地球物勘教案

地球物勘教案第一頁，共九十一頁，2022年，8月28日第一章緒論課程主要內(nèi)容第一章緒論第二章磁法勘探第三章重力勘探第四章電法勘探第五章地震勘探第二頁，共九十一頁，2022年，8月28日第一章緒論緒論主要內(nèi)容一什么是地球物理勘探二地球物理勘探的基本特點三地球物理勘探方法的分類四地球物理勘探的應(yīng)用領(lǐng)域第三頁，共九十一頁，2022年，8月28日第一章緒論一、什么是地球物理勘探什么是地球物理勘探？

地球物理勘探簡稱為“物探”，是用物理的方法（觀察和研究各種地球物理場的變化）來解決地質(zhì)問題的一種勘查方法。它是根據(jù)地下巖層在物理性質(zhì)上的差異并借助一定的裝置和專門的物探儀器，測量物理場的空間與時間分布狀況，并通過分析和研究物理場的變化規(guī)律，結(jié)合相關(guān)地質(zhì)資料推斷出地下一定深度范圍內(nèi)地質(zhì)體的分布規(guī)律及物理屬性，為地質(zhì)勘探、工程勘察、環(huán)境調(diào)查及地下資源分布規(guī)律的研究提供依據(jù)。此外，地球物理探測技術(shù)還可用于工程施工質(zhì)量的檢測和監(jiān)測。第四頁，共九十一頁，2022年，8月28日第一章緒論二地球物理勘探方法的基本特點（1）地球物理勘探是一種間接的勘探方法；

用鉆機或其它的機械手段從地下取出巖樣來認識地質(zhì)構(gòu)造是直接的勘探方法（或稱為侵入方法，invasivemethod)。物探無須從地下取出巖樣，而是通過使用專門的儀器裝備在地面（或鉆孔中）觀察由地下介質(zhì)引起的某種物理場的分布狀態(tài)，收集和記錄某些物理信息隨空間或時間的變化，并對這些信息的分布特征作出解釋和推斷，從而揭示地球內(nèi)部介質(zhì)物理狀態(tài)的空間變化和分布規(guī)律，以此來了解礦產(chǎn)資源的分布及賦存狀態(tài)、查明地質(zhì)構(gòu)造；在工程勘察與檢測方面不會對勘探對象造成破壞。第五頁，共九十一頁，2022年，8月28日第一章緒論(2)物探工作具有效率高、成本低的特點；

以往的物探工作為礦產(chǎn)資源的調(diào)查、水文地質(zhì)及工程地質(zhì)工作提供了大量的、獲得實踐檢驗的重要資料；尤其是在覆蓋地區(qū)對研究地質(zhì)構(gòu)造、指導(dǎo)勘探、成井等方面發(fā)揮了重要作用，加快了勘探速度，降低了施工成本，提高了水文地質(zhì)鉆孔的成井率。在工程勘察方面正確采用物探的方法，不僅可以減少鉆探工作量，而且還能提高勘探精度。二地球物理勘探方法的基本特點第六頁，共九十一頁，2022年，8月28日第一章緒論（3）物探工作相對而言能從整體上了解隱伏的勘探目標的全貌，避免鉆孔勘探‘一孔之見’的弱點；

物探工作能提供勘探區(qū)域內(nèi)二維、甚至三維的地下巖溶分布狀態(tài)，克服鉆孔‘一孔之見’的具限性?？缈茁暡ā㈦姶挪ㄍ敢暦芰私鈨煽字g的巖體的完整性，能從整體上評價巖體的完整性與基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。二地球物理勘探方法的基本特點第七頁，共九十一頁，2022年，8月28日第一章緒論（4）物探工作有其自身的局限性，物探方法的應(yīng)用具有條件性；

