磁法勘探6-解释
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。
磁法勘探的基本原理及应用
磁法勘探的基本原理及应用磁法勘探的概述磁法勘探是一种非破坏性地球物理勘探方法，通过测量地球磁场的变化来获取地下结构信息。
它基于地球的地磁场以及地下的磁性物质的相互作用，可以在地下发现磁性物质的存在、分布和性质。
磁法勘探的基本原理磁法勘探利用地球磁场和地下磁性物质之间的相互作用来获取地下情况。
磁法勘探的基本原理如下：1.地球磁场：地球本身具有一个磁场，也称为地球磁场。
地球磁场是由地球内部液体外核的流动所产生的，它在地表形成一个相对稳定的磁场。
2.地下磁性物质：地下存在各种不同类型的磁性物质，如矿石、岩石、土壤、岩层或地下水。
3.磁场异常：地下磁性物质与地球磁场相互作用会导致磁场异常。
当地下磁性物质的磁性与地球磁场不同或存在不均匀分布时，就会产生磁场异常。
4.磁场测量：磁法勘探使用磁力仪器来测量地磁场的强度和方向变化。
测量点位于地表或以人工井筒方式进入地下。
5.数据处理和解释：通过对测量数据的处理和解释，可以获得地下磁性物质的位置、形状、大小、磁性强度等信息。
这些信息可用于地质勘探、矿产资源评估、地下水资源管理等领域。
磁法勘探的应用领域磁法勘探在地质和工程勘探中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：•矿产勘探：磁法勘探可以用于寻找矿藏、判断矿石的性质和储量。
根据地下磁性物质的反应，可以识别出具有磁性的矿石，如铁矿、钴矿等。
•水资源管理：磁法勘探可以用于寻找地下水的分布和储量。
地下水和地下磁性物质之间存在一定的关系，通过对磁场异常的测量和分析，可以确定地下水的位置和深度，从而实现对地下水资源的科学利用。
•地下工程：磁法勘探可以用于地下隧道、地铁、坑道等地下工程的勘察和地质状况评估。
通过磁法勘探，可以探测出地下磁性物质的存在，并评估其对工程建设的影响。
•环境地质：磁法勘探可以用于环境地质调查和污染物监测。
地下沉积物中的磁性物质与环境污染物之间存在一定的关系，通过对磁性物质的测量和分析，可以识别出地下污染物的位置和分布情况。
磁法勘探复习资料
2011磁法勘探复习资料（主要为思考题）第一章1.解释下列名词:(1)地磁要素:以观测点为坐标原点，选取一个直角坐标系。
取X 轴指向地理北，Y 轴指向地理东，Z 轴铅直向下。
观测点处地磁场强度T 在X 、Y 、Z 轴上的分量分别称为北向分量X ，东向分量Y 和垂直分量Z 。
T 在XOY 平面上的分量H 称为水平分量。
H 指向磁北，其延长线即是磁子午线。
我们规定，各分量与相应坐标轴的正向一致时为正，反之为负。
磁子午线(磁北)与地理子午线(地理北)的夹角称为磁偏角，以D 表示。
H 偏东时D 为正，反之为负。
T 与XOY 平面的夹角称为磁倾角，以I 表示。
T 下倾时I 为正，反之为负。
(2)国际地磁参考场IGRF:1968年国际地磁和高空物理协会（IAGA ）首次提出并公认了1965.0年代高斯球谐分析模式，并在1970年正式批准了这种模式，称为国际地磁参考场模式，记为IGRF 。
它是由一组高斯球谐系数（ 、 ）和年变率系数（ 、 ）组成的，为地球基本磁场和长期变化场的数学模型，并规定国际上每五年发表一次球谐系数，及绘制一套世界地磁图(3)通化:地磁要素是随时空变化的，要了解其分布特征，必须把不同时刻所观测的数值都归算到某一特定的日期，国际上将此日期一般选在1月1日零点零分，这个步骤称之为通化（4）地磁图:将经通化后的某一地磁要素值按各个测点的经纬度坐标标在地图上，再把数值相等的各点用光滑的曲 线连结起来，编绘成某个地磁要素的等值线图，便称为地磁图。
（5）磁暴：磁暴是一种强烈的扰动。
从赤道到极区均可观察到磁暴现象，而且几乎是全球同时发生。
发生时对地磁场水平分量的强度影响特别显著，而对垂直分量影响相对小些。
因此，通常研究磁暴的形态和特征是通过水平分量变化来进行的。
2、试述地磁场随空间、时间变化的基本特征？答：（1）地磁场长期变化总的特征是随时间变化缓慢，周期长。
一般变化周期为几年，几十年，有的 更长。
地磁场的短期变化主要起因于固体地球外部的各种电流体系。
磁法勘探的基本原理及应用
沉积岩：
磁场微弱、平静、单调 常作为正常场
