0-磁法勘探物理基础

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第二部分 磁法勘探一、磁法勘探理论基础 0. 概述 1.地球磁场及其组成 2.岩矿石的磁性 3.古地磁场简介 二、磁法勘探仪器与测量方法 三、磁法勘探据处理与解释方法 四、磁法勘探数据的解释与应用

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第一讲 磁法勘探理论基础0. 磁法勘探概述[定义]磁法勘探是利用地壳内各种岩(矿)石间 磁性差异所引起的磁场变化(称为磁异常) 来寻找有用矿产和查明地下地质构造的一 种地球物理勘探方法。 ●与重力勘探、放射性勘探、以及某些电法勘 探方法一样，它观测的是天然地球物理场 的变化，故属于天然场方法。

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0. 磁法勘探概述●磁法勘探是地球物理勘探中应用最早的方法. 1640年,瑞典人用罗盘进行了磁铁矿的试验,开辟 了利用磁场变化来寻找矿产的新途径. 但由于精 度较差,干扰因素多没有继续进行下去.● 1870年,瑞典人泰朗和铁贝尔制造的万能磁力

仪问世,磁法勘探作为一种地球物理勘探方法才得 以迅速发展,并成为地质勘探和地学研究的一种重 要方法.●按观测空间的差异,磁法勘探分为地面磁测,航

空磁测,海洋磁测和井中磁测四类.

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0. 磁法勘探概述●航空磁测是二次世界大战后发展起来的,它不 受地表条件的限制,能高效获取大面的磁测数据, 在研究区域地质构造,勘察含油气,含煤盆地,预 测成矿远景区,寻找大型磁铁矿床等方面取得了 良好效果. ● 地面磁测是应用最早的磁测方法, 在地质调 查的各个阶段广泛应用.

●海洋磁测是质子旋进磁力仪出现后才发展起来 的,是海洋地质调查的重要组成部分.60年代以来 ,海洋磁测在洋中脊发现了大量条带状磁异常,为 海底扩张和板块构造说提供了证据.

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0. 磁法勘探概述●井中磁测为地面磁测提供验证和标定的数据, 是地面磁测向地下延伸.已成为金属矿勘探中必 要手段. ● 随着仪器和测量技术的发展,磁法勘探数据在 地质应用愈来愈受到重视,为地球深部研究和地 球动力学研究提供重要的证据和资料.

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0. 磁法勘探概述

●有关磁学的基本知识1)磁场与磁化 2)磁学相关量和单位 3)磁位与引力位满足的方程

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第一讲 磁法勘探理论基础磁法勘探的基础是岩石的磁学. [岩石磁学]是研究岩石磁性的科学,是由 地球物理学,地质学,经典物理学,量子 力学等学科交叉而成的边缘学科. 物质的磁性是最为复杂的物理现象之一, 作为特殊天然物质的岩石的磁学也不 例外.

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●有关磁学的基本知识1)磁场与磁化磁铁能吸引铁,钴和镍等铁磁性物质.

●自然界中具有磁性的物体称为磁性体或磁体.●磁体中两个磁性最强的部位,称为磁极. ●一个悬挂的磁针静止下来时,其中一个磁极近似指

向北,称为指北极或正磁极,以N表示.

●另一个磁极近似指向南称为指南极或负磁极,以S表

示.同性磁极互相排斥,异性磁极互相吸引,排斥力和吸引力统称为磁力.

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●有关磁学的基本知识1)磁场与磁化●磁荷

假想的磁荷和磁性的本质现代科学证明磁荷是不存在的,磁性是有电荷的运动 产生的.

为了与重力勘探对比,且磁荷概念明了,简单,磁法勘探讨论中常以磁荷为基础进行.

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●有关磁学的基本知识磁库仑定律:两个点磁极之间的磁力大小与它 们磁荷量的乘积成正比,与它们的距离平方成 反比.

在CGS 单位制中： m1m2 F 2 r

m1 , m2为两个磁极的磁荷量。

为磁导率，真空中 1。

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●有关磁学的基本知识2)磁学相关量和单位基本物理量:磁通量密度B(磁感应强度),磁场强度H, 磁极化强度J 磁化强度M

B 0 H J , J 0 M M (m)

H(m)

B 0 ( H M ) 0 (1 B H 0 r H

)H

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●有关磁学的基本知识2)磁学相关量和单位

r 1

( m) 7

0 4 10 H / m(亨利 / 米) r 相对磁导率, 磁导率, ( m )磁化率B和H的单位为特斯拉(T )(V s / m )2

H 和M的单位为( A / m) 常用单位nT 10 T 9

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●有关磁学的基本知识2)磁学相关量和单位 Gs(高斯)(CGSM制) 2 B的单位 T(特斯拉)(V s / m ) 常用单位nT 10 9 T Oe(奥斯特) 5 H的单位 分数单位 (1 10 Oe) 1 1nT

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●有关磁学的基本知识2)磁学相关量和单位

的单位H / m(亨/米)真空中 0 4 10 H/m 7

在国际单位制中，B和H不能混用。

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第一讲 磁法勘探理论基础1. 稳定磁场及磁位方程[磁场]是由电流或运动电荷产生的.永久磁铁因 其内部存在分子电流而产生磁场. 若电流稳定不变,则其周围空间的磁场也稳定 不变,称为稳定磁场或静磁场.

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●有关磁学的基本知识1) 磁位与引力位满足的方程静磁场: U—磁标势; M—磁化强度;

H 0, B 0 B H 0 (1 ) H H U ( x, y, z ) ( U M ) 0 U M 在无源区: U U 02