物探方法的應(yīng)用總是受到一定的地質(zhì)及地球物理條件的限制。物探工作能否有效地解決地質(zhì)問題，首先決定于探測對象與圍巖之間是否存在物理性質(zhì)上的差異以及使物理場分布狀態(tài)及強度發(fā)生足夠的變化的體積；即要求探測對象要有一定的規(guī)模、且埋深不太大，以產(chǎn)生現(xiàn)代儀器可以發(fā)現(xiàn)和圈定的地球物理異常；其次，物探工作的效果還受地形條件的影響、勘探場地的局限、地表覆蓋層的性質(zhì)及厚度、以及勘探現(xiàn)場的噪聲與地質(zhì)環(huán)境中的一些干擾體的影響；二地球物理勘探方法的基本特點第八頁，共九十一頁，2022年，8月28日第一章緒論（5）物探資料的反演解釋具有多解性，其解釋結(jié)果具有一定的概略性和近似性；多解性：因為同一物理現(xiàn)象（或者說同一性質(zhì)的物理場的分布）可以由多種不同的因素引起。例如，在電法勘探中，視電阻率的變化可以由被測目標體電阻率值的變化引起，也可由其體積變化或埋藏深度變化引起；對其它物探資料異常的反演解釋也是如此。這反映了物探資料解釋具有多解性。要克服物探資料解釋的多解性，就必須將其與鉆井資料或地質(zhì)資料相結(jié)合進行推斷解釋，必須掌握一定的地層巖礦石的物性參數(shù)。

二地球物理勘探方法的基本特點第九頁，共九十一頁，2022年，8月28日第一章緒論近似性及概略性？影響物探資料解釋精度的主要原因有：物探儀器自身的觀測精度總是有一定的限度，其觀測數(shù)據(jù)必然帶有一定的誤差；由于受觀測系統(tǒng)的影響和限制，觀測數(shù)據(jù)的空間有限；3.環(huán)境因素的干擾影響使觀測數(shù)據(jù)不準確；4.實際地質(zhì)條件的復(fù)雜性以及地質(zhì)體的物理性質(zhì)和形狀、產(chǎn)狀要素的多變性的影響；5.正演與反演的數(shù)學(xué)物理方法的水平有限。二地球物理勘探方法的基本特點第十頁，共九十一頁，2022年，8月28日第一章緒論1.按工作原理可分為:重力勘探(gravimetermethod)、磁力勘探(magneticmethod)、電(磁)法勘探(electricor electromagneticmethod)、地震勘探(seismicmethod)、放射性勘探(radioactivitymethod)等；2.按工作場所可分為：航空物探、地面物探、海洋物探及井中物探；三地球物理勘探方法的分類第十一頁，共九十一頁，2022年，8月28日第一章緒論3.按勘探對象的埋藏深度可分為:深部物探、中深部物探、以及近地表物探；4.按用途可分為：金屬、非金屬物探、石油及天然氣物探、煤田物探、以及水文、工程、環(huán)境物探。

不存在一種對所有地質(zhì)問題都有效的地球物理方法，各種不同的地球物理方法與技術(shù)有一定的互補性；可以綜合運用多種地球物理方法解決復(fù)雜的地質(zhì)問題。三地球物理勘探方法的分類第十二頁，共九十一頁，2022年，8月28日第一章緒論1、基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查2、固體礦產(chǎn)勘查3、石油天然氣勘查4、地下水資源勘查5、海洋礦產(chǎn)資源勘查6、地?zé)豳Y源勘查四地球物理勘探的應(yīng)用領(lǐng)域第十三頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法第一節(jié)磁法勘探的理論基礎(chǔ)第二節(jié)磁力儀及磁測工作方法

第三節(jié)磁法勘探的應(yīng)用

第二章磁法勘探第十四頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法什么是磁法勘探？它是以地殼中各種巖、礦石間的磁性差異為物質(zhì)基礎(chǔ)的，由于巖、礦石間的磁性差異將引起正常地磁場的變化（即磁異常），通過觀測和研究磁異常來尋找有用礦產(chǎn)或查明地下地質(zhì)構(gòu)造的一種地球物理方法。分類

