磁法勘探
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。
磁法勘探毕业论文
磁法勘探毕业论文摘要：磁法勘探作为一种重要的地球物理勘探方法，在地质调查、矿产勘查、工程勘察等领域发挥着关键作用。
本文详细阐述了磁法勘探的基本原理、工作方法、数据处理与解释，通过实际案例分析展示了其应用效果，并探讨了该方法的局限性和未来发展趋势。
关键词：磁法勘探；地球物理；磁场；数据处理一、引言地球内部蕴藏着丰富的矿产资源和地质信息，为了有效地探寻和开发这些资源，了解地球内部的结构和性质，各种地球物理勘探方法应运而生。
磁法勘探作为其中的一种重要手段，凭借其独特的优势在地质勘探领域占据着重要地位。
二、磁法勘探的基本原理磁法勘探的基础是地球磁场以及地质体的磁性差异。
地球本身存在着磁场，称为地磁场。
地质体如岩石、矿石等，由于其成分、结构和形成过程的不同，往往具有不同的磁性。
有些地质体具有较强的磁性，能够引起局部磁场的变化；而有些则磁性较弱或无磁性。
通过测量地球表面磁场的强度和分布，可以发现这些由于地质体磁性差异引起的磁场异常。
根据磁场异常的特征和规律，结合地质资料和其他地球物理方法的成果，可以推断地质体的分布、形态、埋深等信息。
三、磁法勘探的工作方法（一）野外测量在野外进行磁法测量时，通常使用磁力仪来测量磁场的强度。
常见的磁力仪有质子磁力仪、光泵磁力仪等。
测量点的布置需要根据勘探目标和地质条件进行合理规划，一般采用规则的测网或沿特定的剖面进行测量。
（二）数据采集在数据采集过程中，要严格按照操作规程进行，确保测量数据的准确性和可靠性。
同时，要记录测量的时间、地点、环境等相关信息，以便后续的数据处理和解释。
（三）质量控制为了保证数据质量，需要进行质量控制。
这包括在测量前对磁力仪进行校准和检查，在测量过程中进行重复观测和对比观测，以及在测量后对数据进行初步的整理和分析，剔除异常和错误的数据。
四、磁法勘探的数据处理（一）日变改正由于地磁场会随着时间发生变化，因此需要对测量数据进行日变改正，以消除这种时间因素的影响。
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。
磁法在海洋地球物理勘探中的应用
磁法在海洋地球物理勘探中的应用地球物理勘探是一种通过对地球内部物理性质进行观测和研究，以获取地下信息的科学方法。
在海洋地球物理勘探中，磁法是一种常用的方法。
本文将重点介绍磁法在海洋地球物理勘探中的应用。
一、磁法原理和方法磁法是利用地球的磁场和地下物质的磁性差异进行勘探的方法。
地球的磁场是由地下的大地构造和地壳内磁性物质的分布所决定的。
磁法勘探主要依靠测量地磁场的参数，如地磁强度和地磁倾角等，来推断地下物质的磁性性质和空间分布。
在海洋地球物理勘探中，常用的磁法测量设备是磁力计。
磁力计是一种用于测量磁场强度和倾角的仪器，通常由磁棒和指示装置组成。
磁法测量过程中，磁力计会通过船载设备或者浮标悬挂在海面上，沿着不同的航线进行测量，获取一系列地磁数据。
二、磁法在海洋地球物理勘探中的应用1. 海底地壳磁性差异的分析海洋地球物理勘探中的一项重要任务是研究海底地壳的形成和演化过程。
通过测量海底地壳的磁性差异，可以推断出地壳的岩性和构造。
磁性差异主要由海底火山活动和板块运动等地质过程所引起，这些过程会导致磁铁矿物的形成和沉积，从而改变地下岩层的磁性特征。
2. 海底断层和构造的研究海底断层是海洋地壳中的一种常见地质现象，它是海洋地壳板块运动的结果。
通过对海底断层的磁性差异进行测量和解释，可以研究板块运动和地震活动的机制。
磁法勘探能够提供关于海底断层的位置、走向、位移等信息，对研究地震和地壳运动具有重要意义。
3. 海底矿产资源的勘探海洋地球物理勘探中的另一个主要任务是寻找海底的矿产资源。
一些富含磁性矿物的矿床，如铁矿石和锰结壳等，常常通过磁法方法进行勘探。
通过测量海底的磁性异常情况，可以推测出矿床的类型、规模和分布范围，为矿产资源的开发提供依据。
4. 海洋地磁场变化的研究地球的磁场是一个动态的系统，它会随着时间和空间的变化而产生变化。
海洋地球物理勘探中的磁法方法，还可以用于研究海洋地磁场的变化规律和机制。
通过长期观测和分析磁场数据，可以了解海洋地磁场的季节性和年际性变化，以及地磁活动与太阳活动的关联。
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
90643
100643 110643 120643 130643 140643 150643 160643 170643 180643 190643 200643 210643
时间(HHMMSS)
日变曲线，日变值多变，幅度 日变曲线，日变值多变，幅度<50nT
玉西日变站日变曲线（2007. 07. 14) 玉西日变站日变曲线 （ 2007 . 07 . 14 )
美国Geometrics 公司 美国 G858SX 铯光泵高精度磁 力仪
磁法勘探的仪器和工作方法 磁法勘探的仪器和工作方法
1. 2. 3. 4. 5. 6.
