磁法勘探的几个问题李才明

2015年11月22日12时 19分
地磁要素之间的关系
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基础一 地磁场特征小结
地磁特征话不长, H 处 处 皆 为 正, Z I 南 负北为 正, D 角东偏取正号, 弱磁偶极似稳场。 极地为零赤道强。 赤道取零两极值。 日变年变常用到。
1980.0年代等倾线图(单位:度) 2015年11月22日12时 19分
各磁异常之间的差别
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由此可见,应注意如下问题:
1．地面磁测要区别于过去所测Za; 2．按航磁异常解释地磁异常要充分考 虑两者的差别; 3.不要轻易对地磁异常作化极处理; 4. 有必要建立一套类似Za的不同形体 上剖面,平面及断面上的ΔT异常特征。

2015年11月22日12时 19分
g （nT/年 ） 22.4 11.3 －18.3 3.2 7.0 0 －6.5 －0.7 1.0 －1.4 －1.4 －8.2 －1.8 －5.0 1.5 0.4 －0.8 －3.3 0.2 1.4
·
h
· (nT/年）
0 －15.9 0 －12.7 －25.2 0 0.2 2.7 －7.9 0.0 4.6 1.6 2.9 0.4 0.0 1.8 －1.4 0 1.3 2.1
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n
2015年11月22日12时 19分
磁异常定义
二 磁法勘探野外工作方法
2．野外施工前的准备 （1）仪器性能测试: 探头噪声; 稳定性; 一致性测定 （2）基点(仪器校验点)、 基点网的建立 （3）日变观测站的确定
2015年11月22日12时 19分
磁异常定义
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二 磁法勘探野外工作方法
3．野外施工 （1）基点、基点网的建立 为了控制观测过程中仪器零点位移,以及其它因素对仪器的 影响，并将观测结果换算到统一的水平。基点分为总基点，主基 点及分基点。总基点和主基点主要作用为观测磁场的起算点。当 测区面积很大必须划分几个分工区进行工作时，必须设立一个总 基点；若干个分工区的主基点，形成一个基点网。 （2）日变观测 日变站设在正常场（或平稳场）内温差小，无外界磁干扰 和地基稳固的地方;观测时要早于出工的第一台仪器，晚于收工 的最后一台仪器。 （ 3）测线磁场观测 切忌操作员和仪器探头携带者携带磁性物品。要注意地质、 地形和干扰物的记录，以便分析异常时使用。如发现明显异常要 随时注意合理加密测线、测点、追踪异常，以便准确地确定异常 形态。 2015年11月22日12时
19分 磁异常定义 18
二 磁法勘探野外工作方法
3．野外施工 （4）质量检查 质量检查的目的是了解野外所获得异常数据的质量是否达 到了设计的要求。这是野外工作阶段贯彻始终的重要环节。 质量检查的基本要求：按”一同三不同原则”进行,要 有严格检查量，平稳场检查点数要大于总测点数的3%，绝对数不 得少于30个点。异常场检查点数为总检查点数的5%~30%。前者采 用均方误差评价，并以正态分布图表示；后者采用平均相对误差 评价，可用异常场检查对比剖面图表示。 4．观测结果的计算整理及图示 （1）观测结果的整理计算 正常地磁场校正:正常地磁场水平梯度校正；正常地磁场 垂直梯度校正； 地磁日变校正; 仪器零点位移校正 。
n
1 r
n 1
A
m n
m cos(m ) Bn sin(m ) Pnm (cos )

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地磁场特征
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基础一 地磁场的解析表示
A
m n
1 40 1 40
R r

n2
r0n Pnm (cos 0 ) cos(m0 )dm0 r0n Pnm (cos 0 ) sin(m0 )dm0
cos(m )
m hn
B
m n
X
Y

n 1 m 0
n m 0
N
n
m [g n
d m sin(m )] Pn (cos ) d

n 1
N
R r
n2
m d m m m [g n sin(m ) hn cos(m )] Pn (cos ) sin d
2923800
2923600 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -100 -110 -120 -130 -140
2923400
2923200
2923000
2922800
2922600
基础一 地磁场的构成—偶极子与异常
n2 m m [g n cos(m ) hn sin(m )]Pnm (cos )
地磁场特征 9
Z

n 1 m 0
N
n
R (n 1) r
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基础一 国际地磁场参考场模式IGRF
m m n h g n m m n h g n
2015年11月22日12时 19分
磁异常定义 19
二 磁法勘探野外工作方法
（2）磁测的图件 ：磁异常剖面图，磁异常剖面平面图和磁异 常平面等值线图 5．物性测定及统计整 （1）岩（矿）石标本的采集 采集用来研究岩（矿）石磁性的标本时，除了要专门研究 岩（矿）石风化壳磁性特征这种情况外，均应采集岩（矿）石的 基岩露头或钻井的岩芯等。为了满足物性参数统计需要，各类岩 （矿）石标本采集数量一般不能少于30块，采集点要均匀分布。 标本形状尽可能为等轴状（或立方体），体积应以101010cm3 为宜，即使强磁性标本也不能小于400cm3。 为了研究岩（矿）石剩余磁化强度的大小和方向，需要采 集定向标本，也就是要确定标本在原露头上的空间位置。 （2）磁性测定方法 见后面用质子磁力仪测定岩(矿)石标本磁参数时应注意的 问题。
n 1
m 0 1 0 1 2 0 1 2 3 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 5
g（nT） －2998 －1957 －1997 3028 1662 1279 －2181 1251 833 938 783 398 －419 199
h（nT） 0 5606 0 －2129 －199 0 －335 271 －252 0 212 －257 53 －298
成都理工大学：地球物理学
2015年11月22日12时 19分
一 磁法勘探的主要内容
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基础一 地磁场的特点
三大特点:
一.偶极子场 二.弱磁场(成都: 50000nT) 三.似稳场(长期和短期变化)
2015年11月22日12时 19分
地磁场的特点 3
基础一 地磁场的构成
长 期 变 化 短 期 变 化
扰 动 变 化
+
上 海 佘 山 地 磁 台
2
地磁场特征 11
基础一 地磁场的梯度
总强度的水平梯度为 :
T 3 0 M sin cos 3 1/ 2 2 4r 1 3sin 1 2 H sin I Z cos I 2


