁性很弱—可视为无磁性的。
金属矿
除前述的磁铁矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿、方黄铜矿及磁赤铁矿具有强磁性外， 其它绝大多数金属矿亦可看成是无磁性的。
影响岩、矿石磁性的因素
1、铁磁性矿物含量 含量越高，岩石磁性越强，但并不呈简单的线性关系
2、铁磁性矿物颗粒大小及结构
CGSM Oe Gs γ 1 Oe =105γ 10-6CGSM
SI A/m T nT 1T=109nT 4PI10-6SI
关系 1Oe=103/(4PI)A/m 1Gs=10-4T 1γ=1nT
备注
10-6CGSM=4PI10-6SI
无量 纲
磁化强度
10-6CGSM
A/m
10-6CGSM=10-3A/m
X
D
H
I Y
N 磁北
y
（地理东）
B
I—磁倾角。矢量B下倾，I为正；矢量B上倾，I为负。 D—磁偏角。矢量H东偏，D为正；矢量H西偏，D为负。
上述的B、X、Y、Z、H、I、D各量都是表示地磁场大 小和方向的物理量，称为地磁要素。
由图可见各分量间的关系为：
X=H· cos(D) Y=H· sin(D)
n m = J· cosθ = J M
+ + +
=μoM
n
5、磁化强度（M）与外磁场（H）的关系
实验表明，当物体无限大时，则
M=κH
M的方向与H的方向一致。
κ—磁化率，表示物质被磁化的难易程度。 6、M与κ的单位 在SI单位制中：A/m
M
在CGSM制中：CGSM 在SI单位制中：SI(κ)
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与弦丝磁称磁系的差别：
1）两片相互平行的垂直放置的磁钢片代替磁棒；
2）磁钢片中心贯穿一个石英磨制的三棱柱形的刃口， 其尖端向下，尖端磨制成曲率非常小的的圆柱面，测 定磁场时，扭动外壳上的开关旋钮使磁系下降，刃口 两端落在磁系两侧的石英刀座上。刃口与刀座的接触 点的连线是水平的。磁系受重力和磁力作用绕水平线 转动。
导磁率的软磁铁芯在外磁场作用下的电磁感应现象来 测定外磁场的仪器. 下边简单介绍偶次谐波电压饱和式 磁力仪的原理和简化结构. 仪器组成:坡莫合金探头,控制电路,电源. 1、坡莫合金的磁化特点及磁灵敏元件的磁化现象 坡莫合金与一般的铁磁性材料相比,具有很高的导磁率
dB / dH
如,国产的1J86型坡莫合金,起始导磁率 0 150000CGS 很小的矫顽磁力Hc和很小的饱和磁场Hs,因此,坡莫合金的 磁滞徊线窄而陡,一般铁磁性材料的磁滞徊线宽而缓
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
三、磁通门磁力仪(磁饱和式磁力仪) 这时,B的曲线可以看成前边的 基波,三次谐波和与外磁场相关 的二次谐波组成.由于线圈绕组 匝数相等方向相反,只存在奇次 谐波时,线圈中的感应电压相互 抵消,没有输出,而存在偶次谐波 时,输出的电压即为二次谐波,而 且,二次谐波电压与外磁场的强 度和方向相关:
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
一、概述
● 磁力仪的绝对测量和相对测量
实际应用中,磁发研究要应用的是磁异常,由于磁异常 是空间矢量,以及地磁场总强度的模量差.实际野外工 作中常测量Ta的分量,如垂直分量Taz,水平分量Tax,以 及地磁场总强度的模量差Δ T. ΔT称总强度磁异常. 为测量磁异常有两类办法,即进行相对测量和绝对测 量.
上式对于任何大小的i都满足,但实际设计时将倾角范 围限制在±1.5o,测量时,最好读数i不超过±1.5o
这时,MZcosi≈MZ,灵敏度Δ i/ ΔZ最大.