测网布设 仪器校验 日变站和校正点设立 测点观测 标本采集和磁化率测定 内业数据计算
1、测网布设 、
要求： 要求： 测网要大于勘查的目标体范围， （a）测网要大于勘查的目标体范围， 测线要垂直目标体走向， （b）测线要垂直目标体走向， 点距要至少有3个点观测到异常值。 （c）点距要至少有3个点观测到异常值。 矩型网（同点号的连线与测线正交） （d）矩型网（同点号的连线与测线正交） 物探测量是物探数据的基础，因此，测网的布置， 物探测量是物探数据的基础，因此，测网的布置，点 线号的编排都要按规范执行。 线号的编排都要按规范执行。
垂直强度等值线图
垂直强度等值线基本与纬向平行，向南北梯度变 化最大，在赤道附近强度为零，向两极逐渐增强， 到两极，强度增加到6～7万nT。因为在两极地区， T=Z，故强度也相当。Z值在北半球为正，南半 球为负。 水平强度等值线与纬线也大致平行。强度在赤道 附近达到最大，约3～4万nT，向两极逐渐减小， 在两个极点场值为零。强度方向除两极外，均向 北。
overhauser G-Ⅰ G-Ⅱ G-Ⅲ G-Ⅳ G-Ⅴ
磁法在矿产资源勘探中的应用
磁法在矿产资源勘探中的应用矿业工程是勘探、开发、利用地下矿产资源的学科。
在矿业工程的实践中，使用各种手段和技术来寻找矿产资源是非常重要的。
磁法是一种常用的地球物理勘探技术，可广泛应用于矿产资源勘探中。
本文将介绍磁法在矿产资源勘探中的应用以及其原理和实施。
一、磁法原理磁法是通过测量地球磁场的变化来判断地下岩石结构、矿体、地质构造等信息的物理勘探方法。
地球本身具有磁场，矿体的存在会对地球磁场产生扰动。
利用磁法测量设备可以检测到这种磁场的变化，并通过数据处理和分析获得地下矿体和地质构造信息。
二、磁法在矿产资源勘探中的应用1. 矿产类型识别磁法可以用于识别不同类型的矿产资源，例如铁矿、铜矿和锰矿等。
不同矿石具有不同的磁性，通过测量磁场变化可以判断地下是否存在特定类型的矿体。
2. 矿体探测磁法可以用于定位矿体的位置、形状和大小。
矿体对地球磁场的影响会导致磁场异常，在磁法测量中可以通过探测磁场异常来确定矿体的存在和相关参数。
3. 地质构造分析磁法可以帮助分析地质构造，如断层、褶皱和岩浆岩体等。
这些地质构造对地球磁场的影响表现在磁场异常上，通过磁法测量可以获得地下地质构造的信息，为后续的勘探工作提供指导。
4. 地下水资源探测磁法不仅可以用于矿产资源的勘探，还可以应用于地下水资源的探测。
地下水含有溶解的矿物质，会对地球磁场产生影响。
利用磁法可以检测到这些磁场异常，从而确定地下水的存在和储量。
三、磁法勘探实施磁法勘探实施通常需要以下步骤：1. 设计勘探方案根据目标矿产类型和勘探区域的地质条件，确定磁法勘探的参数和设备选择。
包括测量仪器的类型、检测线网的布置方式和测量参数等。
2. 数据采集根据设计方案，使用磁法测量仪器进行数据采集。
测量仪器会记录磁场变化的数据，通过移动测量仪器的位置和测量方向，获得覆盖整个勘探区域的数据。
3. 数据处理与分析将采集到的数据进行处理与分析，包括数据拟合、异常提取和数据解释等。
通过与地质模型和现场观测的对比，得出合理的解释和结论。
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。
磁法勘探的基本原理与应用
磁法勘探的基本原理与应用1. 什么是磁法勘探磁法勘探是一种地球物理勘探方法，通过测量地球表面或地下特定区域的磁场变化来了解地下的构造和物质分布。
它基于地球的磁场与地下物质的相互作用关系，可以用于矿产勘探、工程地质勘察、环境地质调查等领域。
