地球物理勘探第三章磁法勘探1
磁法勘探-地球的磁场
磁法勘探的测量方法
地面磁测
在地面上设置测点，测量地磁场强度和 方向，适用于大面积区域勘探。
海洋磁测
在海洋调查船上安装磁力仪，测量海 底地磁场强度和方向，适用于海洋资
源勘探。
航空磁测
在空中飞行器上安装磁力仪，测量地 磁场强度和方向，适用于山区、沼泽 等复杂地形区域。
井中磁测
在钻孔中安装磁力仪，测量地磁场强 度和方向，适用于地质勘探和地下资 源调查。
01
02
03
磁力梯度测量
通过测量磁场的变化率， 提高对地下磁性体分辨能 力，能够探测更小的目标。
磁力扫描技术
采用多通道磁力仪，实现 大面积、快速、高精度的 磁场测量，提高勘探效率。
磁力成像技术
利用多分量磁力仪，获取 地下磁性体的三维形态和 分布特征，实现地下构造 的三维重建。
磁法勘探与其他地球物理方法的结合
04
磁法勘探的实际应用
资源勘探
铁矿
石油和天然气
磁法勘探能够通过测量地磁场的变化， 发现地下铁矿的磁异常，从而确定铁 矿的位置和规模。
磁法勘探可以通过测量地磁场的变化， 发现地下油气藏的磁异常，为石油和 天然气的勘探提供重要线索。
煤炭Leabharlann 煤炭是一种具有较强磁性的物质，磁 法勘探可以用来探测煤田，了解煤层 的分布和埋深。
磁法勘探-地球的磁场
contents
目录
• 磁法勘探概述 • 地球磁场的基本知识 • 磁法勘探的技术和方法 • 磁法勘探的实际应用 • 磁法勘探的未来发展
01
磁法勘探概述
磁法勘探的定义
磁法勘探：利用地球磁场的变化规律 来探测地下矿藏、地质构造和其他地 质体的地球物理方法。
磁法勘探通过测量地球磁场强度的变 化，推断出地下地质体的磁性差异， 进而确定其分布、形态和规模。
地球物理勘探复习资料
地球物理勘探复习资料《地球物理勘探》基本特点（1）地球物理勘探是⼀种间接的勘探⽅法⽤钻机或其它的机械⼿段从地下取出岩样来认识地质构造是直接的勘探⽅法（或称为侵⼊⽅法，invasive method)。
地球物理勘探⽆须从地下取出岩样，⽽是通过使⽤专门的仪器在地⾯（或钻孔中）观察由地下介质引起的某种物理场的分布状态，收集和记录某些物理信息随空间或时间的变化，并对这些信息的分布特征作出解释和推断，从⽽揭⽰地球内部介质物理状态的空间变化和分布规律，以此来了解矿产资源的分布及赋存状态、查明地质构造。
（2）地球物理勘探⼯作具有效率⾼、成本低的特点以往的地球物理勘探⼯作为矿产资源的调查、⽔⽂地质及⼯程地质⼯作提供了⼤量的、获得实践检验的重要资料；尤其是在覆盖地区对研究地质构造、指导勘探、成井等⽅⾯发挥了重要作⽤，加快了勘探速度，降低了施⼯成本，提⾼了⽔⽂地质钻孔的成井率。
（3）地球物理勘探能更全⾯了解勘探⽬标的全貌，避免钻孔勘探‘⼀孔之见’的弱点在⼯程勘察中，尤其是在浅层岩溶勘察中，地球物理勘探⼯作能提供勘探区域内⼆维、甚⾄三维的地下岩溶分布状态，克服钻孔‘⼀孔之见’的局限性。
跨孔声波、电磁波透视法能了解两孔之间的岩体的完整性，能从整体上评价岩体的完整性与基础的稳定性。
（4）地球物理勘探的应⽤具有⼀定的前提条件（⼀）必要条件：要有物性差异；（⼆）充分条件：1、⽬前仪器技术条件下，能测出异常：（1）场源体要有⼀定的规模，（2）场源体要有⼀定的埋深⽐，（3）仪器灵敏度要⾼；2、⼲扰要⼩或能分辨异常；3、环境条件允许。
（5）反演解释具有多解性同⼀物理现象（或者说同⼀性质的物理场的分布）可以由多种不同的因素引起。
例如，在电法勘探中，视电阻率的变化可以由被测⽬标体电阻率值的变化引起；也可能由于地形，产状等其他因素的变化引起。
这反映了地球物理勘探资料解释具有多解性。
要克服地球物理勘探资料解释的多解性，就必须将其与钻井资料或地质资料相结合进⾏推断解释，必须掌握⼀定的地层岩矿⽯的物性参数。
地震勘探原理各章重点复习资料