部分砂页岩或含磁铁矿的大理岩显示 磁性
五、异常特征的识别
不同地质体上的异常特征
火山岩： 基性→酸性 强→弱
起伏大、跳跃频繁、正负交替
五、异常特征的识别
不同地质体上的异常特征
变质岩：
取决于原岩磁性 含铁石英岩呈明显条带异常
五、异常特征的识别
不同地质体上的异常特征
• • • • 高斯球鞋分析模型（IRGF） 假定内部磁偶极，拟合基本场 由一组球谐系数及年变化率组成 国际上每5年发布一次球谐系数
二、地磁场及岩石磁性
• 地磁场的正常梯度：地球表面正常分布的 地磁场强度随距离的变化率（伽马／公里） • 南北向梯度大于东西向 • 随维度变化：Za梯度低纬度地区大，高纬 度地区小；H梯度与之相反 • 我国由南到北垂直分量的正常梯度值的变 化范围约为13.0—6.5伽马／公里 • 随垂直高度也有变化
高程改正→ △T
日变站选择弱磁性沉积岩区；
正常场利用国际地磁参考场
四、数据处理的方法
• 2、异常的处理与转换：
空间转换
分量转换
导数转换 不同磁化方向转化
四、数据处理的方法
• 目的：1、复杂→简化（曲面→平面；叠加 →孤立） 2、满足解释方法（某一分量→另一 分量；磁场值→频谱值） 3、突出某一方面的特点（上延→压 制浅部、突出深部；匹配滤波→可 突出深或浅的某个方面）
两侧异常特征明显 不同的分界线
(3)异常的错动
它们往往是平推断裂的反映，原来是一整体重磁异常，由于断 裂的作用，造成了异常的错动，异常轴错位。
异常轴线明显错动 的部位
(4)异常等值线的规则性扭曲
指在等值线趋势背景上的同向局部扰动，和等值线基本保持平 行的同向扭曲
磁法勘探
航空磁测：
工作方法
用安装在飞机的磁力仪进行磁测。具有快速，不受高山、水域、森林、 沼泽限制等特点。由于飞机距地面一定高度飞行，减弱了地表磁性不均 匀影响，更有利于磁力仪记录深部区域地质构造的磁场。
航磁比例尺根据地质任务、探测对象的规模、所测区域的地球物理特征 和航空定位技术等来确定。金属矿航磁比例尺一般多为 1:10万、1:5万， 有望远景区可达1:2.5万。构造航磁比例尺一般为1:100万、1:50万和1:20 万等。测线应与矿带或主要构造带垂直。为了获得明显可靠的磁异常信 息，飞行高度应尽量低，由比例尺、定位技术和地形条件等确定。 航磁工作中，一般采用无线电导航仪同步照相定位。为消除飞行本身的 磁干扰，还需采用特殊的磁补偿技术。航测过程中除进行测线上的磁场 测量外，还需进行基线飞行和辅助飞行。基线飞行是确定磁异常的起算 点和计算仪器的零点位移；辅助飞行包括：了解测区情况、飞行条件和 仪器工作状态的试验飞行；检查评价磁测质量的重复线飞行；检查调整 不同架次观测磁场水平的切割线飞行等。 航磁测量结果除进行与地面磁测相类似的改正外，还需进行偏向改正和 高度改正，改正后的结果再经切割线飞行观测资料调整，最后编绘航磁 异常剖面平面图和平面等值线图。
数据改正
磁法勘探野外观测数据应作各种改正才能得到正确的异常值。其中 主要的改正有﹕正常场改正﹑日变改正﹑仪器的温度系数和零点漂移改 由于磁异常的特点与磁性体的形状有关﹐故可根据磁异常的特点推断磁性体 正。作大面积磁测时﹐正常场的改正中﹐还应包括纬度改正。经过改正 的形状﹑埋深﹑走向﹑倾斜方向﹐及磁化强度的大小和方向等。这个过程称 后的异常值﹐常用等值线平面图表示。 为磁异常的解释﹐其内容大致是﹕根据工作地区已知的地质情况﹐岩石和矿 石的磁性资料﹐地磁纬度﹐磁异常的特点及积累的经验﹐初步推断引起磁异 常的地质原因﹐磁性体的大致形状和空间位置。根据上述推断结果﹐选择适 利用电子计算机可以对磁异常作各种处理﹐首先是匀滑曲线以消除 当的方法对磁异常作定量计算﹐例如计算磁性体的埋深﹑大小﹑走向和倾斜 偶然误差和随机干扰﹐提高观测数据的质量﹔其次﹐是将分布范围大的 方向等。根据前述推断结果﹐并综合其他物探方法的资料﹐确定引起磁异常 区域异常与分布范围小的局部异常分开﹐以便根据区域异常研究区域地 的地质原因﹐对工作地区的地质构造﹑矿体贮存情况及其大小等作出推论﹐ 质构造﹐根据局部异常研究局部地质构造﹐寻找有用矿产。对磁异常还 对下步工作提出建议。根据对磁异常验证结果﹐补做必要的工作﹐对异常作 可作各种变换﹐以突出异常的内在特点或改变条件 ﹐有利于解释推断。 再解释 (见地球物理勘探数据处理)。 例如将航磁异常化极﹐即化到垂直磁化时的垂向磁异常﹐可以消除倾斜 磁化的影响﹐使异常简化﹐便于解释。
