磁法勘探

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• 物质的磁性可分为三类:抗磁性(反磁性)、顺 磁性、铁磁性。 • 抗磁性物质:即是κ<0的物质。它们在磁化场中 产生与磁化场方向相反的感应磁化强度,去掉外 场,感应磁化强度立即消失。 • 顺磁性物质:即是κ>0的物质。它们在外磁场作 用下,产生与磁化场方向相同的感应磁化强度。 • 铁磁性物质:即是κ>>0的物质。这种物质在外 磁场的作用下很容易被磁化,当外磁场消失后还 能保留部分磁性。
• 99%
起 的(基 源 主剩本 与 以要 余 磁 演 上组 磁 场 变 。成 场 由 有 二部 ) 偶 密 者分 组 极 切 的, 成 场 关 起占 , 和 系 源地 是 大 。 与磁 地 陆 地场 磁 磁 球的 场 场

场地 、磁 外场 部由 磁三 场部 、分 磁组 异成 常: 场基 。本 磁

RM100磁通门磁力仪
· 100000nT范围内分辨力可达0.1nT
· Rs232接口和10 base-T乙太网两种数据输出端口 · 数学计算功能(无效值,最大,最小,平均值, 峰值到峰值) · 数据存储(可存16384个数据,直接成图) · 可设高,低异常上限提醒。
· 仪器精确度±0.01%
· 0.5ppm/°C 稳定性 · ±200000nT测量范围 · 用于记录及其他用途的输出功能 · 一键消除背景磁场并测量
磁力仪概述
一、磁力仪类别
按照磁力仪的发展历史,以及应用的物理原理,可分为:
第一代磁力仪 它是根据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制作的,如机械式磁力仪、感应式航空磁力 仪等。 第二代磁力仪 它是根据核磁共振特征,利用高磁导率软磁合金,以及复 杂的电子线路制作的,如质子磁力仪、光泵磁力仪及磁通门磁力仪等。 第三代磁力仪 它是根据低温量子效应原理制作的,如超导磁力仪。
该仪器为用来测量垂直分量 相对值的机械式仪器,磁系是一 根圆柱形磁棒,悬吊在恒弹性扁 平金属丝中央,利用地磁场的垂
直强度力、重力、及悬丝扭力三
个力矩的平衡来测量磁场 。 观测精度±5nT 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25.0nT
PMG质子磁力仪(捷克产)
· 测量范围:20,000-100,000nT
· 分辨率:0.1nT · 梯度范围:5,000nT/m
· 可进行梯度测量(水平或垂直) · 高分辨率,分辨率为0.1nT,符合原地矿部发布的《地面高精度磁测工作
规程》要求
· 内存大,可存1万个测点 · 可用于野外作业,也可用做基站测量
二、质子磁力仪
1.质子旋进及测量原理
(1)、质子(核子)的旋进。质子磁力仪使用的工作物质(探头中)有蒸 馏水、酒精、煤油、苯等富含氢的液体。水(H2O)宏观看它是逆磁性物质。但
是,其各个组成部分,磁性不同。水分子中的氧原子核不具磁性。它的10个电
子,其自旋磁矩都成对地互相抵消了,而电子的运动轨道又由于水分子间的相 互作用被“封固”。当外界磁场作用时,因电磁感应作用,各轨道电子的速度
磁力仪的几个主要技术指标
• 技术指标是反映仪器总体性能的技术数据,通常
包括:灵敏度、精密度、准确度、稳定性、测程 范围等。 • 灵敏度:指仪器反映地磁场强度最小变化的能力 (敏感程度),有时也称作分辨率。 • 精密度:它是衡量仪器重复性的指标,系指仪器 自身测定磁场所能达到的最小可靠值。由一组测 定值与平均值的平均偏差表示。仪器说明书中称 为自身重复精度。 • 准确度:指仪器测定真值的能力,即与真值相比 的总误差。
《地球物理勘查技术方法培训班》
固体矿产磁法勘探
第三地质勘查院 2008年2月
[磁法勘探]magnetic prospecting 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、铜镍矿等);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,尤其是在探明铁矿资源方面地质效果显著。
• • 上式表明:场中某点的磁场强度是与场源的磁量m 成正比,与该点到场源的距离平方成反比。 • 同时也说明:一个客观存在的磁性体的磁量是一 定的,我们可以从不同的地方去测量它,而不同 的地方的距离是不同的,距离对磁场强度的影响 却是巨大的,这也就是为什么强调点位尽可能准 确的意义所在。
m0 r
2
T