2. 磁法勘探的基本原理磁法勘探的基本原理是通过测量地表或近地表磁场的强度和方向变化来推断地下物质的性质和分布。
地球的磁场是由地球内部的磁场产生的，地下的物质对磁场有吸引或排斥的作用，从而影响地表磁场的分布。
磁法勘探利用这种地下物质对磁场的作用来研究地下构造和物质分布。
2.1 磁场强度的测量磁法勘探的关键是测量地表或近地表的磁场强度。
可以使用磁感应计或磁场强度计等仪器进行测量。
通过在勘探区域的多个测点上进行磁场强度的测量，并绘制磁场强度分布图来了解磁场的变化规律。
2.2 磁场方向的测量除了测量磁场强度，磁法勘探还需要测量磁场的方向。
磁场的方向可以通过磁航向仪等仪器进行测量。
通过在勘探区域的多个测点上进行磁场方向的测量，并绘制磁场方向图来了解磁场的变化趋势。
3. 磁法勘探的应用磁法勘探具有非常广泛的应用领域，以下是一些常见的应用场景：3.1 矿产勘探磁法勘探在矿产勘探中有着重要的应用。
不同矿床的磁性特征各不相同，利用磁法勘探可以寻找矿床的位置、形态和规模，对于矿产资源的开发具有重要的指导意义。
3.2 工程地质勘察在工程建设中，需要对地下的地质情况进行勘察。
磁法勘探可以用于识别地下断层、隐患等地质结构，并提供关于地层、地质构造和地下水等信息，为工程设计和施工提供重要参考。
3.3 环境地质调查磁法勘探还可以用于环境地质调查。
通过对地下岩石、土壤和地下水等的磁性特征进行测量和分析，可以了解地下的地质环境特征，对环境评价和环境污染监测具有重要意义。
3.4 地质灾害预测磁法勘探可以应用于地质灾害的预测和监测。
地质灾害往往与地下的地质构造和物质分布有密切关系。
通过测量磁场的变化，可以提供关于地下构造和物质分布的信息，为地质灾害的预测和防范提供依据。
磁法勘探
2.1.2.1地磁场、地磁要素、地磁图、磁场随空 间及时间的变化 一、地磁场 地磁场：在地球内部及其周围具有磁力作用 的空间。 地球是个大磁体，它有两个磁极，其磁北极 位于地理北极附近，磁南极位于地理南极附近， 但不重合，地磁轴与地球自转轴的夹角现在约 为11°44′，人们已经实测的磁北极位于北纬 72°、西经102 ° （加拿大北部），磁南极 位于南纬68 ° ，东经146 ° （南极洲）。
二、悬丝式垂直磁力仪基本工作原理
图2-10 Cs2-61型悬丝式垂直磁力仪 测量参数:垂直分量Z 测量方法：相对测量
原理：该仪器的核心是磁系，它是由一根 特制的合金丝穿过磁系中心（略偏上方）， 再将悬丝两端呈水平地固定于支架上，磁 棒就悬挂在合金丝上，（图2－10），并能 在垂直于悬丝的平面内灵活地自由转动。 磁棒转动的大小直接反映了磁场的变化。
2.1.2.2地磁场、地磁要素、地磁图、磁场随空间 及时间的变化 一、地磁场的空间变化 在我国广大地区，I、T、Z、H等值线几乎是沿磁 纬度线均匀分布的，其最大梯度方向是子午线方 向。我国T、Z向北的变化率分别为： T ：26～27 nT/㎞， Z： 20～21nT/㎞， H：向北变化是负值，-3～-4nT/㎞。
3、岩石剩磁的成因
在地磁场中，岩浆岩在冷却后获得的剩磁称热剩
余磁性；沉积岩在沉积过程中，磁性矿物按当时地
磁场方向排列而获得的剩磁称沉积型剩余磁性；因
化学作用的结果，是磁性矿物颗粒增大或产生新的
磁性矿物而获得的剩磁称为化学剩余磁性。
剩磁反映了不同的古地磁环境，在解决地质问
题方面越来越受到重视，剩磁研究已发展成为一门
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。
磁法勘探名词解释
磁法勘探名词解释
磁法勘探是一种地球物理勘探方法，利用地球磁场和磁性物质的物理特性探测地下矿产、水源、岩层结构等信息。