磁法勘探06磁异常的处理与换算资料
第一节 磁异常的处理与换算的目的意义
应当指出，磁异常处理和转换时，有两个问题必须要明确： 1.应当合理的选择处理和转换的方法。由于转换、处理方法 较多，具有各自的特点、作用、适用条件，不应盲目的对各 种方法都使用一遍。应当认真分析磁异常特征、测区内地质、 物性情况及所要解决的地质问题，根据各个方法的功能和适 用条件，合理的选择若干种处理方法; 2.磁异常的处理和转换只是一种数学加工处理，它能使资料 中某些信息更加突出和明显。但不能获得在观测数据中不包 含的信息。数学变换只能改变异常的信噪比，而不能提供新 信息；因此，在应用各个方法时必须要注意到实际资料的精
15
第二节 磁异常的处理
1.剖面网格化
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第三节 磁异常的空间转换
延拓是把原观测面的磁异常通过一定的数学方法换算到高 于或低于原观测面上,分为向上延拓与向下延拓。向上延拓 是一种常用的处理方法，它的主要用途是削弱局部干扰异 常，反映深部异常。我们知道，磁场随距离的衰减速度与 具磁性的地质体体积有关。体积大，磁场衰减慢；体积小， 磁场衰减快。对于同样大小的地质体，磁场随距离衰减的 速度与地质体埋深有关。埋深大，磁场衰减慢；埋深小， 磁场衰减快。因此小而浅的地质体磁场比大而深的地质体 磁场随距离衰减要快得多。这样就可以通过向上延拓来压 制局部异常的干扰，反映出深部大的地质体。
是很重要的。随着磁测量精度的不断提高，实测异常中所包含 的可靠信息也不断增加。如何有效地提取和利用这些信息，就 成为磁异常解释理论研究的重要课题。早在20世纪40、50年代， 诸如导数异常的计算，磁场解析延拓，化磁极等处理方法已相 继问世。到60、70年代，由于电子计算机的广泛应用，使磁异 常的处理和转换容易实现，从而其理论和方法得到了迅速的发 展，并不断得到完善。由于在实践中磁异常的转换和处理对提 高磁方法解决问题的能力和改善地质效果起到了应有的作用， 因此它已成为当今磁异常推断解释中不可缺少的重要环节。
磁法勘探
磁法勘探一、基础知识1．磁法勘探利用磁力仅观测由岩石的磁性差异引起的磁场变化的一种物探方法，称为磁法勘探，也称为磁力测量或磁测。
按其观测的空间位置不同，可分为地面磁测、航空磁测及海洋磁测。
2．磁极、磁偶及磁矩在磁性体的两端，带有符号相反的两种磁荷，即正磁荷和负磁荷，称之为磁极。
磁极所含磁荷的多少，用磁量m 表示。
由磁库仑定律可知，真空中Q (ξ，η，ζ)点处的点磁荷m Q 对P (x ，y ，z )点上的正点磁荷0m Q 的作用力为γγπμ3m0m 0Q Q 41f ⋅=(6—24)式中 γ——m Q 指向0m Q 的失径，即由源点Q (ξ，η，ζ)到场点P (x ，y ，z )的失径。
其值为()()()[]21222ζηζγ-+-+-=z y x式中 0μ——真空磁导率。
在SI 单位制中，270/104A N -⨯=πμ（或H/m ，亨利/米），磁荷的SI 单位为m ·N/A 或Wb 。
磁场强度是单位正磁荷所受的力，即γγπμ30041mm Q Q f H ==(6—25) 磁场强度的SI 单位为A ／m 。
真空中，磁感应强度的定义式为H B 0μ= (6—26)磁感应强度的SI 单位是Wb/㎡或N/(A ·m)，称特斯拉。
不管是条形磁铁或是磁针，都具有正负磁荷的两个磁极，宦们是磁量相等而符号相反的两个点磁极，总是成对共同出现，将其作为一个整体，通常称之为磁偶极子。
如图6—30所示，磁偶极子的极矩为mL P = (6—27)式中 m ——磁量；L ——两极之间距离。
磁偶极子的磁矩μPM =(6—28)磁偶所产生磁场如图6—31所示，任一点P 处的磁场强度可表示为图6—30 磁偶极子示意图 图6—31 磁偶产生磁场示意图Q MH 23cos 31+=γ (6—29)式中 M ——磁矩；γ——S ，N 之间中点到P 点距离； Q ——S ，N 连线与r 之间夹角。
由物理学可知，磁化强度的定义是单位体积（V ）的磁矩。
什么是磁法勘探
磁法勘探,什么是磁法勘探？磁法勘探(magnetic prospecting)磁法勘探是地球物理勘探方法之一。
自然界的岩石和矿石具有不同磁性，可以产生各不相同的磁场，它使地球磁场在局部地区发生变化，出现地磁异常。