分類：地面磁測、航空磁測、海洋磁測、井中磁測第十五頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法磁法勘探與重力勘探間的幾點差別就異常的幅值而言，磁法異常比重力異常大得多；重力異常反映的地質(zhì)因素較多，而磁異常反映的地質(zhì)因素較單一；地質(zhì)體的磁異常特征比相應(yīng)的重力異常復(fù)雜第十六頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法磁法勘探的應(yīng)用1、直接尋找具有磁性的金屬礦體，如磁鐵礦、磁黃鐵礦等；2、間接尋找無磁性的金屬礦與非金屬礦體，如鉛鋅礦、銅礦、石棉礦等；3、地質(zhì)填圖，如圈定磁性的巖體、斷裂等；4、研究大地構(gòu)造、了解結(jié)晶基底的起伏等；5、在古地質(zhì)學(xué)方面的應(yīng)用等；第十七頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法第一節(jié)磁法勘探的理論基礎(chǔ)第十八頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法第一節(jié)磁法勘探的理論基礎(chǔ)一、有關(guān)的磁學(xué)知識（一）磁場1、磁力磁性：磁鐵能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的特性，稱為磁性磁性體：具有磁性的物體；磁極：磁體中兩個磁性最強的部位，指北的一極稱為指北極或正磁極，用N表示，指南的一極稱為指南極或負磁極，用S表示;磁力：兩個磁體的磁極之間的相互作用力；磁荷：正磁荷—集中在磁體的N極（+）

負磁荷—集中在磁體的S極（－）第十九頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法兩個點磁極間的相互作用力為－●●rFF2、磁場磁力作用的物質(zhì)空間稱為磁場磁場強度（H）單位磁荷在磁場中所受的力，稱為該點的磁場強度，用H表示，即：●●r方向為單位正磁荷在場中受力的方向第二十頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法磁場強度的單位在SI（國際單位制）制中：用T（特斯拉），而在磁法勘探中取較小單位納特（nT）為實用單位，即：－

在CGSM單位制中：用γ（伽傌）為磁場強度的單位；兩種單位制之間的關(guān)系為：1γ=1nT磁力線—由磁體的正極出發(fā)終止于負極的封閉曲線。第二十一頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法（二）磁化在外磁場作用下，沒有磁性的物體獲得磁性，稱為磁化1、磁偶極子相距很近的兩個等量異性磁極，作為一個整體稱為磁偶極子。稱為磁偶極矩，方向由負磁極指向正磁極。●●-l2、磁化的本質(zhì)在外磁場作用下，物體中原子磁矩（m）趨外磁場方向定向排列的結(jié)果。第二十二頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法3、磁化強度（M）或磁極化強度（J）—表示物體被磁化的程度?！翊呕瘡姸龋∕）—單位體積的總磁矩●磁極化強度（J）—單位體積的總磁偶極矩●在SI單位制中與m、J與M之間的關(guān)系：

第二十三頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法4、面磁荷密度（）與M的關(guān)系當物體磁化后，若磁體內(nèi)各處的磁化強度大小相等，方向相同，則稱該磁體為均勻磁化體。均勻磁化體內(nèi)無磁荷分布，僅在其表面有磁荷分布。H+++M由右圖可見，若把小圓柱體看成磁偶極子，則有：∑=l=·△s·l另外由J的定義得：∑=J·V=J·△s·l·sinα=J·△s·l·cosθ=J·cosθ=J=μoMnn第二十四頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法5、磁化強度（M）與外磁場（H）的關(guān)系實驗表明，當物體無限大時，則M=κHM的方向與H的方向一致。κ—磁化率，表示物質(zhì)被磁化的難易程度。6、M與κ的單位M在SI單位制中：A/m在CGSM制中：CGSM關(guān)系為：1A/m=10CGSM-3κ在SI單位制中：SI(κ)在CGSM制中：CGSN(κ)關(guān)系為：第二十五頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法二、地球的磁場存在地球周圍的具有磁力作用的空間，稱為地磁場㈠地磁場的構(gòu)成地磁場（B）

