地球物理勘探之磁法勘探ppt课件.ppt

磁法勘探磁法勘探是应用最早的地球物理方法，1640年，瑞典人首次尝试用罗盘寻找磁铁矿；1870年制造出了第一台万能磁力仪，这也可以看做是应用地球物理学开始发展的一个重要标志。
我国磁法工作是上世纪30年代在云南开始的，解放前十几年都停留在科学试验阶段，解放后有很大的发展，现今以跨入世界先进行列。1、定义
通过观测和分析岩矿石的磁性异常及磁场特征,来研究地质构造及其分布形态和寻找矿产的一种地球物理勘探方法。
2、分类
就工作环境而言，可分为地面磁测、航空磁测、海洋磁测和井中磁测四类。
3、单位
SI制：T（特斯拉）
地球物理学：nT（纳特）
1nT=10-9T4、磁法勘探和重力勘探的重要差别预备知识：岩、矿石的磁性3、铁磁质
在弱磁场作用下，铁磁性物质即可达到磁化饱和，其磁化率x>>0它与磁法勘探有着密切的联系。2、岩、矿石的剩余磁性
①热剩余磁性
②碎屑剩余磁性
③化学剩余磁性
④黏滞剩余磁性
⑤等温剩余磁性3、研究岩、矿石磁性的意义（测量岩矿石的磁参数）
岩石的剩磁对于正确解释磁测资料是必不可缺少的，尤其是当剩磁较强，且与现今地磁场方向又不一致，在解释磁异常时若只考虑，则可能会导致错误结论，例如可能使推断矿体的产状出现错误。在火山岩地区，研究岩石剩磁，对于区分矿与非矿的异常也有重要意义。
古地磁研究是地磁学的一个重要方面。它是通过测定岩石或古代文物(砖瓦、陶器和古冶炼炉等熔烧粘土制品)的原生剩磁，来研究地质史期和人类文明史期的古地磁场方向、强度及其演变规律。它已发展成为地学中重要的一门分支学科——古地磁学。第一节地球的磁场根据磁场起源，地磁场分为内源场和外源场。
起源于地球内部的磁场称为内源场，约占地球总磁场的95%。内源场主要来自地球的液态外核。外核是熔融的金属铁和镍，它们是电流的良导体，当地球旋转时，产生强大的电流，这些电流产生了地球磁场。地磁场总体像个沿地球旋转轴放置在地心的磁铁棒产生的磁场，它内源场的主要部分，也是地磁场的主要特征，占到总地磁场的80%~85%，称为偶极子场。内源场还有五个大尺度的非偶极子场，称为磁异常，分别为南大西洋磁异常，欧亚大陆磁异常，北非磁异常，大洋洲磁异常和北美磁异常，主要来源于地壳岩石产生的磁场。
起源于地球外的磁场称为外源场，主要由太阳产生，它占了地球磁场的5%。1、地磁要素X（地理北）2、地磁图 根据各地的地磁要素随时间变化的观测资料，还可求出相应要素在各地的年变化平均值，称为地磁要素的年变率。同样可以编制出相应年代的要素年变率等值线图。这类图件一般可以适用五年，与地磁图合用可以求得五年中某一年的地磁要素值。由于地磁场存在长期变化，因此，在使用地磁图时必须注意出版的年代，及相应年代要素的年变率地磁图。
ZH地磁要素是按一定的规律分布在地表的：
（1）等Z线、等H线（等I线）都大致平行于地理纬线
（2）在赤道附近（磁赤道上），垂直分量Z和磁倾角I为零，水平分量H最大，地下介质在这里被“水平磁化”。随着纬度的增大，Z和I的绝对值也增大，而H逐渐减小。
（3）在北半球T向下，磁倾角I为正；在南半球磁场T向上，I为负。地下介质在这里被“倾斜磁化”
（4）在两极附近某处，I达到±90°，H为零，Z的绝对值最大，它们就是地球的磁极。在地理北极附近的叫“磁北极”，它具有S极的极性；在地理南极附近的叫“磁南极”，它具有N极的极性。处于这两个磁极附近的地下介质被“垂直磁化”地磁极和地理极的区别TID3、非偶极子场4、主磁场的长期变化二、变化磁场特点：
各个地磁要素的平静变化是逐日不停地在进行，其中振幅易变、相位几乎不变。
白天（6～18）时磁场变化较大，夜间较平静。
夏季的变化幅度最大，冬季的幅度最小，春、秋季节居中。日变的平均幅度为数纳特～数十纳特。2、扰动变化三、磁异常四、我国境内地磁要素的分布 在我国境内，根据二维幂多项式模式编制的我国地磁图表明有以下分布特征：
（1）磁偏角的零偏线由蒙古穿过我国中部偏西的甘肃省和西藏自治区延伸到尼泊尔、印度。零偏线以东偏角为负，其变化由0°至-11°；零偏线以西为正，变化范围由0°至5°。
（2）磁倾角由南向北，I值由-10°增至70°。
（3）地磁场水平强度（H）从南至北，H值由40000nT降至21000nT。
（4）垂直强度自南至北由-10000nT增加到56000nT。
（5）总场强度由南到北，变化值为41000nT至60000nT。第二节地磁场的解析表达式 对上式采用分离变量法，则可得Laplace方程的一般解，从而可分别获得其内源场和外源场的磁位球谐表达式。若设外源场磁位为零，则内源场磁位（相当于重力位）的球谐一般表达式为式中，为施密特准归一化的缔合勒让德函数

其中

对式(2)计算其沿轴向的微商位，可得到相应三个轴向磁场强度的三分量。而地磁场