=5.9nT/Km
2015年11月22日12时 19分
地磁场特征
北京地区的 Z=46194nT, H=29884nT
线距（m ） 500 250 100
点距（ m） 50— 250 25— 100 10-50
每平方公里 测点数 40—8 100—40 1000—200
线距= 点距m ）
500 250 100
每平方公 里测点数 4 16 100
1:50000 1:25000 1:10000
1:5000
1:2000 1:1000 1:500
T T02 Ta2 2T0Ta cos
Ta T T0
T Ta cos Ta cosTa ,T0
2015年11月22日12时 19分
磁异常定义
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二 磁法勘探野外工作方法 1.磁测工作设计
（1）测区、比例尺和测网的确定
长方形测网 常用规则测网 正方形测网
比例尺
地磁场特征
1980.0年代等偏线图(单位:度)
7
基础一 地磁场的解析表示
1 2 u 1 u 1 2u 0 r 2 sin 2 2 2 2 r sin r r r r sin
u

n 1 m 0

+
2922400
2922200
2922000
34571400
34571800
34572200
34572600
实测T磁异常平面等值线图
5
基础一 七个地磁要素之间的变换关系：
X H cos D, tg I Z / H ,
2 2 2
Y H sin D, tg D Y/X ,
2 2 2
H X Y , T H Z , T H sec I , T Z csc I .
2015年11月22日12时 19分
磁异常定义 20
由此可见,应注意如下问题:
1．地面磁测要区别于过去所测Za; 2．按航磁异常解释地磁异常要充分考 虑两者的差别; 3.不要轻易对地磁异常作化极处理; 4. 有必要建立一套类似Za的不同形体 上剖面,平面及断面上的ΔT异常特征。

2015年11月22日12时 19分
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基础一 地磁场的梯度
总强度的垂直梯度为 :
0 3M T 3T 4 2 r 4 r sin r
=-21nT/Km
2015年11月22日12时 19分
地磁场特征
北京地区的 T=54000nT,
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二 磁法勘探测什么
磁异常的定义: 地面 T | T | | T0 | 航空:
磁法勘探的几个问题
主讲：李才明
2015年11月22日12时 19分
成都理工大学：地球物理学
1
一 磁法勘探的主要内容
1 基础--地球的磁场;物质(岩矿石)的磁性 2 工具—仪器;工作方法(异常观测,物性) 3 正演与反演 4 处理与换算 处理:插值,圆滑,数据网格化 换算:延拓,求导,重磁互换,异常分量互换 5 应用---地质填图,资源勘探,工程勘察,军 事, 考古,古地磁学,环境监测,其它
2015年11月22日12时 19分
50
20 10 5
5—20
4—10 2—5 1—2
磁异常定义
4000—1000
12500— 5000 50000— 20000 200000— 100000
50
20 10 5
400
2500 10000 40000
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二 磁法勘探野外工作方法
1.磁测工作设计 （2）磁测精度的确定
各磁异常之间的差别
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无限深板状磁性体T、T航与Za 异常面曲线示意图
2015年11月22日12时 19分
各磁异常剖面曲线之间的对称性
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坪山铁矿区实测Za与T等值线平面图
2015年11月22日12时 19分
成都理工大学：地球物理学
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云南金平岔河田 实测T平面剖面
2015年11月22日12时 19分
2
3
4
5
2015年11月22日12时 19分
0 －219 357 46 261 149 －74 －150 －162 －78 地磁场特征 92 －48
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基础一 地磁场的解析表示
当n=1,为偶极子场;当地磁轴与地理旋转轴重合时
U
R
3
0r
0 [ g1 2
0 g1
cos
1 g1
sin cos
1 h1
sin sin ]
X H
0m sin cos 3 4R
Y 0
、
20 m Z 2 g cos sin 3 4R
0 1
tg I 2 tgΦ
T
X Y Z
2 2
2
2015年11月22日12时 19分
M 3 4r
1 3 cos Θ .
内源场T
外源场
平 静 变 化
巴罗克地磁面记录的Pi2型脉动
2015年11月22日12时 19分
我国南方城市不同季 节的Z日变曲线
4
地磁场的构成—内外源
基础一 地磁场的构成
1980.0年代世界地磁偶极子场垂直 分量等值线平面图(单位为μ T
2015年11月22日12时 19分
+
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)
m
B
t 1
N
i1
Bi 2
2
仪器一致性测定精度的确定:
2N
高精度: 均方误差≤5nT 中精度: 均方误差6~15nT 百度文库精度: 均方误差>15nT
m
B
i 1 j 1
N
K
ij
Bi

2
M N
均方误差≤1/2总均方误差
异常区按相对误差公式计算:
1 n

| Bi1 Bi 2 | 100% | Bi1 Bi 2 | i 1