穩(wěn)定的磁場（內(nèi)源場）偶極子磁場（BsN）非偶極子場（Bm）磁異常（Ba）基本磁場（B0）變化的磁場

δB（外源場）長期變化的磁場短期變化的磁場靜日變化擾動變化其中：第二十六頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法㈡基本磁場磁北在三個坐標軸上的分量分別為：—北向分量—東向分量—垂直分量上述各分量的方向與相應(yīng)坐標軸的方向一致為正，反之為負?！椒至浚ǚ较蛑赶虼疟保㊣—磁傾角。矢量B下傾，I為正；矢量B上傾，I為負。1、地磁要素D—磁偏角。矢量H東偏，D為正；矢量H西偏，D為負。yzNIxO（地理東）（地理北）D第二十七頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法由圖可見各分量間的關(guān)系為：X=H·cos(D)Y=H·sin(D)tgD=Y/XZ=B·sin(I)H=B·cos(I)tgI=Z/HH2=X2+Y2B2=X2+Y2+Z2地磁絕對測量中，通常測定I、D、H三要素的絕對值；磁法勘探則是測定Z或B的相對值。上述的B、X、Y、Z、H、I、D各量都是表示地磁場大小和方向的物理量，稱為地磁要素。第二十八頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法2、地磁圖及地磁要素分布的基本特征⑴地磁圖為了研究地磁要素在地表的分布特征，在世界各地建立了許多固定的測點（地磁臺）及野外觀測點，在這些點上測定地磁要素的絕對值，將地磁絕對測量的成果繪制成地磁要素的等值線圖，這種圖稱為地磁圖。通常按要素分別繪制如下地磁圖：第二十九頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法總磁場強度（B）等值線圖等值線與緯度線近乎平行，其值在磁赤道約30000-40000nT,向兩極增大，在兩極約為60000-70000nT。第三十頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法垂直強度（Z）等值線圖與緯度線大致平行，在磁赤道Z=0，向兩極絕對值增大，其值約為磁赤道水平強度的兩倍，磁赤道以北Z>0,以南Z<0。第三十一頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法水平強度（H）等值線圖沿緯度線排列，在磁赤道附近最大，向兩極減小趨于零。全球各點除兩磁極區(qū)外都指向北。第三十二頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法等傾（I）線圖特征與緯度大致平行，零傾線在地理赤道附近，稱為磁赤道，它不是一條直線，磁赤道向北傾角為正，向南為負。第三十三頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法等偏（D）線圖等偏線特征從一點出發(fā)匯聚于另一點的曲線簇,明顯地匯聚于南北兩磁極區(qū),兩條零偏線將全球分為正負兩個部分。第三十四頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法(2)地磁場的基本特征①地球有兩個磁極②地磁場與一個均勻磁化的球體（或位于地球中心的一個磁偶極子）的磁場很類似。一個在地理北極附近，稱為磁北極，為S極性（I=90°

）一個在地理南極附近，稱為磁南極，為N極性（I=-90°

）③磁軸與地理的軸不重合，交角為11.5°。④地磁場是一個弱磁場（平均強度為50000nT），且是基本穩(wěn)定的磁場。11.5°SN第三十五頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法3、非偶極子磁場（大陸磁場或世界磁異常）－第三十六頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法由圖可見：全球非偶極子磁場圍繞著幾個正、負中心分布，分布的范圍很大（延伸可達數(shù)千公里）。大陸異常的原因目前還沒有明確的答案，但大多數(shù)學(xué)者認為起源于深部原因，如地幔和地核界面的局部物質(zhì)對流運動所形成的渦旋電流產(chǎn)生的。第三十七頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法周期長（周期為年、幾十年或更長），變化緩慢；地球磁場的西向漂移（如大陸磁場中心、磁傾角等的西向漂移）。1、長期變化的磁場㈢變化的磁場—基本磁場隨時間的緩慢變化，稱為地磁場的長期變化。特點：疊加在基本磁場上的變化場，是指隨時間變化的磁場，從它們的特征和成因來說，總體可以分為兩大部分：③地球磁矩的衰減變化。★由于長期變化的周期長，幅值小，故在磁法勘探中可不考慮長期變化的磁場。第三十八頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法2、短期變化的磁場—是指主要起源于固體地球外部的各種電流體系產(chǎn)生的磁場。⑴平靜變化（日變化）—連續(xù)出現(xiàn)的，比較有規(guī)律且有一定周期的變化。特點：●以24小時為周期的變化；按其變化特征可分為兩類：第三十九頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法⑵擾動變化—偶然發(fā)生的、短暫而復(fù)雜的變化。強度大的磁擾動變化，稱為“磁暴”。特點：變化劇烈（強度可達幾百-上千nT）、無規(guī)律，持續(xù)時間為幾小時-幾天。同一磁緯度的不同地點，日變化變化形態(tài)及幅度相同。同一地點、不同日期，則日變化變化不相同；白天變化大，夜間變化小；夏季變化大，冬季變化??；第四十頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法㈣磁異常（Ba)—消除了各種短期變化的磁場后，實測地磁場與基本磁場之差值，稱為磁異常。即：－場源：地殼中被地磁場磁化了的巖石、巖體、礦體或地質(zhì)構(gòu)造。區(qū)域異常局部異常場源：范圍較大的深部磁性巖、礦體及地質(zhì)構(gòu)造；特征：異常分布范圍較大、幅值小、變化平緩；場源：范圍較小的淺部磁性巖、礦體及地質(zhì)構(gòu)造；特征：異常分布范圍小、強度大、變化陡；異常第四十一頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法㈤磁法所觀測的磁異常按觀測要素的不同，磁異常有不同的名稱，即：★垂直磁異常（測定垂直分量的相對變化）：★總磁場強度異常（測定總磁場強度的相對變化）：第四十二頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法三、巖（礦）石的磁性㈠巖（礦）石磁性的構(gòu)成●感應(yīng)磁化強度