利用仪器发现和研究这些磁异常，进而寻找磁性矿体和研究地质构造的方法称为磁法勘探。
磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一。
它包括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁测等。
磁法勘探主要用来寻找和勘探有关矿产（如铁矿、铅锌矿、铜锦矿等）；进行地质填图；研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题。
我国建国以来大多数铁矿区、多金属矿区及油气田等都进行了大量的磁法勘探工作，取得了良好的地质效果。
磁法勘探也是基本地球物理手段，国家已纳入在全国范围内进行系统测量的计划，并已基本覆盖了全国重要地区。
磁法勘探的发展历史磁法勘探是物探方法中最古老的一种。
17世纪中叶瑞典人利用磁罗盘直接找磁铁矿。
1879年塔伦(R.Thaln)制造了简单的磁力仪,磁法才正式用于生产。
1915年,施密特(A.Schmidt)发明了石英刃口磁力仪,磁法开始大规模用于找矿,以及在小面积上研究地质构造。
第二次世界大战後,航空磁法推广使用,人们可以快速而经济地测出大面积的磁场分布。
磁法开始用于研究大地构造,及解决地质填图中的一些问题。
中国于1936年在攀枝花﹑易门﹑水城等地开始了试验性的磁法勘探, 1950年後才大规模开展起来。
磁法勘探的发展历史应用范围磁法勘探可用于地质调查的各个阶段。
在地质填图时,磁法勘探可以划分沉积岩﹑喷出岩﹑基性岩﹑超基性岩及变质岩的分布范围;可以研究沉积岩下面的基底构造 ;查明各种控制成矿的构造,如深大断裂和火山口等。
在普查找矿时,磁法勘探可用来直接寻找磁铁矿床,并可与其他物探方法配合,间接寻找或预测石油﹑天然气﹑煤﹑铜﹑铝﹑镍和其他金属﹑金刚石等。
在勘探磁铁矿床时,结合钻探资料,可以推定矿体的形状,指导正确布置钻孔和寻找钻孔旁侧及深部的盲矿体。
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。
磁法勘探(4-6)
整个异常对称于J在平面上的投影轴；
当J＝90时，Zamax 点位于球心在水平面投
影点即对应于原点；
当is＝0时，Za＝0对应于原点外。
平面特征
Za等值线为正、负 伴生的等轴状，负异 常包围着正异常；负 异常位于正异常的北 側。
（2）Za的剖面特征
① 剖面为东西向（A=90°），i =90 °（垂直磁化） 0 mc 2 2 Za 2 (2 h x ) 0 2 5/ 2 ( x h0 )
二、基本公式
1、磁性体的磁位
2、磁性体的磁场强度积分公式
由于磁场强度分量是磁位沿相应分量方向的导数并取反号，因此磁场强 度的分量表达式为：
3、磁荷面积分公式
在实际计算中，有些是由一些平表面围成的形体，如各种板状体。对于这类
形体，有时用面磁荷积分公式较方便。
3、磁荷面积分公式
3、磁荷面积分公式
由泊松公式得：
由 ΔT与Za、Ha 的关系得：
2、中心剖面的磁场表达式
自己动手练一练 根据前面所提供的球体的磁场表达式，请用FORTRAN语言或C语言编制一段球体正演的程序（以下为一个供 你参考的FORTRAN程序及使用说明）。 一、程序功能： 本程序用于球体（Za、Ha和Δ T)的正演计算，根据所给定的参数能同时计算和打印Za、Ha、Δ T的理论值。 二、使用方法： 二、使用方法： 1.主要标识符 N —测点数; Dx —测点距离,单位米; R —球体中心埋深，单位米； I0 —地磁倾角，单位度； A —测线（剖面）方位角，即X轴与磁北的夹角，单位度； M —即Ms，截面有效磁矩。当知道截面半径和有效磁化强度Js，即可算````` Ms（注意应把10-6CGSM化为 nT）。 2.操作方法 (1)运行程序后显示 Data number N=,提示并键盘输入计算点数N; (2)接着机器显示 DX,I0,A,R,M ：，提示并键盘输入DX,I0,A,R,M 等5个参数； (3)机器显示 Print data to printer or not ?(Y/N), 询问是否打印机打印输出，若打印回答Y; (4)计算结束后，机器分别将Za、Ha、Δ T记盘,文件名分别为M11ZA.DAT,M11HA.DAT M11DT.DAT;并显示 turn the printer on and get anything ready then, 提示准备好打印机, 然后按回车键,机器即打印出PARAMETERS OF M11模型参数及计算结果。
