地球物理勘探第三章磁法勘探1
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磁法勘探可分为地面磁测、航空磁测、海洋磁测和井中磁 测。
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磁法勘探和重力勘探的差别:
(1)就相对幅值而言，磁异常比重力异常大得多。强磁性体产生的 磁异常高达10-4T，若正常地磁场强度按0.5×10-4T计，则最大磁 异常可以比正常地磁场强度大一倍；
I、D、X、Y、Z、H和T各量都是表 示地磁场大小和方向的物理量，称为 地磁要素。
地磁绝对测量通常测定I、D、H三要 素的绝对值，磁法勘探则是测定T的相 对值。
H T cosI Z T sin I HtgI Y H sin D X 2 Y 2 H 2
X H cosD
X
2
Y
2
Z2
T
2
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1980.0年代世界地磁场水平分量等值线平面（单位为μT）
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1980.0年代世界等倾线图（单位：度）
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• 扰动变化，磁场突然性、不规则的变化，它们形态复杂， 变化急烈。强度大的磁扰称磁暴，它是一种全球性的效应， 延续时间数小时或数天。按强度可分为中强、中烈、强烈 磁暴三级，中暴可达数百nT，磁暴的成因与太阳粒子流有 关。
地磁场的空间变化：I、T、Z、H等值线图几乎是沿磁纬度 线均匀分布的，其最大梯度方向就是磁子午线方向。地磁场随 子午线方向的变化率称为正常水平梯度；
第三章 磁法勘探
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磁法勘探是利用地壳内各种岩（矿）石间的磁性差异所引 起的磁异常来寻找有用矿产或查明地下地质构造的一种地球物 理方法。磁法勘探也是应用最早的地球物理方法。1640年，瑞 典人首先尝试用罗盘寻找磁铁矿，但直到1870年，瑞典人Thalen 和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。
§3.1 地球的磁场
存在于地球周围的具有磁力作用的空 间称地磁场。他由基本磁场、变化磁场、 磁异常三部分组成。
一、主磁场
主磁场占地磁场的99%以上， 主要是由地核内电流的对流形成， 是一种由偶极子场和非偶极子场 组成的内源磁场。
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起源于地球外部并叠加在主磁场上的各种变化磁场称为短期 地磁变化。变化磁场可以分为两类：一类是连续出现的，比较 有规律且有一定周期的变化；另一类是偶然发生的、短暂而复 杂的变化。
前者称为平静变化，后者称为扰动变化。
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• 平静变化，它可能与太空电离层有关，表现为以一个太阳 日为周期的变化，叫日变。如图，一昼夜变化幅度一般 10～100 nT间，曲线在夜间平静，变化在白天，中午有明显 的负极值。季节中，夏天烈，冬季缓平，春秋居其间。日 变对磁法勘探影响大，要作改正，即日变改正。
磁场、磁场强度及单位 磁场:具有磁力作用的空间。 磁场强度:是表示磁场强弱的物理量，磁场中某一点处的 磁场强度等于在那一点处单位正磁荷所受到的磁力。 单位：在SI制中，磁场强度单位为安培/米，本章中除了 物质磁化时用磁场强度外，其他地方涉及的地磁场均指磁 感应强度。故可采用特等单位， 即1伽玛=1纳特。
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为了研究地磁场在地表的分布规律，需要利用地磁绝对测量 的成果绘制地磁要素的等值线平面图，称为“地磁图”。地磁要 素是随时间变化的，因此必须把观测数据归算到某一特定的日期。
1980.0年代世界地磁场垂直分量等值线平面图（单位为μT）
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1980.0年代世界磁偏线图（单位：度）
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从世界地磁图中减去地磁场的偶极子磁场(约占主磁场的 80%)，即可得到非偶极子磁场。非偶极子磁场围绕着几个中心 分布，每个中心都有各自的正、负极性，且分布的地域很广。
ECIT 1980.0年代世界非偶极子磁场垂直分量等值线平面图(单位为μT)
(2)从地面到地下数十公里深度内所有物质的密度变化都会引起重 力的变化，说明重力异常反映的地质因素较多。但磁异常反映的 地质因素却比较单一，只有各类磁铁矿床及富含铁磁性矿物的其 它矿床和地质构造才能造成地磁场的明显变化；
(3)密度体只有一个质量中心，而磁性体则有两个磁性中心(磁极)， 且它们的相对位置因地而异。当地质体置于不同的纬度区时，重 力异常特征不变，而磁异常特征则要改变，因此磁异常总是要比 重力异常复杂一些。
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二、变化磁场
主磁场随时间的缓慢变化，称为地磁场的长期变化。磁偏角、 磁倾角和地磁场强度都有长期变化。从伦敦、巴黎和罗马的资 料可以推测，磁偏角的变化周期约为500年。
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我国地磁要素图有以下特征：①磁偏角的零偏线由蒙古穿过我 国中部偏西的甘肃省和西藏自治区延伸到尼泊尔、印度。零偏线 以东偏角为负，其变化由0度至-11度；零偏线以西为正，变化范
围由0度至5度。②磁倾角由南向北，I 值由-10度增至70度。
ห้องสมุดไป่ตู้
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③地磁场水平强度（H） 从南至北，H 值由
40000nT降至21000nT。 ④垂直强度自南至北由 -10000nT增加到 56000nT。 ⑤总场强度由南到北， 变化值为41000nT至 60000nT。
场强随高度的变化也是不断衰减的，其变化率称为正常垂向 梯度。