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
i角较小时的测读系统
tg 2i ( So S ) / f , tg 2i 2i i ( So S ) / 2 f
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法 1、悬丝式垂直磁力仪及其工作原理
磁系所受的三力矩的作用: 磁力矩: F lmc Z cos i ZM cos i, M mcl 磁棒的磁矩, 磁棒度 l
重力矩: M g mgd cos( i),
扭力矩: M 2 i
磁棒平衡方程 : M M g M
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
二、机械式磁力仪
机械式磁力仪是一种应用最早的磁测仪器.最初仅是一
种由矿山罗盘改造而成的灵敏度很低的仪器.
1915年,阿道夫.施密特的刃口式磁力仪出现后,机械 式磁力仪才广泛应用于磁法勘探工作.
这类仪器都是相对测量仪器,其直接反映磁场变化的部
分称为磁系. 它的主要部分由一块精密的永久磁铁做成 ,利用力矩平衡原理来观测磁场,对磁场的测量类似于称 的原理,又名磁称.
Hale Waihona Puke 第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
石英刃口性能稳定，不受温度影响，因此
，刃口式磁称一般零点飘移小，精度高， 但石英性能脆，易碰损，野外常用于测定 地磁日变和岩石标本的磁性。
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法 3. 机械式水平磁力仪
水平磁力仪是用于测量水平磁异常沿某一方向的分 量的仪器，从结构上分为：悬丝式和刃口式。
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
主要介绍磁法勘探中的主要仪器和工作
方法. 仪器部分重点介绍仪器的原理,特点和应 用条件. 方法部分主要介绍工作的一般原则,注意 事项,设计规范.
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
一、概述
[磁力仪]能进行磁异常数据采集及测定岩石磁性参数的 仪器,统称为磁力仪.
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
一、磁法勘探仪器介绍 1. 概述 2. 机械式磁力仪 3. 磁通门磁力仪(磁饱和式磁力仪) 4. 质子旋进式磁力仪 5.光泵磁力仪 6. 超导磁力仪 二、 磁法勘探工作方法 1. 磁测任务的确定 2. 磁测比例尺、测网和精度 3. 磁测的野外工作 4. 磁测资料的整理及图示
mgd cos mgd sin 2 Z ( S0 S ) A ( S0 S ) M 2 fM mgd cos mgd sin 2 A , , tgi i, cos i 1 M 2 fM
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法 2. 刃口式垂直磁力仪
MH cos i MZ sin i mgd cos( i ) (2i ) mgd cos 2i H Ztgi tgi M M cos i M cos i
通过测量各个角度,可以计算水平磁场.
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
2) 电子式磁力仪简介 a) 磁通门磁力仪(磁饱和式磁力仪) 磁通门磁力仪又称为磁饱和式磁力仪,是利用具有高
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
当外磁场有微小变化时,会引起磁感B的显著变化,可以说磁感B对 外磁场H的变化具有放大作用,或说坡莫合金对外磁场感觉灵敏. 由于坡莫合金的磁滞徊线窄而陡,所包含的面积小,可以近似看成 一条直线,B随H的变化特点与一般铁磁性物质的表现不同.
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
三、磁通门磁力仪(磁饱和式磁力仪) 由于H随时间变化,将引起B随 时间变化,当-Hs<H<Hs时,B~H 之间的曲线可以近似看成直线, 因此, B随时间的变化是正弦波 形. 当|H|>|Hs|时,B达到饱和Bm,保 持一个常数,故曲线顶部是平的. 且正负半周的幅度相等,保持 B>Bm的时间也相等,B曲线相 当于一段失真的正弦曲线.此曲 线可看成基波和三次谐波的合 成.
dB e KSn dt
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
三、磁通门磁力仪(磁饱和式磁力仪)
if : H s H H s B H m cos H m cos t d ( H m cos t ) e KSn KSn H m sin dt if : H s H , or H H s B Bm H s dH s e KSn 0 dt
磁棒SN的连线为磁轴，O‘为磁系的重心， O为悬丝通过的位 置，即磁系的旋转轴.磁系绕O点转动.
