1、,一、磁法勘探理論基礎(chǔ) 0. 概述 1.地球磁場(chǎng)及其組成 2.巖礦石的磁性 3.古地磁場(chǎng)簡(jiǎn)介 二、磁法勘探儀器與測(cè)量方法 三、磁法勘探據(jù)處理與解釋方法 四、磁法勘探數(shù)據(jù)的解釋與應(yīng)用,第二部分 磁法勘探,0. 磁法勘探概述 定義磁法勘探是利用地殼內(nèi)各種巖(礦)石間磁性差異所引起的磁場(chǎng)變化(稱為磁異常)來(lái)尋找有用礦產(chǎn)和查明地下地質(zhì)構(gòu)造的一種地球物理勘探方法。 與重力勘探、放射性勘探、以及某些電法勘探方法一樣，它觀測(cè)的是天然地球物理場(chǎng)的變化，故屬于天然場(chǎng)方法。,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),0. 磁法勘探概述,磁法勘探是地球物理勘探中應(yīng)用最早的方法. 1640年,瑞典人用羅盤(pán)進(jìn)行了磁鐵礦的試驗(yàn),開(kāi)辟了利

2、用磁場(chǎng)變化來(lái)尋找礦產(chǎn)的新途徑. 但由于精度較差,干擾因素多沒(méi)有繼續(xù)進(jìn)行下去. 1870年,瑞典人泰朗和鐵貝爾制造的萬(wàn)能磁力儀問(wèn)世,磁法勘探作為一種地球物理勘探方法才得以迅速發(fā)展,并成為地質(zhì)勘探和地學(xué)研究的一種重要方法. 按觀測(cè)空間的差異,磁法勘探分為地面磁測(cè),航空磁測(cè),海洋磁測(cè)和井中磁測(cè)四類.,0. 磁法勘探概述,航空磁測(cè)是二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來(lái)的,它不受地表?xiàng)l件的限制,能高效獲取大面的磁測(cè)數(shù)據(jù),在研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造,勘察含油氣,含煤盆地,預(yù)測(cè)成礦遠(yuǎn)景區(qū),尋找大型磁鐵礦床等方面取得了良好效果. 地面磁測(cè)是應(yīng)用最早的磁測(cè)方法, 在地質(zhì)調(diào)查的各個(gè)階段廣泛應(yīng)用. 海洋磁測(cè)是質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀出現(xiàn)后才發(fā)展起

3、來(lái)的,是海洋地質(zhì)調(diào)查的重要組成部分.60年代以來(lái),海洋磁測(cè)在洋中脊發(fā)現(xiàn)了大量條帶狀磁異常,為海底擴(kuò)張和板塊構(gòu)造說(shuō)提供了證據(jù).,0. 磁法勘探概述,井中磁測(cè)為地面磁測(cè)提供驗(yàn)證和標(biāo)定的數(shù)據(jù),是地面磁測(cè)向地下延伸.已成為金屬礦勘探中必要手段. 隨著儀器和測(cè)量技術(shù)的發(fā)展,磁法勘探數(shù)據(jù)在地質(zhì)應(yīng)用愈來(lái)愈受到重視,為地球深部研究和地球動(dòng)力學(xué)研究提供重要的證據(jù)和資料.,0. 磁法勘探概述,有關(guān)磁學(xué)的基本知識(shí) 1)磁場(chǎng)與磁化 2)磁學(xué)相關(guān)量和單位 3)磁位與引力位滿足的方程,磁法勘探的基礎(chǔ)是巖石的磁學(xué). 巖石磁學(xué)是研究巖石磁性的科學(xué),是由地球物理學(xué),地質(zhì)學(xué),經(jīng)典物理學(xué),量子力學(xué)等學(xué)科交叉而成的邊緣學(xué)科. 物質(zhì)的

4、磁性是最為復(fù)雜的物理現(xiàn)象之一,作為特殊天然物質(zhì)的巖石的磁學(xué)也不例外.,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),1)磁場(chǎng)與磁化 磁鐵能吸引鐵,鈷和鎳等鐵磁性物質(zhì). 自然界中具有磁性的物體稱為磁性體或磁體. 磁體中兩個(gè)磁性最強(qiáng)的部位,稱為磁極. 一個(gè)懸掛的磁針靜止下來(lái)時(shí),其中一個(gè)磁極近似指向北,稱為指北極或正磁極,以N表示. 另一個(gè)磁極近似指向南稱為指南極或負(fù)磁極,以S表示.同性磁極互相排斥,異性磁極互相吸引,排斥力和吸引力統(tǒng)稱為磁力.,有關(guān)磁學(xué)的基本知識(shí),1)磁場(chǎng)與磁化 磁荷 假想的磁荷和磁性的本質(zhì) 現(xiàn)代科學(xué)證明磁荷是不存在的,磁性是有電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的. 為了與重力勘探對(duì)比,且磁荷概念明了,簡(jiǎn)單,磁法勘探討論