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例如，武汉地区某年的垂直强度Z=34350nT，水平强度 H=34800 nT，取R=6371km，则其梯度值为
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(1)就相对幅值而言，磁异常比重力异常大得多。强磁性体产生的 磁异常高达10-4T，若正常地磁场强度按0.5×10-4T计，则最大磁 异常可以比正常地磁场强度大一倍；
I、D、X、Y、Z、H和T各量都是表 示地磁场大小和方向的物理量，称为 地磁要素。
地磁绝对测量通常测定I、D、H三要 素的绝对值，磁法勘探则是测定T的相 对值。
H T cosI Z T sin I HtgI Y H sin D X 2 Y 2 H 2
X H cosD
X
2
Y
2
Z2
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2
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1980.0年代世界等倾线图（单位：度）
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• 扰动变化，磁场突然性、不规则的变化，它们形态复杂， 变化急烈。强度大的磁扰称磁暴，它是一种全球性的效应， 延续时间数小时或数天。按强度可分为中强、中烈、强烈 磁暴三级，中暴可达数百nT，磁暴的成因与太阳粒子流有 关。
地磁场的空间变化：I、T、Z、H等值线图几乎是沿磁纬度 线均匀分布的，其最大梯度方向就是磁子午线方向。地磁场随 子午线方向的变化率称为正常水平梯度；
第三章 磁法勘探
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磁法勘探是利用地壳内各种岩（矿）石间的磁性差异所引 起的磁异常来寻找有用矿产或查明地下地质构造的一种地球物 理方法。磁法勘探也是应用最早的地球物理方法。1640年，瑞 典人首先尝试用罗盘寻找磁铁矿，但直到1870年，瑞典人Thalen 和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。
§3.1 地球的磁场
存在于地球周围的具有磁力作用的空 间称地磁场。他由基本磁场、变化磁场、 磁异常三部分组成。
一、主磁场
主磁场占地磁场的99%以上， 主要是由地核内电流的对流形成， 是一种由偶极子场和非偶极子场 组成的内源磁场。
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起源于地球外部并叠加在主磁场上的各种变化磁场称为短期 地磁变化。变化磁场可以分为两类：一类是连续出现的，比较 有规律且有一定周期的变化；另一类是偶然发生的、短暂而复 杂的变化。
前者称为平静变化，后者称为扰动变化。
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• 平静变化，它可能与太空电离层有关，表现为以一个太阳 日为周期的变化，叫日变。如图，一昼夜变化幅度一般 10～100 nT间，曲线在夜间平静，变化在白天，中午有明显 的负极值。季节中，夏天烈，冬季缓平，春秋居其间。日 变对磁法勘探影响大，要作改正，即日变改正。
磁场、磁场强度及单位 磁场:具有磁力作用的空间。 磁场强度:是表示磁场强弱的物理量，磁场中某一点处的 磁场强度等于在那一点处单位正磁荷所受到的磁力。 单位：在SI制中，磁场强度单位为安培/米，本章中除了 物质磁化时用磁场强度外，其他地方涉及的地磁场均指磁 感应强度。故可采用特等单位， 即1伽玛=1纳特。
ECIT
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为了研究地磁场在地表的分布规律，需要利用地磁绝对测量 的成果绘制地磁要素的等值线平面图，称为“地磁图”。地磁要 素是随时间变化的，因此必须把观测数据归算到某一特定的日期。
1980.0年代世界地磁场垂直分量等值线平面图（单位为μT）
ECIT
1980.0年代世界磁偏线图（单位：度）
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从世界地磁图中减去地磁场的偶极子磁场(约占主磁场的 80%)，即可得到非偶极子磁场。非偶极子磁场围绕着几个中心 分布，每个中心都有各自的正、负极性，且分布的地域很广。
ECIT 1980.0年代世界非偶极子磁场垂直分量等值线平面图(单位为μT)
(2)从地面到地下数十公里深度内所有物质的密度变化都会引起重 力的变化，说明重力异常反映的地质因素较多。但磁异常反映的 地质因素却比较单一，只有各类磁铁矿床及富含铁磁性矿物的其 它矿床和地质构造才能造成地磁场的明显变化；
(3)密度体只有一个质量中心，而磁性体则有两个磁性中心(磁极)， 且它们的相对位置因地而异。当地质体置于不同的纬度区时，重 力异常特征不变，而磁异常特征则要改变，因此磁异常总是要比 重力异常复杂一些。
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二、变化磁场
主磁场随时间的缓慢变化，称为地磁场的长期变化。磁偏角、 磁倾角和地磁场强度都有长期变化。从伦敦、巴黎和罗马的资 料可以推测，磁偏角的变化周期约为500年。
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我国地磁要素图有以下特征：①磁偏角的零偏线由蒙古穿过我 国中部偏西的甘肃省和西藏自治区延伸到尼泊尔、印度。零偏线 以东偏角为负，其变化由0度至-11度；零偏线以西为正，变化范
围由0度至5度。②磁倾角由南向北，I 值由-10度增至70度。
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③地磁场水平强度（H） 从南至北，H 值由
40000nT降至21000nT。 ④垂直强度自南至北由 -10000nT增加到 56000nT。 ⑤总场强度由南到北， 变化值为41000nT至 60000nT。
场强随高度的变化也是不断衰减的，其变化率称为正常垂向 梯度。
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例如，武汉地区某年的垂直强度Z=34350nT，水平强度 H=34800 nT，取R=6371km，则其梯度值为