地球物理勘探之磁法勘
相对磁力测量则是通过比较不同地方 的磁场强度和方向的变化，来确定磁 力异常的分布和变化特征。
绝对磁力测量是通过测量地球磁场在 不同地方的磁场强度和方向，从而确 定磁力异常的分布和变化特征。
在实际应用中，通常采用高精度的磁 力仪进行测量，并采用计算机技术进 行数据处理和分析，以获得更准确和 可靠的地质信息。
地球物理勘探之磁法勘探
contents
目录
• 引言 • 磁法勘探的基本原理 • 磁法勘探的应用领域 • 磁法勘探的最新技术发展 • 磁法勘探的挑战与前景
01 引言
地球物理勘探的定义与重要性
地球物理勘探是通过研究地球物理场（如重力、电场、磁场等）的分布和变化规律，来推断地下地质 构造、矿产分布、工程地质条件等的方法。它在资源勘探、地质调查、工程地质等领域具有广泛的应 用价值。
加强国际合作与交流，共同推 动磁法勘探技术的发展和应用
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03 磁法勘探的应用领域
矿产资源勘探
铁矿
磁法勘探是寻找和勘探铁矿的重 要手段，通过测量地磁场的变化，
可以确定铁矿的位置和分布。
稀土矿
稀土元素具有显著的磁性，磁法勘 探可以用来寻找稀土矿床，为稀土 资源开发和利用提供依据。
煤炭
煤炭是一种有机岩石，其形成过程 中会受到地磁场的影响，磁法勘探 可以用来确定煤田的范围和边界。
地球磁场在空间中呈现出一个磁力线分布图，磁力线的方向和强度在不同地点和高度均有所 差异。
地球磁场由主磁场、地壳磁场和磁异常等部分组成，其中主磁场是地球内部铁、镍等金属元 素产生的场，地壳磁场是由地壳中磁性岩石所引起的场，而磁异常则是由于地壳内部结构的 不均匀性所引起的场的变化。
磁法勘探实验报告
重力勘探实验报告学号：20121003268班号： 061123：李梦谨指导教师：李永涛目录前言 (2)实验目的 (3)实验原理 (3)磁力仪工作原理 (4)工作内容及步骤 (3)实验内容及步骤 (6)实验数据分析与解释 (7)评述与结论 (13)总结 (8)建议 (9)一．实验目的：1.学习磁法勘探的基本原理，会用磁力仪进行简单的勘探；2.根据勘探的结果，能够反演出地下物体的基本形态和特征。
二．实验原理磁法勘探是利用地壳内各种岩〔矿〕石间的磁性差异所引起的磁场变化〔磁异常〕来寻找有用矿产资源合查明隐伏地质构造的一种物探方法。
自然界的岩石和矿石具有不同磁性，可以产生各不相同的磁场，它使地球磁场在局部地区发生变化，出现地磁异常。
利用仪器发现和研究这些磁异常，进而寻找磁性矿体和研究地质构造的方法称为磁法勘探。
磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之图1 磁异常示意图一，它包括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁测等。
磁法勘探主要用来寻找和勘探有关矿产〔如铁矿、铅锌矿、铜锦矿等〕、进行地质填图、研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题。
三．磁力仪的工作原理磁力仪按其测量的地磁场参数及其量值，可分为：相对测量仪器和绝对测量仪器。
从使用磁力仪的领域来看，可分为：地面磁力仪，航空磁力仪，海洋磁力仪及井中磁力仪。
下面重点介绍电子式磁力仪中的质子磁力仪。
〔1〕性能指标图3-6 GSM-19T型质子磁力仪主要技术指标如下：灵敏度：0.05nT分辨率：0.01nT绝对精度：±0.2nT动态范围：20000到120000nT梯度容差：>7000nT/m采样率：3秒至60 秒可选温飘：0.0025nT/°C〔环境温度为0到-40°C〕；0.0018nT/°C〔环境温度为0到+55°C〕工作温度：-40℃—+55℃存储4M字节：对流动站可存209715个读数对基点站可存699050个读数对梯度测量可存174762个读数对步行磁测可存299593个读数尺寸及重量：主机223×69×240mm,重2.1Kg传感器170mm(长)×75mm(直径)，重2.2Kg〔2〕测量原理应用质子自旋磁矩在地磁场的作用下围绕地磁场方向做旋进运动的现象进行磁场测量。