以下是磁法勘探中常见的名词解释：
1. 磁场：指地球磁场，是由地球内部磁性物质运动产生的磁力线，具有方向和大小。
2. 磁异常：指地下物质对磁场的反应引起的磁场变化，可用于勘探矿产、岩层结构等信息。
3. 磁性物质：指具有磁性的物质，如铁、镍、钴等，其存在会影响地球磁场，形成磁异常。
4. 磁性异常：指地下磁性物质对磁场的影响所引起的磁异常。
5. 磁滞回线：磁性物质在外加磁场作用下，磁化强度随磁场的变化关系。
在磁场强度逐渐降低时，磁化强度不会立即回到其未受磁作用时的状态，而是在磁场降至一定值后才开始回复，形成了磁滞回线。
6. 磁化率：磁性物质受磁场作用下的磁化程度，可用于勘探矿产、岩层结构等信息。
7. 磁性分层：指地下磁性物质分布形成的不同磁性特征的地层。
8. 磁化角度：磁场方向与地表的夹角，勘探时需测定地表上磁场的方向和大小。
9. 磁化方向：磁性物质的磁化方向，可用于判断地下物质的性质和构成。
以上是磁法勘探中常见的名词解释，了解这些名词的含义有助于更好地理解和应用磁法勘探技术。
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。
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。
磁法在考古勘探中的应用
磁法在考古勘探中的应用考古勘探是揭示过去文明的一项重要任务，其主要通过对地下遗址进行调查和发掘来获取相关信息。
而磁法作为一种非侵入性的地球物理探测方法，已经在考古领域中得到了广泛的应用。
本文将介绍磁法方法的基本原理、在考古勘探中的应用以及其带来的挑战和前景。
一、磁法的基本原理磁法是利用地球磁场与地下磁性物质相互作用的原理进行探测的方法。
地球磁场是地球的一个固有属性，而地下磁性物质则包括铁、镍、钴等具有磁性的物质。
当磁性物质存在于地下时，地球磁场将会发生变化，这种变化可以通过磁场探测仪器进行测量和记录。
二、在考古勘探中的应用磁法在考古勘探中有着广泛的应用，可以用于寻找地下的考古遗址、确定遗址的范围和结构，以及提供遗址特征的信息。
下面将介绍磁法在考古勘探中的几个重要应用方面：1. 寻找考古遗址磁法可以有效地帮助考古学家寻找地下的考古遗址。
由于地下遗址通常含有一定的磁性物质，如陶瓷、砖块或金属物品，这些物质会对地球磁场产生影响。
通过对地下磁场进行检测和分析，可以确定磁场异常点的位置，并初步判断是否存在考古遗址。
2. 确定遗址的范围和结构在确定考古遗址的范围和结构方面，磁法也能发挥重要作用。
通过对地下磁场的高分辨率测量，可以获取遗址下方的磁性物质分布情况和遗址结构特征。
这些信息有助于绘制遗址的图像和地下结构模型，为考古发掘提供重要依据。
3. 提供遗址特征的信息除了确定遗址的范围和结构外，磁法还能提供遗址特征的信息，如遗址内部的磁性物质类型、密度和分布等。
这些信息对于了解遗址历史、文化和经济活动等方面非常有价值，有助于绘制遗址的专题图和进一步研究。
三、挑战与前景虽然磁法在考古勘探中具有重要的应用价值，但也面临着一些挑战。
首先是在复杂地质环境下的数据解释和处理。
地下的地质构造和非磁性物质的干扰会对磁法数据产生影响，进而给解释和处理带来一定的困难。
其次是磁法探测深度受限，只能在浅层范围进行勘探。
最后是磁法仪器的精度和分辨率有限，对细节的探测能力还有待提高。
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问题：外磁场从何而来？
7
• 磁法勘探 二 基本理论
地球磁场起源(仍是谜)
地磁发电机原理
1\铁镍地核是良导体;外 核是液体,存在对流;地 球在转动.