—巖、礦石被現(xiàn)代地磁場磁化后，所獲得的磁化強度。其方向與地磁場方向一致。●天然剩余磁化強度（）

—巖、礦石形成時，被當時地磁場磁化后保留下來的磁化強度。剩余磁化強度與現(xiàn)代地磁場無關(guān)，其方向與巖、礦石形成時的地磁場方向一致。

—總磁化強度第四十三頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法而則由于地磁場在地球上各地是一個定值（已知值），故在磁法勘探中，研究巖、礦石磁性的主要內(nèi)容是κ（磁化率）、（剩余磁化強度）、（總磁化強度）。㈡礦物的磁性1、反磁性礦物κ（磁化率）很小，一般為SI（κ）常見礦物有：巖鹽、石膏、方解石、石英、大理石、石墨、金剛石及長石-第四十四頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法2、順磁性礦物

κ<SI（κ）

常見礦物有：黑云母、角閃石、輝石、蛇紋石、及石榴子石等。-3、鐵磁性礦物

κ及Mr

都很大；

常見礦物有：磁鐵礦、鈦磁鐵礦、磁赤鐵礦、磁黃鐵礦等。

巖石的磁性主要由這一類礦物來決定。第四十五頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法㈢巖（礦）石磁性的一般特征1、火成巖磁性＞變質(zhì)巖磁性＞沉積巖磁性2、火成巖①由酸性→中性→基性→超基性，磁性由弱→強。②同一成分的火成巖其磁性不同，噴出巖磁性＞侵入巖磁性；③不同時代的同一成分火成巖其磁性不同，年代新的磁性＞年代老的磁性；④同一成分巖體的不同巖相帶磁性不同，由邊緣相→過渡相→中心相，磁性由強→弱；⑤具有明顯的天然剩余磁性。第四十六頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法3、變質(zhì)巖①正變質(zhì)巖磁性＞負變質(zhì)巖磁性；②層狀結(jié)構(gòu)的變質(zhì)巖，往往具有磁的各向異性，即順著層面方向的磁化率大于垂直層面方向的磁化率。4、沉積巖κ及Mr

都很小，磁性很弱，通常認為它是無磁性的巖石。5、非金屬礦磁性很弱—可視為無磁性的。6、金屬礦除前述的磁鐵礦、鈦磁鐵礦、磁黃鐵礦、方黃銅礦及磁赤鐵礦具有強磁性外，其它絕大多數(shù)金屬礦亦可看成是無磁性的。第四十七頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法㈣巖、礦石的天然剩余磁化強度一般來講：巖、礦石的Mr與它們的κ有關(guān)，κ大的巖、礦石，其Mr亦強。故火成巖的Mr一般都較大，不少情況下，Mr＞Mi；