地球物理勘探之磁法勘探
n 1 m 0 n
1 r
m m m [ A cos( m ) B sin( m )] P (cos ) n n n n 1
(2)
式中， 合勒让德函数
m n
m Pn (cos ) 为施密特准归一化的缔
Cm (n m)! 1 dm m 2 P (cos ) [ ] (sin ) P n (cos ) (n m)! d (cos ) m
X= (
n=1 m=0 N n N n
R n2 m d m m ) [ g n cos(m ) hn sin(m )] P n (cos ) r d R n2 m m m ) [ gn sin(m ) hn cos(m )]Pnm (cos ) r sin R n2 m m ) [ g n cos(m ) hn sin(m )]Pnm (cos ) r (4)
（3）在北半球T向下，磁倾角I为正；在南半球磁场T向上，I为负。
地下介质在这里被“倾斜磁化” （4）在两极附近某处，I达到±90°，H为零，Z的绝对值最大， 它们就是地球的磁极。在地理北极附近的叫“磁北极”，它具有S 极的极性；在地理南极附近的叫“磁南极”，它具有N极的极性。
处于这两个磁极附近的地下介质被“垂直磁化”
每十年编绘一次
根据各地的地磁要素随时间变化的观测资料，还
可求出相应的年变率。同样可以编制出相应年代的要素年变率 等值线图。这类图件一般可以适用五年，与地磁图合 用可以求得五年中某一年的地磁要素值。由于地磁场 存在长期变化，因此，在使用地磁图时必须注意出版
的年代，及相应年代要素的年变率地磁图。
这两类物质的磁化率皆为常量，在受到很小的地磁场磁化后，它们所显示 的磁性也很微弱，在磁法勘探中将它们看成是无磁性的物质。
高精度磁法勘探讲义
高精度磁法勘探一、出队前的生产准备包括对生产设计和高精度磁测规范的学习；对磁法仪器和测量仪器的准备，保证各种仪器性能良好；生产用GPS、地形图、地质图、1/5万航磁图；还有对野外或室内生产材料的准备等，野外主要有红布（设立测量标志）、木桩（埋石）、记号笔、铅笔、圆珠笔、小刀、记录本等，室内主要有笔记本电脑、打印机、打印纸、大的方格厘米纸、三角板、铅笔、彩色铅笔等。
只有准备工作做充分了，才能保证野外顺利的开展工作。
二、仪器性能校验到野外后在工作现场进行，共校验两次，野外开工前和工作结束后各一次。
在校验之前要把仪器编上号（或使用仪器出厂时本身的编号，不要搞乱）。
1、磁力仪噪声水平的测定选择一处磁场平稳而又不受人文干扰影响的地区（驻地附近）进行。
各仪器间的距离要在20米以上，避免探头磁化时互相影响，然后使所有仪器同时作日变测量，观测时各仪器达到秒一级同步。
取100个左右的观测值按公式计算每台仪器的噪声均方根值S。
公式见规范。
2、仪器一致性校验观测点不少于50个，其中少数点要处于较强的异常场上（大于5倍的均方误差），全部仪器做往返观测。
有一台仪器作日变观测，对其他仪器的观测结果做日变改正。
一致性对比时各仪器探头高度要保持一致，避免垂直梯度变化的影响（如选在树林中进行）。
对比结果按规范中的公式计算总均方误差，要求误差不大于设计总均方误差值的2/3。
对于性能不好（达不到要求）的仪器不能投入野外生产使用。
磁测误差分配表三、基点的选择与联测1、基点的选择总基点位置首先在区域内已有航磁图上选址，最好在区域磁场零基值线附近。
并据交通地形等条件，选点在半径2m,高差0.5m范围内磁场变化不超过2nT,附近没有磁性干扰物，有利于长期保存的地方。
分基点亦即日变站选址要求位于平稳磁场内，靠近驻地（最好是独立的房屋内）使用方便，附近没有磁性干扰物。
仪器校正点：基本要求同分基点的要求。
对野外实地的选择结果要有记录。
日变站使用控制范围小于50km。
磁法勘探应用详解
（1）判断引起磁异常的地质原因：具体办法是先将磁异常图与地质图加以对比，找出它 们之间的联系，尤其要注意与矿体直接或间接有关的那些联系。若异常位于成矿有利地段， 且磁性资料表明该处矿体的磁性很强，则该异常属矿体引起的可能性就比较大。当磁异常 出现在具有一定磁性的岩浆岩的火山岩地区，也不能一概而论是岩体引起的。而应深入分 析异常特点，注意探寻磁性岩层下有无强磁性体存在。
图6-1为该矿区甲庄 地面磁测异常平面图及综
合剖面图。该异常位于异