1.3 地磁要素分布规律
• 地磁要素在地面呈一 定规律分布,在我国 境内由南向北,T、Z、 I值逐渐增大,H值逐 渐减小。 • 沿甘肃的安西县经青 海的托勒、五道粱、 唐古拉山口至西藏的 班公湖一线,磁偏角D 为零,此线以西磁偏 角为正,以东为负。 • 从我国最南的曾母暗 沙到最北的漠河,各 要素的变化范围大致 是: • H:39800-20000(nT) • T:40700-58300 (nT) • Z:-8400-54600 (nT) • I:-12°-70° • D:5 °- -11°
正常场和异 常场
• 地磁场是由稳定磁场和变化磁场两大部分组成。前者 占绝大部分,后者只一小部分。地球表面所测到的磁 场值,可表示为: • T = T0+ Tm+ Ta+ Te+δT • T0:均匀磁化球体磁场; Tm大陆磁场; Te尚未查明的 外源磁场; δT变化磁场; Ta异常磁场。 • 异常磁场按其成分又可分为两部分,一是由于深部的 岩层构造所引起的,称为区域异常Ta1 ;另外是由于 浅部的局部地质体产生的,称为局部异常Ta2 。 • 所谓正常场和磁异常,它是一个相对的概念,通常将 T0+ Tm+ Te 认为是正常场。 • Ta = Ta1 + Ta2是异常场。 • 当勘探目的是要解决局部的地质问题时,则区域异常 Ta1 也认为是正常场,而局部异常Ta2才是磁异常。 • 磁异常产生在正常场的背景之上,正常场相对于磁异 常来说,认为是均匀不变的,两者的划分依勘探的目 的确定。 • 磁异常来源于地区内的岩层构造或矿体受着地磁场的 磁化,产生了叠加在正常场之上的附加磁场(即磁异 常)。在地面上我们所观测到的磁场,总是正常场和 异常两者之和,所以要把异常区分出来,就必须知道 正常场。
略有改变,因而显示出水的逆磁性。此处,水分子中的氢原子核(质子),由
自旋产生的磁矩,将在外加磁场的影响下,逐渐地转到外磁场方向。这就是逆 磁性介质中的“核子顺磁性”。
当没有外界磁场作用于含氢液体时,其中质子磁矩无规则地任意指向,不显 现宏观磁矩。若垂直地磁场的方向,加一个强人工磁场,则样品中的质子磁矩, 将按方向排列起来,如图1-1-1所示,此过程称为极化。然后,切断磁场,则地 磁场对质子有的力矩作用,试图将质子拉回到地磁场方向,由于质子自旋,因而
得到的磁性大小不同,其原因是由物质的成 分、结构、形成条件等因素的不同所致。它 是表征物质磁性的强弱及大小的一个常用物 理量。
1.9 磁化率κwk.baidu.com
• 物质在外界磁场的作用下呈现磁性,表明 它受到磁场的磁化,其所具之磁化强度亦 叫感应磁化强度(Ji),它与磁化磁场的强 度(T)成正比。
J
i
T
1.10 物质的磁性
测程±20000-50000nT
该仪器是一种带微机处理 的高分辨率质子磁力仪。以 0.1nT的分辨率进行总场和垂直 梯度测量。仪器由主机,探头
及电池盒组成。
该仪器是我国80年代中期产 品,主要供地面磁测、日变站、
地震预报中地磁台站使用。其灵
敏度为0.1nT。
G856F磁力仪
1.分辨率: 0.1nT 2.调谐范围: 20000nT- 100000nT 3.采样率: 4s-999s 4.梯度容限: 5000nT/M 5.精度: 0.5nT 6.电源: 内置12V 4.4AH充电锂电池 7.显示器: 双排显示(LED) 8.操作台: 18X27X9cm;1.8kg 9.传感器: 9X13cm;1.6kg 10.工作温度:-20度~50度 11.数据输出:USB接口输出数据 12.WINDOWS环境下的数据输出与日变 自动改正系统 13.基站测量可存12000组数据,野外 手动测量可存5700组数据
(二)统计图示
• 1.统计分组计算 • 2.频率直方图和频率分布曲线 • 3.累计频率曲线
• 物探勘查中岩矿石物性调查工作要求的精度为:采集点平面定点 绝对误差≤10m,钻孔深度绝对误差≤1m;加工样品时定向绝对 误差≤±5°,样品几何参数相对误差≤5%,测定密度均方误差 ≤20%Kg/m3, 磁性标量相对误差≤20%,磁倾角、磁偏角绝对误 差≤10°电阻率、极化率相对误差≤20%。
1.5
地 磁 场 的 组 成
1.6 磁库仑定律
• 两个点极间的作用力(吸引力F或排斥力F)的大小,与两个磁极之磁量(m)的 乘积成正比,而与其距离(r)之平方成 反比。即: • m m
F c
1 2
r
2
• 由上式可见:两极之间的距离对两极之间 的作用力影响巨大。
1.7 磁场强度
• 单位正磁荷在磁场中所受的力,叫做磁场强度。
F