沉積巖的Mr很小，且Mr＜Mi。㈤影響巖、礦石磁性的因素1、鐵磁性礦物含量含量越高，巖石磁性越強，但二者并不呈簡單的線性關(guān)系。2、鐵磁性礦物顆粒大小及結(jié)構(gòu)●當鐵磁性礦物含量一定時，顆粒越大，磁性越強；第四十八頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法●當磁性礦物顆粒大小、含量都相同時，顆粒相互呈膠結(jié)狀者比顆粒呈分散狀者磁性強。3、巖、礦石形狀對磁性的影響分散狀膠結(jié)狀上式只適用于巖、礦體無限大的情況。當磁性體為有限體時，被地磁場磁化后，在磁體內(nèi)部要產(chǎn)生一個與外磁場相反的磁場（稱為消磁場或退磁場），則要產(chǎn)生消磁（或退磁）作用，而使磁性體的磁化強度減小，亦即使巖、礦體的磁性減小。見下圖。第四十九頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法Mi﹢﹢﹢﹢﹣﹣﹣﹣BeBo4、其它因素的影響①應(yīng)力作用使巖石沿應(yīng)力方向磁性減小，如斷裂、破碎帶上磁性減弱；②變質(zhì)、蝕變作用，往往使巖石磁性增強。第五十頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法㈥研究巖石磁性的意義1、研究巖石的磁性，對正確解釋磁測資料是必不可少的2、在火山巖地區(qū)，研究巖石的磁性，對于正確判斷異常的地質(zhì)原因有重要的意義8000●●●●第五十一頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法3、有助于解決地質(zhì)構(gòu)造問題第五十二頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法第二節(jié)磁力儀及磁測工作方法第五十三頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法超導(dǎo)磁力儀一、磁力儀用來測定磁場變化的裝置（或工具），稱為磁力儀（一）機械式磁力儀懸絲式磁力儀、刃口式磁力儀

（二）電子式磁力儀質(zhì)子磁力儀（質(zhì)子旋進磁力儀）光泵磁力儀第五十四頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法物質(zhì)的原子是由帶正電的原子核和繞核旋轉(zhuǎn)的帶負電的電子組成。原子核內(nèi)又有不帶電的中子和帶正電的質(zhì)子。氫的原子核中只有一個質(zhì)子。煤油、酒精、水等富合氫的物質(zhì)，其分子中的電子的自旋磁矩成對抵消，其軌道磁矩也因分子間的相互牽制而被“封固”，除氫核以外的原子核的自旋磁矩也都互相抵消，唯有氫核即質(zhì)子還存在自旋磁矩?！|(zhì)子磁力儀（質(zhì)子旋進磁力儀）的工作原理（1）質(zhì)子旋進H=0BHH﹥﹥BH⊥B第五十五頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法去掉外磁場后，質(zhì)子磁矩（μp）就會在原有的自旋慣性力矩和地磁場力矩的共同作用下，將繞地磁場B的方向作旋進運動—拉莫爾旋進，這種現(xiàn)象稱為“質(zhì)子旋進”。μpμpHB第五十六頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法⑵測量原理理論物理研究證明，氫質(zhì)子旋進的角頻率ω與地磁場B的關(guān)系為：