常带中段，Za等值线走向 近南北、Zamax=12400nT， 北部伴生强度不大的负异
常，Za剖面曲线规则且基 本对称。推测磁化近于垂
直。磁体向北西西倾斜，
东南侧有大范围低值稳定
磁场。说明磁体下延深度
较大。
图6-1 甲庄Za磁异常图
地质体的范围，包括它的走向长度，顶部宽度和下延大小等。对
于狭长异常，可根据
1 2
Za
max
等值线大致圈定磁性体走向长度。当曲
线以正为主且基本对称时，Za曲线两拐点位置一般与磁性体上顶边界
相对应；当曲线正负异常幅度相当时，磁性体上顶边界一般在正、负
峰值范围内；当曲线不对称时，如果伴生的负异常较明显，则磁性体
图6-2 湖南某地 异常（据丁绪荣，1984）
图6-3 矿区Za等值线平面图（单位：nT）（据丁绪荣，1984）
1.异常编号；2.异常等值线；3.硅化灰岩；4.石英斑岩；5.龙山系板岩；6.地质界线； 7.见矿钻孔；8.未见矿钻孔
综合地质及其他地球物理资料，推断磁异常系前震旦纪沉积变 质型鞍山式铁矿引起。根据磁测资料布置的ZKl钻孔，在穿过146m 的第四系地层后，见到了厚177.6m的鞍山式铁矿。赋存于前震旦 系变质岩系中。
地球物理名词解释
学习好资料欢迎下载1布格校正：因测点和基准面（通常是海平面）高度不同所进行的校正。
当测点高于基准面时，校正值是由两者之间岩石的引力造成的；当测点低于基准面时，校正值因基准面所缺岩石而引起。
布格校正值是0.0417 毫伽/米，其中是岩石的密度，h为测点与基准面的高差。
完全的布格校正包括地形校正。
2布格重力异常：（1）从进行纬度校正、地形校正、自由空气校正和布格校正的观测的绝对重力值中，减去按国际椭球公式计算出的理论重力值，所得到的剩余异常值。
（2）经过上述校正的重力图上的异常。
3自由空气异常：经地形校正、自由空气校正、潮汐校正后的重力观测值与相应参考椭球体面上的正常重力值之差。
有时也称法依异常。
4重力异常：在重力勘探中，将由于地下岩石、矿物密度分布不均匀所引起的重力变化称为重力异常。
5正常重力值：p526磁法勘探：通过观测和分析由岩石、矿石（或其他探测对象）磁性差异所引起的磁异常，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。
7磁异常：磁异常即“地磁异常”，又称“磁力异常”。
地磁场的理论分布是有变化的。
而实际上测得的地球磁场强度和理论磁场强度是有区别的，这种区别称地磁异常。
它主要是由地壳内磁性不同的岩石受地磁场磁化而产生的附加磁场。
一般把地磁异常按面积大小分为大陆性异常、区域性异常和局部异常。
8磁化率：磁化率，表征磁介质属性的物理量。
常用符号cm表示，等于磁化强度M与磁场强度H之比引，即M=cmH对于顺磁质，cm>0，对于抗磁质，cm<0，其值都很小。
对于铁磁质，cm很大，且还与H有关（即M与H之间有复杂的非线性关系）。
对于各向同性磁介质，cm是标量；对于各向异性磁介质，磁化率是一个二阶张量。
9等温剩余磁化强度：是岩石（或其他磁性材料）在外磁场作用下所获得的磁化强度是表示岩石磁化程度的物理量。
如果在岩石获得磁化的整个过程中温度保持不变，这种磁化过程就叫等温磁化过程。
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划分大地构造单元
在典型的地台区，磁异常则主要主要表现为异 常走向的多样性，这是于不同期造山旋回，地 壳变动的主要构造线方向不一致所引起的。 在地槽区和地台区的过渡带，由于其兼具槽台 的地质特征，磁异常也应表现为两者的过渡形 式；如果地槽和地台以深大断裂为界，磁场特 点是相邻区域异常特征截然不同。
沉积盆地磁性基底的航磁异常特征
磁异常的幅值大小并不对应于基底的深浅，而 是异常的宽缓形态与深度对应。
凹陷区的磁异常宽缓，隆起区的磁异常小且多 变。
沉积盆地基底的磁异常剖面
局部构造在磁异常图上表现
磁异常与地震勘探的解释结果有偏差，但还是 比较接近的。
断裂带上雁行排列的T异常 郯城—庐江深大断裂中部T异常
断裂构造的磁异常标志
异常梯级带、走向突变带
串珠状异常
异常性质突变带
3. 划分不同岩性区
利用磁测资料划分不同岩性区的前提是不同岩 石的磁性参数不同，所产生的异常特征不同。 虽然根据密度差别，利用重力资料也可以划分 岩性，但不如磁测资料的效果好。岩石（地层） 间磁性差异较大，磁场特征明显不同。
