【地球物理勘查】地球物理勘查(2磁法勘探)

之间的关系：
Pm 0m J 0M
当物体磁化后，若磁体内各处的磁化强度大小相等，方向相
同，则称该磁体为均匀磁化体。均匀磁化体内无磁荷分布，仅在 其表面有磁荷分布。
+
H
M
+
+
4、 面磁荷密度（m）与M的关系
由右图可见，若把小圆柱体看成磁
偶极子，则有：
Pm Qm l (m s)l
H
F Qm0
1
4 0
•
Qm r2
方向为单位正磁荷在场中受力的方向
r
●
Qm
Qm0
●
磁感应强度B，根据毕奥—萨伐尔定律：恒定电流I的无限长 直导线周围，距离为a的各点上该电流产生的磁场。
B 0 2I 4 a
B H
SI制单位特斯拉（T），1T＝1Wb/m2，通常用较小的单位nT （纳特），1nT＝10-9T
就异常的幅值而言，磁法异常比重力异常大得多； 重力异常反映的地质因素较多，而磁异常反映的地质因素较单
一； 地质体的磁异常特征比相应的重力异常复杂
磁法勘探的应用
1、直接寻找具有磁性的金属矿体，如磁铁矿、磁黄铁矿等； 2、间接寻找无磁性的金属矿与非金属矿体，如铅锌矿、铜矿、石棉矿
等； 3、地质填图，如圈定磁性的岩体、断裂等； 4、研究大地构造、了解结晶基底的起伏等； 5、在古地质学方面的应用等； 6、其它方面的应用
• “郑人取玉，必载司南，为其不惑也” • ——《鬼谷子》
古代对磁场的观察和利用
“方家以磁石磨针锋， 则能指南……水浮多荡 摇，指抓及碗唇上皆可 为之，运转尤速，但坚 滑易坠，不若缕悬之最 善。”
《梦溪笔谈》 沈括（宋）
指南车的复原模型 一种用来辨认方向的仪器。车上有一小人， 其手指的方向即为南方，传说司南、罗盘都是根据它而发明。
1915年德国人施密特（Schmidt）制成刃口式磁称，大 大提高了磁测精度，使磁法不仅在寻找铁矿中起作用， 同时还用来寻找其他矿产，并在圈定磁性岩体，研究 地质构造以及寻找油田，盐丘中得到应用。
1936年前苏联人阿·阿·罗加乔夫试制成功感应式航 空磁力仪，大大提高了磁测速度和磁测范围，使磁法 工作进入了一个新的阶段。
biāo
dǐ
“司南之杓，投之于地，其柢指南”
《论衡》王充（东汉）
地球磁场
迁徙海龟依靠地球磁场找到回归路
本草纲目 李时珍
• 中国古代四大发明之一的指南针传入欧洲后， 16世纪末， 英国威廉·吉尔伯特做过这样的实验，他把一块吸铁石磨制 成圆球形，用小磁针测试这圆球面上的磁力分布。
• 结果发现，小磁针倾斜的情况与当时地面上实测的磁倾角 很相似。
50年代末和60年代初，前苏联、美国又相继把质子旋 进磁力仪装于船上，开展了海洋磁测。
什么是磁法勘探？
• 它是以地壳中各种岩、矿石间的磁性差异为物质基础的，由于岩、矿石 间的磁性差异将引起正常地磁场的变化（即磁异常），通过观测和研究 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。
• 分类：地面磁测、航空磁测、海洋磁测、井中磁测
• 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ຫໍສະໝຸດ Baidu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。
海洋磁测是在质子旋进式磁力仪问世后才发展起 来的。
它是综合性海洋地质调查的组成部分，此外、还 用于寻找滨海砂矿，以及为海底工程(寻找沉船、 敷设电缆、管道等)服务。
井中磁测是地面磁测向地下的延伸，主要 用于划分磁性岩层，寻找盲矿等，其资料 对地面磁测起印证和补充作用。
磁法勘探与重力勘探间的几点差别
磁法勘探的理论基础
一、有关的磁学知识（复习）
（一）磁场（Magnetic Field）
磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的特性，称 为磁性
磁性体：具有磁性的物体；
磁极：磁体中两个磁性最强的部位，指北的一极 称为指北极或正磁极，用N表示，指南的一极称为 指南极或负磁极，用S表示;
磁荷：正磁荷—集中在磁体的N极（+） 负磁荷—集中在磁体的S极（－）
在外磁场作用下，物体中原子磁矩（m）趋外磁场方向定 向排列的结果。
3、磁化强度（M）或磁极化强度（J） —表示物体被磁化的程度。
● 磁化强度（M） —单位体积的总磁矩
M
1
m
v v
● 磁极化强度（J） —单位体积的总磁偶极矩
1
J
v
v
Pm
Pm Qm l
●
在SI单位制中 Pm
与
m
、J
与
M
地面磁测应用最早，而今它是在航空磁测资料的 基础上所作的更详细的磁测工作。
用以判断引起磁异常的地质原因及磁性体的赋存 形态。在地质调查的各个阶段都有有广泛应用。
航空磁测是第二次世界大战后发展起来的方法。 特点： 不受水域、森林、沙漠等自然条件的限制 测量速度快、效率高
广泛应用于区域地质调查、储油气构造和含煤构 造勘查、成矿远景预测，以及寻找大型磁铁矿床 等
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》
在CGSM单位制中：用 γ（伽傌）为磁场强度的单位；两种 单位制之间的关系为： 1 γ =1nT
（二）磁化 在外磁场作用下，没有磁性的物体获得磁性，称为磁化
1、磁偶极子
相距很近的两个等量异性磁极，作为一个整体称为磁偶
极子。
l
Pm Qm l
Qm
Qm
Pm
Pm 称为磁偶极矩，方向由负磁极指向正磁极。
2、磁化的本质
磁力：两个磁体的磁极之间的相互作用力；
两个点磁极间的相互作用力为：
F
1
4 0
•
Qm1 • Qm2 r2
•
r r
磁场：磁力作用的物质空间称为磁场
F
●
Qm1
r Q ● m2
F
磁力线：由磁体的正极出发终止于负极的封闭曲线
磁场强度（H）：单位磁荷在磁场中所受的力，称为该点的磁 场强度，用H表示，单位为A/m（安培/米）