—質(zhì)子磁旋比，為一常數(shù)，即：﹣﹣又∵ω=2πff—質(zhì)子旋進的頻率，則有：

由此可見，只要能準確測量出質(zhì)子旋進的頻率f，再乘以常數(shù)23.4874就是地磁場B的值。第五十七頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法1特斯拉（T）＝109納特（nT）nT常用單位機械式磁力儀：精度5nT，刃口式，懸絲式，相對測量儀器質(zhì)子磁力儀：精度0.1nT，T＝23.4874f(nT)，f－拉摩爾旋進頻率，絕對測量儀器磁通門磁力儀：精度10～20nT，高磁導(dǎo)率坡莫合金，利用電磁感應(yīng)信號來測Za，相對測量儀器光泵磁力儀：精度0.01nT，T＝0.035684f，f－躍遷頻率，絕對測量儀器超導(dǎo)磁力儀：精度10-6nT，能測出10-3nT梯度儀航空、海洋、衛(wèi)星磁力磁法勘探儀器第五十八頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法該儀器為用來測量垂直分量相對值的機械式儀器，磁系是一根圓柱形磁棒，懸吊在恒彈性扁平金屬絲中央,利用地磁場的垂直強度力、重力、及懸絲扭力三個力矩的平衡來測量磁場。該儀器觀測精度±5nT。測程±18000~±33000nT。第五十九頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法該儀器是專門為地質(zhì)人員野外踏勘，發(fā)現(xiàn)磁異常用的，儀器非常輕便簡單，物探工作中也可以用來作中低精度的～磁測。觀測精度為25nT，測程范圍為±20000～±250000nT。第六十頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法用來標定機械式磁力儀格值的儀器。它利用赫姆茲線圈在線圈中央產(chǎn)生均勻磁場,把待標定的磁力儀放在線圈中央,人工改變磁場大小來測定磁力儀格值。第六十一頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法該儀器是一種帶微機處理的高分辨率質(zhì)子磁力儀。以0.1nT的分辨率進行總場和垂直梯度測量。儀器由主機，探頭及電池盒組成。第六十二頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法儀器名稱：數(shù)字旋轉(zhuǎn)磁力儀系統(tǒng)型號：DSM－2產(chǎn)地：美國單價：56萬人民幣應(yīng)用領(lǐng)域：研究古地理、古氣候；分析沉積環(huán)境以預(yù)測礦產(chǎn)第六十三頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法儀器名稱：ENVI質(zhì)子磁力儀型號：ENVI產(chǎn)地：加拿大先達利（SCINTREX）公司單價：6萬人民幣應(yīng)用領(lǐng)域：區(qū)域重磁勘探、考古、軍事埋設(shè)物探測、環(huán)境磁場檢測第六十四頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法中國地質(zhì)大學(xué)在騰格里沙漠用MP－4質(zhì)子磁力儀進行高精度磁測第六十五頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法二、磁測工作方法磁測工作根據(jù)對磁異常研究的詳細程度，可將磁測分為普查和詳查。探測結(jié)晶基底的起伏及內(nèi)部構(gòu)造，研究蓋層沉積構(gòu)造的形態(tài)，追索大斷裂帶等（1）在小比例尺地質(zhì)填圖中（2）在中、大比例尺地質(zhì)填圖中確定巖層接觸帶、圈定巖體、構(gòu)造破碎帶、斷層和巖脈等?！衿詹榈诹?，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法地質(zhì)工作階段比例尺線距點距測量方法區(qū)域填圖1:100000010000航空磁測和海洋磁測1:50000050001:2000002000200～10001:1000001000100～5001:5000050050～250航空、海洋和地面磁測1:2500025025～100找礦1:1000010010～50地面磁測1:5000505～20勘探1:2000204～101:1000102～51:50051～2第六十七頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法●詳查 詳查通常選在成礦有利地段被發(fā)現(xiàn)的異?；虼致酝茰y為礦體引起的異常上進行的磁測。 磁測的任務(wù)是：通過研究磁異常形態(tài)特征來尋找和評價礦產(chǎn)，配合礦區(qū)勘探工作。第六十八頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法低精度

均方誤差＞15nT

高精度

均方誤差≤5nT中精度

均方誤差6～15nT

特高精度

均方誤差≤2nT磁測精度如何根據(jù)地質(zhì)任務(wù)確定磁測精度采用何種磁測精度，首先要考慮磁測的地質(zhì)任務(wù)，探測對象的最小有意義的磁異常強度（Bmax低）。根據(jù)誤差理論知道，大于三倍均方誤差的異常是可信的。而根據(jù)物探圖件要求，能正確刻劃某地質(zhì)體異常形態(tài)至少要有兩條非零等值線，等值線的間距得小于三倍均方誤差。因此，通常確定磁測精度為：m＜（1/5-1/6）Bmax低在考慮上述原則的同時，在不影響完成磁測約定的主要任務(wù)下，照顧到將來磁測資料的綜合利用可適當提高磁測精度。第六十九頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法在強磁場區(qū)，磁異常按下式計算：在弱磁場區(qū)，磁異常按下式計算：■磁法勘探資料整理與圖示：1、資料整理：求得各測點相對于基點的磁場差值第七十頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法消除地磁場靜日變化對觀測結(jié)果的影響稱為日變改正(嚴格地說,變化磁場中包含了靜日變化,長期變化,還有擾動變化,其幅值一般為0.01～5nT,有時可達10～20nT）。必須對地磁場的這種短周期變化進行改正。日變改正的做法是設(shè)立日變站，如用質(zhì)子磁力儀自動記錄，設(shè)置記錄地磁場變化的讀數(shù)時間間隔為5～20S。MP4和EnviMag質(zhì)子磁力儀可以不用外加微機進行自動日變校正。第七十一頁，共九十一頁，2022年，8月28日2、磁異常的圖示磁異常等值線平面圖、磁異常剖面平面圖和磁異常剖面圖