火山喷发岩的磁场
火山岩磁异常共同的特 点是异常呈跳跃变化， 尖锐而且梯度大，相邻 测线难以对比。狭窄的 磁力高或低可能是火山 喷出裂隙的反映；单个 极强的峰值可能是火山 口的反映。 另一个特点是异常强度 随高度的增加而迅速衰 减。
火山侵入岩的磁场
侵入岩异常峰值可能很 大，但形态比较圆滑， 相邻测线上的异常曲线 可以对比。 异常形态与埋深之间有 明显的依赖关系，埋藏 较浅时常表现为多个孤 峰，埋藏较深时只显示 异常不规则的背景。
第七节 磁异常的解释及应用
一、磁异常的定性、定量解释
(一)磁异常的定性解释
1.将磁异常进行分类 区域异常 局部异常
2.由“已知”到“未知”
确定引起异常的原因
1、磁性不均匀的影响 2、剩余磁性的影响 3、多个磁性体的叠加 4、磁性围岩的影响 5、地形的影响
注意：充分注意某些条件变化对异常的影响
地台与地槽区的磁场特征
地台区的磁异常特征是：异常宽阔，变化平缓， 没有一定的方向性，异常数量少，梯度小，通 常表现为较低的正负磁异常，幅值约为几百伽 玛。 地槽区的磁异常特征与地台区相反，表现为异 常数量多，幅值大，梯度大，有明显的方向性。
2. 确定断裂构造
断裂的磁异常特征主 要有：
① 线性异常带； ② 串珠状异常带； ③ 异常轴线发生水平错 动； ④ 异常强度和宽度发生 变化； ⑤ 雁形排列的异常带； ⑥ 不同特征磁场的截然 分界等。
4. 研究沉积盆地结晶基底的岩性和起伏
在基底比较平缓且埋深不太大的情况下，基底内部的结构 和岩性是决定磁异常的主要因素，根据磁测资料可以解释 基底褶皱构造的走向，基底构造的某些特点，甚至组成基 底的岩石类型。
1.
呈条带状分布，延伸很远，垂直走向方向上正负异常 相互交替的称为带状异常。这种异常多为基底在横向 上的岩性变化所致，如褶皱、变质层、层状侵入体等 岩性分界面类型。 没有明显走向，平面形态呈椭圆形、环形或多角形的 异常称为等轴状异常。这种异常的地质原因多为侵入 体、喷出岩等局部地质因素。
沉积岩的磁场
沉积岩的磁场特征一般 是异常值微弱，形态平 缓、光滑、梯度小，沉 积厚度较大时呈现为平 静的负异常区。 主要是由于沉积岩的磁 化率小，而且磁性矿物 在缓慢的沉积过程中分 布较为均匀，无方向性。
某地沉积岩区的T异常
变质岩的磁场
异常强弱与变质母岩的磁性和变质类型 有关。一般正变质岩的磁性较强，负变 质岩的磁性则相对弱得多。
2.
研究沉积盆地结晶基底的岩性和起伏
磁异常解释过程中，一些正负相伴的异常应做为整体 来考虑。另外，无论是磁法还是重力，单独解释基底 岩性都有多解性，综合利用密度和磁性资料可以提高 解释的可信度。
与划分大地构造单元的原理相同，磁法研究盆地基底 起伏依靠的是异常的形态。在沉积盆地内，沉积岩的 磁性一般很弱，除侵入岩体外，磁测资料主要反映了 基底的磁性。在基底隆起区，磁异常一般范围小、幅 值高、梯度大、正负极性变化多；在基底凹陷区，磁 异常的特征是范围大、幅值小、梯度小、正负极性交 替少。
1. 划分大地构造单元
在典型的地槽区，磁异常的主要特点是： 一系列走向平行的宽大的异常带组，它们所占的 面积相当广大，长度可达一、两千公里，宽度可 达几百公里，其中每一条线性异常的规模也相当 可观，沿走向有起伏变化，有线状的，链状的， 串珠状的； 平行的线性磁异常带组有的有共同的正背景，有 的是负背景，这与地槽褶皱带中构造岩相带的空 间分布有关。
1、磁性不均匀的影响
2、剩余磁性的影响
2、剩余磁性的影响
Mr
Mr
Mr
Mr
Mr(a)构造作用前AMr MrBC
Mr
(b)构造作用后
3、多个磁性体的叠加
4、磁性围岩的影响
3.对异常进行详细分析
异常的形态：两侧无负异常
一侧有负异常 两侧有负异常
异常的位置 异常的叠加程度及规则状态
(二)磁异常的定量解释
判断场源的性质
提供磁性地层或基底的几何参数在平面 或剖面的变化关系 提供磁性地质体在平面上的投影位置、 埋深及倾向
二、在区域地质调查中的应用
不同比例尺的区域地质调查中，磁测资料能够和可能解 决的地质问题与重力勘探类似，可概括为：
① 划分地质构造单元，确定深大断裂，研究能源和 金属矿产的分布规律； ② 进行地质填图，如确定接触带，断裂带，破碎带， 圈定侵入体，喷出岩，沉积岩和变质岩； ③ 划分成矿带，确定成矿远景区，指出找矿方向； ④ 大比例尺（如1:5万）的磁测测量还具有直接或间 接找矿的作用。