2\地球内部存在电流,由 于感应而产生磁场,磁场 又维系着电流的存在,结 果形成自激发电机.就像 鸡和蛋,不必追究谁在先.
磁异常强度→Ta
n
磁库仑定律
Ta
S
ds r3
r
Yangtze University
24
• 磁法勘探 四 磁异常
有关磁法的公式和物理概念综述
J T外 Jr 磁化强度
T外
地质体磁化率 地磁场（ 外磁场,T0）
J
T外
J
r
T外 Jr
地质体的感应磁化强度 地质体的剩余磁化强度
航空磁力计
海洋磁力计
G-858 磁力仪
便携式磁力计 (Geometrics)
Yangtze University
21
• 磁法勘探 四 磁异常
磁异常形成的机制－磁化（内部机制）
J磁化 T外, 磁化率
感应磁化强度
Jr
剩余磁化强度
J T J 外
r （总）磁化强度
Yangtze University
3 5 2h2 x2 y2 sin i 3hx cosi
定量公式
x2 y2 h2 2
(推导从略)
28
• 磁法勘探 四 磁异常
P(x,y,0)
测点
x
y
T
T总
T0
称为“总磁场异常 ”
当Ta很小时， T约为Ta在T0方向的投影 ,
T Ta cos 。
0, T
Ha
(对我国靠近赤道的区域)
900, T Za (对我国靠近北极的区域)
任意， T Za sin I Ha cosI cos A
• 磁法勘探 三 磁场测量
测量磁场的方法
1nT (纳特)
1
(伽马)
105 Oe(奥斯特)
102
4
(安培 /
米)
109
特斯拉
B的单位
仪器精度大幅度提高
0.001nT
0.01nT
0.1nT
1nT
1950 1960
1970
1980 1990
10nT
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20
• 磁法勘探 三 磁场测量
(A为测线方位角, I为地磁倾角)
Ha Za Ta
T0
T总
Z
Yangtze University
29
• 磁法勘探 四 磁异常
Ta
S
ds r 3
r
S
J n ds
r 3
r
S
T外 Jr r3
n
ds
r
Ta=? 测 点
r Ta
S
ds r 3
r
S
J n ds r 3
r
S
T外 Jr r 3
难 3、积分的反向操作
S
谜底
? 磁异常的反演问题 已知地面各测点处的Ta ,求S（ 磁性地质体空间分布） 和
Yangtze University
测点
y
31
• 磁法勘探 五 磁异常正\反演
磁异常的正问题－例子(地质体为球体)
P(x,y,z)
Ha
x
r Za
Ta
h
R i
J
等轴状的地质体
(背向斜、 岩株、 透镜体等)
北磁倾极位于加拿大北极岛 约750 N,1010W ；
南磁倾极位于南极洲
约670 S,1430 E 。
Yangtze University
S N
10
• 磁法勘探 二 基本理论
在地磁场作用下， 地层被磁化。 当地磁场不大时，
感应磁化强度J
感应
处于磁滞回线的线性部位，
为：
J感面密度
n
Jn 磁化强度J在地质体表面外 法线方向分量
Ta
S
ds r3
r
地质体表面外法线方向与J的交角
Ta
磁异常(强度)
地层磁导率(自由空间磁导率0 ) T总 T外 Ta 磁性体外任一点总磁场强度
Yangtze University
25
• 磁法勘探 四 磁异常
Za T总垂直 T0垂直：(z方向)垂直磁异常
• 磁法勘探 Yangtze
University
天文台或基站
27
四 磁异常
能测得到的是:
T总(总磁场)的幅值T总 ；
H总x (x方向水平总磁场);
H总y ( y方向水平总磁场)；
﹣
从地磁台站可得到的:
T0 (地磁场)的幅值T0 ；
H0x (x方向水平地磁场);
4
• 磁法勘探 二 基本理论