m m0

1 m0

m r
2
1.8 物质的磁化 磁化强度
• 原来不具磁性的物体,在外界磁场的作用下
而呈现磁性,这种物理现象就叫做磁化。 • 磁化强度(J):物体单位体积内所具有的 磁矩。
V S 2l S • • 不同的物质在相同的磁场作用之下,它们所 J M 2 ml m
顺磁性 <500
铁磁性 104-106
(二)铁磁性矿物
影响岩石磁性的主要因素:
• 岩石的磁性是由岩石所含磁性矿物的类型、含量、颗粒大 小、结构、以及温度、压力等因素决定的。 • 岩石磁性主要与铁磁性矿物含量的关系密切:岩石中铁磁 性矿物的含量愈多,磁性也愈强。
岩矿石磁性测定及统计整理:
磁法勘探也是应用最早的地球物理方法。1640年,瑞 典人首次尝试用罗盘寻找磁铁矿,开辟了利用磁场变化来 寻找矿产的新途径。但是直到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。 地面磁测应用最早也最广泛,它是在航空磁测资料的 基础上作更详细的磁测工作,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广 泛的应用,尤其在铁、多金属固体矿产勘查中有不可替代 的作用。近年来,高精度磁测还广泛用于工程环境地球物 理调查以及考古等。 近年我国在固体矿产勘查和1:5万矿调中,用得最多、 发挥重要作用的地球物理方法是地面高精度磁测。
1.4日变:
是矿 磁 我体 异 们及 常 研地 场 究质 是 的构 由 主造 地 要引 壳 对起 表 象的 层 。。 磁 这化 也岩

场本 源 外 。磁 于 部 如场 地 磁 :之 球 场 日上 外 也 变的 部 称 、各 并 变 磁种 叠 化 扰短 加 磁 、期 在 场 磁变 地 , 暴化 球 是 等磁 基 起
1.1 地磁场
• 磁场是具有磁力作用的空间,任何一个磁 性体都有它自身的磁场。在地球的周围存 在着的磁场称为地磁场。 • 地磁场近似于放在地心的一个磁偶极子的 磁场,其磁轴与地球转动轴并不重合。交 角为11.5° (磁偏角)
1.2 地磁要素
• 磁场强度(T) • T的水平分量(H)叫水平 磁场强度 • H的地理北投影叫北向分 量(Hx),地理东投影叫 东向分量(Hy)。 • T的垂直分量(Z)叫垂直 磁场强度。 • ∠ HxOH叫做磁偏角(D) • ∠HOT叫做磁倾角(I) • T、H、Hx 、Hy 、 Z 、D、 I统称为地磁要素。
1.11 常见物质的磁性分类
分 类 κ(4π10-6SI) 抗磁性 ≈0 物 质 金、银、铜、铅、氢、铋、岩盐、 石膏、石英、方解石、大理石、石 墨、石油、金刚石等 铂、铬、钼、钨、铝、锰、氧、铀、 黑云母、辉石、角闪石、蛇纹石、 褐铁矿、石榴子石等 铁、钴、镍及其金属合金以及铁的 氧化物、硫化物、磁铁矿、钛磁铁 矿、磁镁铁矿、磁赤铁矿、磁黄铁 矿
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