0-磁法勘探物理基礎(chǔ)

1、,一、磁法勘探理論基礎(chǔ) 0. 概述 1.地球磁場及其組成 2.巖礦石的磁性 3.古地磁場簡介 二、磁法勘探儀器與測量方法 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變化(稱為磁異常)來尋找有用礦產(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，它觀測的是天然地球物理場的變化，故屬于天然場方法。,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用最早的方法. 1640年,瑞典人用羅盤進行了磁鐵礦的試驗,開辟了利

2、用磁場變化來尋找礦產(chǎn)的新途徑. 但由于精度較差,干擾因素多沒有繼續(xù)進行下去. 1870年,瑞典人泰朗和鐵貝爾制造的萬能磁力儀問世,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)勘探和地學研究的一種重要方法. 按觀測空間的差異,磁法勘探分為地面磁測,航空磁測,海洋磁測和井中磁測四類.,0. 磁法勘探概述,航空磁測是二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來的,它不受地表條件的限制,能高效獲取大面的磁測數(shù)據(jù),在研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造,勘察含油氣,含煤盆地,預測成礦遠景區(qū),尋找大型磁鐵礦床等方面取得了良好效果. 地面磁測是應用最早的磁測方法, 在地質(zhì)調(diào)查的各個階段廣泛應用. 海洋磁測是質(zhì)子旋進磁力儀出現(xiàn)后才發(fā)展起

3、來的,是海洋地質(zhì)調(diào)查的重要組成部分.60年代以來,海洋磁測在洋中脊發(fā)現(xiàn)了大量條帶狀磁異常,為海底擴張和板塊構(gòu)造說提供了證據(jù).,0. 磁法勘探概述,井中磁測為地面磁測提供驗證和標定的數(shù)據(jù),是地面磁測向地下延伸.已成為金屬礦勘探中必要手段. 隨著儀器和測量技術(shù)的發(fā)展,磁法勘探數(shù)據(jù)在地質(zhì)應用愈來愈受到重視,為地球深部研究和地球動力學研究提供重要的證據(jù)和資料.,0. 磁法勘探概述,有關(guān)磁學的基本知識 1)磁場與磁化 2)磁學相關(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. 巖石磁學是研究巖石磁性的科學,是由地球物理學,地質(zhì)學,經(jīng)典物理學,量子力學等學科交叉而成的邊緣學科. 物質(zhì)的

4、磁性是最為復雜的物理現(xiàn)象之一,作為特殊天然物質(zhì)的巖石的磁學也不例外.,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),1)磁場與磁化 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. 磁體中兩個磁性最強的部位,稱為磁極. 一個懸掛的磁針靜止下來時,其中一個磁極近似指向北,稱為指北極或正磁極,以N表示. 另一個磁極近似指向南稱為指南極或負磁極,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)磁學的基本知識,1)磁場與磁化 磁荷 假想的磁荷和磁性的本質(zhì) 現(xiàn)代科學證明磁荷是不存在的,磁性是有電荷的運動產(chǎn)生的. 為了與重力勘探對比,且磁荷概念明了,簡單,磁法勘探討論

5、中常以磁荷為基礎(chǔ)進行.,有關(guān)磁學的基本知識,磁庫侖定律:兩個點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)磁學的基本知識,2)磁學相關(guān)量和單位 基本物理量:磁通量密度B(磁感應強度), 磁場強度H, 磁極化強度J 磁化強度M,有關(guān)磁學的基本知識,有關(guān)磁學的基本知識,2)磁學相關(guān)量和單位,有關(guān)磁學的基本知識,2)磁學相關(guān)量和單位,有關(guān)磁學的基本知識,2)磁學相關(guān)量和單位,1. 穩(wěn)定磁場及磁位方程 磁場是由電流或運動電荷產(chǎn)生的.永久磁鐵因其內(nèi)部存在分子電流而產(chǎn)生磁場. 若電流穩(wěn)定不變,則其周圍空間的磁場也穩(wěn)定不變,稱為穩(wěn)定磁場或靜磁場.,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: U磁標勢; M磁化強度;,有關(guān)磁學的基本知識,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),1).穩(wěn)定磁場及磁位方程,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),1). 穩(wěn)定磁場及磁位方程,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),1). 穩(wěn)定磁場及磁位方程,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. 地球磁場及其組成 地磁場地球周圍空間存在的磁場稱為地磁場.,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場及其組成,第一講 磁法勘探

7、理論基礎(chǔ),2. 地球磁場及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場及其組成 3). 地磁場的組成結(jié)構(gòu)與特征 地面上觀測的地磁場T是各種不同成分的磁場總和. 它們的場源分布有的在地球內(nèi)部,有的在地面之上的大氣中. 按來源和變化規(guī)律不同,可將地磁場分T分成兩部分: 一是主要來自于固體地球內(nèi)部的穩(wěn)定磁場Ts,二是起因于固體地球外部的變化磁場T.,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場及其組成 3). 地磁場的組成結(jié)構(gòu)與特征 1885年史密特又將穩(wěn)定磁場和變化磁場分解為源自于地球內(nèi)部和地球外部兩部分:,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場

8、及其組成 3). 地磁場的組成結(jié)構(gòu)與特征 一般情況下,變化磁場為穩(wěn)定場的萬分之幾到千分之幾,通常所指的地球穩(wěn)定磁場主要是內(nèi)源穩(wěn)定場,它由以下三部分組成:,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場及其組成 3). 地磁場的組成結(jié)構(gòu)與特征,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),3). 地磁場的組成結(jié)構(gòu)與特征,2. 地球磁場及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場及其組成,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. 地球磁場及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場及其組成,第一講

9、 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場及其組成,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),2. 地球磁場及其組成 6) 地磁測網(wǎng)和地磁場分布特征 地磁場是空間和時間的函數(shù). 地磁測量的地磁臺站-連續(xù)測量地磁要素絕對值及隨時間變化的場值; 野外測點:間斷地測量地磁要素的絕對值. 地磁要素隨時間空間的變化分布特征,需要把不同時間觀測的數(shù)值都歸算到某一特定日期,國際上將此日期定為1月1日零點零分,這個步驟稱為通化. 由通化后的數(shù)據(jù)編成某個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. 地球磁場及其組成

10、6) 地磁測網(wǎng)和地磁場分布特征 地磁場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,稱為北磁極. 由磁赤道以南,磁傾角為負,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稱.,3. 磁性體的磁場與磁異常 根據(jù)地磁場的研究目的不同,可以將地磁場分為正常場和磁異常兩部分.在實際工作中,正常場和磁異常是相對的概念. 正常場可以被看成磁異常的背景場或基準場. 例如: 研究大陸磁異常時,將中心偶極子場作為正常地磁場. 而在研究地殼磁異常時,須將中心偶極子場和大陸磁異常之和作為正常場.,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),3. 磁性體的磁場與磁異常,第一講 磁法勘探理論基礎(chǔ),