为测量地磁场垂直分量的相对值,使转轴水平地位于磁南北方 位,以便磁系能在磁东西方位的铅直面内摆动,此时,水平磁场H 在磁系转动面上的分量为零,对磁系不产生转动磁力矩.
并且为了观测测垂直磁异常具有较 高的灵敏度,磁棒近于水平放置,使 垂直磁场产生转动磁矩最大.
M mc l
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法 3. 机械式水平磁力仪
地磁场垂直分量的作用,力矩大大小为:
MZ sin i(M mcl )
而且,垂直磁场和水平磁场的力矩方向相反. 重力矩:由于纬度螺丝的作用,磁系重心不通过磁轴和 支点,而在指点的北下方.设重心与支点的距离为d,则 作用于磁系上的重力距为:
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法 1、悬丝式垂直磁力仪及其工作原理
ZM cos i mgd cos( i) 2 i ZM cos i mgd cos cos i mgd sin sin i 2 i mgd cos mgd sin 2 i Z tgi M M M cos i
相对测量无需知道测点磁场的实际数值.只需测得测点相对于 正常场中某一固定点的相对变化值. 绝对测量要测得各点的实际磁场值.
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
一、概述
1、磁力仪的绝对测量和相对测量 磁力仪直接测量水平分量和垂直分量,由此得到总异 常
Ta H H Z
2 ax 2 ay
2 1/ 2 a
目前,机械式磁力仪,磁通门磁力仪都是相对测量仪器 ,而质子旋进磁力仪,光泵磁力仪和最新的超导磁力仪 都为绝对测量仪器,主要测定T值.
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
磁力仪的几个主要指标:
灵敏度:磁力仪反映地磁场强度最小变化的能力(敏感 程度),也称为分辨率. 精密度:衡量仪器重复性的指标,指仪器自身测定磁场 所能达到的最小可靠值. 准确度:仪器测定真值的能力,即与真值相比的总误差. 通常精密度与准确度统称为精度. 稳定性:仪器测量获得稳定测量值的能力. 测程范围:能测量重力值的最大范围.
悬丝式水平磁力仪的主要部分磁系与垂直式磁力仪 的磁系相似，但磁棒是直立的，N极向下（在北半 球使用）。同样，测定外磁场是通过磁力矩，重力 矩和扭力矩的平衡来实现的。
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法 3. 机械式水平磁力仪
水平磁力仪测定水平磁场是通 过磁系的磁力矩, 重力矩和扭力矩的平衡关系实 现的. 磁力矩:设磁系摆动的方向是磁 南北方向的铅直面,磁系平衡时 磁轴线与垂直方向夹角为i, 由于地磁场水平分量的作用,力 矩大大小为: MH cos i
按工作原理分:机械式磁力仪和电子式磁力仪;
机械式磁力仪:悬丝式磁称,刃口式磁称 电子式磁力仪:磁通门磁力仪,核子旋进磁力仪,光泵磁 力仪及超导磁力仪.
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
一、概述
磁力仪按测量磁场的空间领域分: 地面磁力仪, 航空磁力仪, 海洋磁力仪和井中 磁力仪. 按测量的对象分: 测量地磁场绝对值的磁力仪, 测量地磁场随时间变化的磁力仪, 测量空间中地磁要素相对变化的磁力仪.
第二讲 磁法勘探仪器和测量方法
目前适用的机械式磁力仪,因磁系旋转轴的不同,有 悬丝式和刃口式磁力仪之分,悬丝式本世纪30年代
出现,至今是我国常用的仪器. 磁力仪因其测量的要
素不同,又分为垂直磁力仪和水平磁力仪,但基本原 理是相同的. 垂直磁力仪:测量磁场的Z分量; 水平磁力仪:测量平面矢量H在两个方位的分量.