5、中常以磁荷為基礎(chǔ)進(jìn)行.,有關(guān)磁學(xué)的基本知識(shí),磁庫(kù)侖定律:兩個(gè)點(diǎn)磁極之間的磁力大小與它們磁荷量的乘積成正比,與它們的距離平方成反比.,有關(guān)磁學(xué)的基本知識(shí),2)磁學(xué)相關(guān)量和單位 基本物理量:磁通量密度B(磁感應(yīng)強(qiáng)度), 磁場(chǎng)強(qiáng)度H, 磁極化強(qiáng)度J 磁化強(qiáng)度M,有關(guān)磁學(xué)的基本知識(shí),有關(guān)磁學(xué)的基本知識(shí),2)磁學(xué)相關(guān)量和單位,有關(guān)磁學(xué)的基本知識(shí),2)磁學(xué)相關(guān)量和單位,有關(guān)磁學(xué)的基本知識(shí),2)磁學(xué)相關(guān)量和單位,1. 穩(wěn)定磁場(chǎng)及磁位方程 磁場(chǎng)是由電流或運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的.永久磁鐵因其內(nèi)部存在分子電流而產(chǎn)生磁場(chǎng). 若電流穩(wěn)定不變,則其周圍空間的磁場(chǎng)也穩(wěn)定不變,稱為穩(wěn)定磁場(chǎng)或靜磁場(chǎng).,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),1)

6、 磁位與引力位滿足的方程 靜磁場(chǎng): U磁標(biāo)勢(shì); M磁化強(qiáng)度;,有關(guān)磁學(xué)的基本知識(shí),第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),1).穩(wěn)定磁場(chǎng)及磁位方程,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),1). 穩(wěn)定磁場(chǎng)及磁位方程,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),1). 穩(wěn)定磁場(chǎng)及磁位方程,1). 磁位與引力位滿足的方程,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),1) 磁位與引力位滿足的方程,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),1) 磁位與引力位滿足的方程,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),1) 磁位與引力位滿足的方程,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)及其組成 地磁場(chǎng)地球周圍空間存在的磁場(chǎng)稱為地磁場(chǎng).,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)及其組成,第一講 磁法勘探

7、理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)及其組成 3). 地磁場(chǎng)的組成結(jié)構(gòu)與特征 地面上觀測(cè)的地磁場(chǎng)T是各種不同成分的磁場(chǎng)總和. 它們的場(chǎng)源分布有的在地球內(nèi)部,有的在地面之上的大氣中. 按來(lái)源和變化規(guī)律不同,可將地磁場(chǎng)分T分成兩部分: 一是主要來(lái)自于固體地球內(nèi)部的穩(wěn)定磁場(chǎng)Ts,二是起因于固體地球外部的變化磁場(chǎng)T.,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)及其組成 3). 地磁場(chǎng)的組成結(jié)構(gòu)與特征 1885年史密特又將穩(wěn)定磁場(chǎng)和變化磁場(chǎng)分解為源自于地球內(nèi)部和地球外部?jī)刹糠?,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)

8、及其組成 3). 地磁場(chǎng)的組成結(jié)構(gòu)與特征 一般情況下,變化磁場(chǎng)為穩(wěn)定場(chǎng)的萬(wàn)分之幾到千分之幾,通常所指的地球穩(wěn)定磁場(chǎng)主要是內(nèi)源穩(wěn)定場(chǎng),它由以下三部分組成:,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)及其組成 3). 地磁場(chǎng)的組成結(jié)構(gòu)與特征,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),3). 地磁場(chǎng)的組成結(jié)構(gòu)與特征,2. 地球磁場(chǎng)及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)及其組成,第一講

9、 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)及其組成 6) 地磁測(cè)網(wǎng)和地磁場(chǎng)分布特征 地磁場(chǎng)是空間和時(shí)間的函數(shù). 地磁測(cè)量的地磁臺(tái)站-連續(xù)測(cè)量地磁要素絕對(duì)值及隨時(shí)間變化的場(chǎng)值; 野外測(cè)點(diǎn):間斷地測(cè)量地磁要素的絕對(duì)值. 地磁要素隨時(shí)間空間的變化分布特征,需要把不同時(shí)間觀測(cè)的數(shù)值都?xì)w算到某一特定日期,國(guó)際上將此日期定為1月1日零點(diǎn)零分,這個(gè)步驟稱為通化. 由通化后的數(shù)據(jù)編成某個(gè)地磁要素的等值線圖,稱為地磁圖.,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場(chǎng)及其組成

10、6) 地磁測(cè)網(wǎng)和地磁場(chǎng)分布特征 地磁場(chǎng)各要素的年變化平均值,稱為地磁要素的年變化率.目前已出版多版的地磁要素年變率地磁圖. 等傾線:磁傾角相等的線,大致與緯度線平行分布. 零等傾線在地理赤道附近,稱為磁赤道,不是一條直線. 由磁赤道向北,磁傾角為正,在北極附近有一點(diǎn),稱為北磁極. 由磁赤道以南,磁傾角為負(fù),與北磁極有類似的特征, 稱為南磁極. 南磁極和北磁極在地球表面的位置不對(duì)稱.,3. 磁性體的磁場(chǎng)與磁異常 根據(jù)地磁場(chǎng)的研究目的不同,可以將地磁場(chǎng)分為正常場(chǎng)和磁異常兩部分.在實(shí)際工作中,正常場(chǎng)和磁異常是相對(duì)的概念. 正常場(chǎng)可以被看成磁異常的背景場(chǎng)或基準(zhǔn)場(chǎng). 例如: 研究大陸磁異常時(shí),將中心偶極子場(chǎng)作為正常地磁場(chǎng). 而在研究地殼磁異常時(shí),須將中心偶極子場(chǎng)和大陸磁異常之和作為正常場(chǎng).,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),3. 磁性體的磁場(chǎng)與磁異常,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),