问题：该地层是如何产生磁场的？
1、感应磁性 例：实验室
2、剩余磁性 例：磁铁矿
H
金属矿体
火山岩体
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5
• 磁法勘探 二 基本理论
问题：该地层是如何产生磁场的？
1、在外磁场的作用下，地层被磁化， 产生感应磁性； 2、地层本身可能存在剩余磁性。
Ta
S
ds r 3
r
S
J n ds
r 3
r
S
T外 Jr r 3
n
ds
r
测点
y
P(x,y,0)
H ax
Za
x
Ha H ay
Ta Ta : 磁异常(总矢量)；
Za： 垂直磁异常；
H
：
a
水平磁异常(矢量)；
Z
H ax
\
H
：
ay
水平磁异常
Yangtze University
测点
y
26
• 磁法勘探 四 磁异常
磁法勘探通过在地 面或空中探测这种 磁异常的分布来研 究地下的磁性地质 体（地层／矿藏） 空间分布状况。
Yangtze University
14
• 磁法勘探 二 基本理论
磁法勘探通过在地面或空中探测这种磁异常的分布来研究地下的磁 性地质体（地层\矿藏）空间分布规律。
问题：1、用什么方法探测此磁场？
Yangtze University
进动
自旋
18
• 磁法勘探 三 磁场测量
测量磁场的方法
－质子旋进式磁力仪
质子
质子绕磁场方向旋进的角频率与磁场强度T成正比：
pT
为常数，
p
即质子回转比率。
T 待 测 的 磁 场 T(伽马) 23.4874 f(Hz)
Yangtze University
19
报告人 苏朱刘
长江大学
Copyright@ 2006
Yangtze University
2
• 磁法勘探 一 引言
物理性质
地球物理方法
速度
地震√
密度 磁性(磁导率/磁化强度)
重力√ 磁法
地壳
大地水准面上
p
海洋
H
真实的地球
电阻率/介电性
电法
极化率
激发极化
?
?
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3
• 磁法勘探 二 基本理论
Yangtze University
测点
y
J
J cos
0
32
• 磁法勘探 五 磁异常正\反演
磁异常的正问题－例子(地质体为球体)
P(x,y,z)
Ha
x
r Za
Ta
h
R
假定：
i
J
1、 球 体被均匀磁化(J处处相等) 2、 J在（xoz） 铅垂面内
3、 i为磁化倾角
Yangtze University
n
ds
r
n
易
ds
S
磁异常的正演问题
已知、
T外、
J
、S，
r
求地面各测点处的Ta
Yangtze University
30
• 磁法勘探 四 磁异常
Ta
S
ds r 3
r
S
J n ds
r 3
r
S
T外 Jr r3
n
ds
r
数据
测点
Ta 谜面
难 1、点→T在a并: 不完全知道(有 限测点;某一分量)， 2、σ有时也是未知的，
T
=T 地磁场
←N
局部区域(例长大)地磁场磁力线
Yangtze University
问题：剩余磁性从何而来？
11
• 磁法勘探 二 基本理论 80 Jr Jr 剩余磁化强度 70
60
Jr (CGSM)
50
40
30
20
10
0 0
H=51 (Oe)
0C
100 200 300 400 500 600 700
地磁场T0和磁异常 Ta迭加在一起构成总磁场 T总
P(x,y,0)
Ha Za Ta
H ax
T0
T总
Z
x
T0 : 地磁场；
Ta : 磁异常；
T总：
总磁场；
H a H总水平 H ： 0水平 水平磁异常矢量；
Hax H总x H0x：(x方向)水平磁异常;
Hay H总y H0 y：( y方向)水平磁异常；
Yangtze University
进动 自旋
质子
T 待测的磁场