(1).磁異常剖面圖(a)把一條剖面的結(jié)果作成剖面圖,還可加地質(zhì)斷面及推斷解釋結(jié)果。(2).磁異常剖面平面圖(b)把全部剖面以平面圖的方式繪制在一起,并用紅色表示正異常,蘭色表示負異常。第七十二頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法第三節(jié)磁法勘探的應(yīng)用第三節(jié)磁法勘探的應(yīng)用1、在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用2、在斷裂分析中的應(yīng)用3、在油氣普查中的應(yīng)用4、在磁鐵礦床上的應(yīng)用5、在非金屬礦床上的應(yīng)用6、在全球構(gòu)造研究中的應(yīng)用7、在考古中的應(yīng)用第七十三頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法一、在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中，磁測主要用于劃分大地構(gòu)造單元，圈定巖體和斷裂。第七十四頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法松遼盆地某深斷裂

在磁場上為北東向線性延伸升高異常帶,強度大而寬度不大,并為不同磁場區(qū)的分界線。線性升高異常是中生火成巖侵入體及部分噴出巖的反映，該斷裂是內(nèi)蒙興安地槽褶皺系和吉黑淮地臺的分界線。第七十五頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法二、在斷裂分析中的應(yīng)用

磁測資料用來確定斷裂是一種十分有效的方法，在斷裂或破碎帶中，常常伴有巖漿活動或磁性礦物的集中，這樣就出現(xiàn)了磁場的線升高異常帶，梯度帶，異常走向的突變帶等，歸納起來有如下幾類特征：第七十六頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法右圖是郯城-廬江深大斷裂磁場圖

1957年由航空磁測首先發(fā)現(xiàn)的，斷裂帶長約800公里，寬30-50公里，它在航磁圖上以升高正異常帶的形式出現(xiàn)。圖上巨大的線性異常帶，它是大量中新生代的侵入巖、前震旦系結(jié)晶基巖及各類火山巖的反映。斷裂帶的兩側(cè)磁場性質(zhì)截然不同，西側(cè)為寬緩而變化升高異常區(qū)；東側(cè)是平靜的負磁場區(qū)，顯然它對應(yīng)著兩個基底性質(zhì)不同的構(gòu)造單元。線性的正異常帶或羽狀排列的線性異常帶

第七十七頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法截然區(qū)別兩側(cè)不同性質(zhì)、不同磁場特征的分界線

松遼盆地某大斷裂，走向近南北，斷裂的東側(cè)為寬緩的升高異常，西側(cè)為變化正負異常。這種截然不同的磁場，反映著兩種不同的基底性質(zhì)，斷裂東側(cè)為具磁性的變質(zhì)基巖，西側(cè)為弱磁性基巖。第七十八頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法劇烈變化的正負異常帶

大興安嶺東部發(fā)育的一條南北向斷裂帶,是由一系列平行的成雁行排列的次級斷裂所組成的一個相當寬的帶,在磁場圖上顯示為一系列正負異常劇烈頻繁交替的線性延伸異常帶。

據(jù)鉆井資料，它是一條中侏羅系中基性的火山巖帶，并作為松遼盆地的西部邊界。第七十九頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法三、在油氣普查中的應(yīng)用在油氣普查中，磁測是通過探測結(jié)晶基底的起伏來查明儲油氣構(gòu)造的。ⅠⅥⅡⅢⅣⅤ第八十頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法第八十一頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二章磁法Ⅰ區(qū)為凹陷區(qū)，基底深度最大，覆蓋層最厚，有兩個較大的長垣成為儲油氣最好的封閉構(gòu)造，是找油最有希望的地區(qū)。第八十二頁，共九十一頁，2022年，8月28日