地震勘探原理各章重点复习资料第⼀章：1、地球物理勘探:是根据地质学和物理学的基本原理，利⽤电⼦学和信息论等许多学科领域的新技术建⽴起来的⽅法，简称物探⽅法。
也就是，根据地层和岩⽯之间的物理性质不同来推断岩⽯性质和构造。
2、主要物探⽅法：地震勘探(岩⽯弹性的差别)—勘探地震学⾮地震类：重⼒勘探(岩⽯的密度差别)磁法勘探(岩⽯的磁性差别电法勘探(岩⽯的电性差别)3、重⼒勘探是研究反映地下岩⽯密度横向差异引起的重⼒变化，⽤于提供构造和矿产等地质信息。
重⼒异常的规模、形状和强度取决于具有密度差的物体⼤⼩、形状及深度。
重⼒勘探的任务是通过研究地⾯、⽔⾯、⽔下（或井下）或空间重⼒场的局部或区域不规则变化（即局部重⼒异常或区域重⼒异常）来寻找埋藏在地下的矿体和地质构造4、磁法勘探就是测定和分析各种磁异常，找出磁异常与地下岩⽯、地质构造及有⽤矿产的关系，作出地下地质情况和矿产分布等有关结论。
磁法勘探主要⽤来研究地质构造；研究深⼤断裂；计算结晶基底的埋深；寻找油⽓、煤⽥的构造圈闭、盐丘等，寻找磁铁矿床、⾦属和⾮⾦属矿床等。
5、电法勘探就是利⽤⼈⼯或天然产⽣的直流电场或电磁场在地下的分布规律来研究地球结构、地质构造及找矿的⼀种物探⽅法。
电法勘探是以岩⽯或矿⽯的电性差异为基础的，主要研究的电性差异参数包括：电阻率（ρ）、激发极化率（η）、介电常数（ε）、导磁率（µ）、电化学活动性等。
电法勘探的内容⼗分丰富，它们⼴泛应⽤于⾦属及⾮⾦属、⽯油、⼯程地质、⽔⽂地质等勘探研究⼯作中。
6、地震勘探⽅法就是利⽤⼈⼯⽅法激发的地震波(弹性波)，研究地震波在地层中传播的规律，来确定矿藏（包括油⽓，矿⽯，⽔，地热资源等）、考古的位置，以及获得⼯程地质信息。
地震勘探所获得的资料，与其它的地球物理资料、钻井资料及地质资料联合使⽤，并根据相应的物理与地质概念，能够得到有关构造及岩⽯类型分布等信息。
7、地震波的激发和接收，提取有⽤信息。
勘探地球物理学基础习题解答
《勘探地球物理学基础》习题解答第一章 磁法勘探习题与解答（共8题）1、什么是地磁要素？它们之间的换算关系是怎样的？解答：地磁场T 是矢量，研究中令x 轴指向地理北，y 轴指向地理东，z 轴铅直向下。
地磁场 T 分解为：北向分量为X ，东向分量为Y ，铅直分量为Z 。
T 在xoy 面内的投影为水平分量H ，H 的方向即磁北方向，H 与x 的夹角（即磁北与地理北的夹角）为磁偏角D （东偏为正），T 与H 的夹角为磁倾角I （下倾为正）。
X 、Y 、Z ，H 、D 、I ，T 统称为地磁要素。
它们之间的关系如图1-1。
图1-1 地磁要素之间的关系示意图各要素间以及与总场的关系如下：222222T H Z X Y Z =+=++， cos X H D =， sin Y H D =⋅cos H T I =⋅， sin Z T I =⋅， tan /I Z H =， arctan(/)I Z H =tan /D Y X =， arctan(/)D Y X =2、地磁场随时间变化有哪些主要特点？解答：地磁场随时间的变化主要有以下两种类型：（1）地球内部场源缓慢变化引起的长期变化；（2）地球外部场源引起的短期变化。
其中长期变化有以下两个特点：磁矩减弱：地心偶极子磁矩正在衰减，导致地磁场强度衰减（速率约为10～20nT/a ）。
磁场漂移：非偶极子的场正在向西漂移。
（且是全球性的，但快慢不同，平均约0.2o/a ）。
短期变化有以下两个特点：平静变化：按一定的周期连续出现，平缓而有规律，称为平静变化。
地磁场的平静变化主要指地磁日变。
扰动变化：偶然发生、短暂而复杂、强弱不定、持续一定的时间后就消失，称为扰动变化。
地磁场的扰动变化又分为磁暴和地磁脉动两类。
3、地磁场随空间、时间变化的特征，对磁法勘探有何意义？解答：在实际磁法勘探中，一般工作周期较短，主要关心的是地磁场的短期变化，即地磁日变化、磁暴以及地磁脉动。
在高精度磁测中，地磁日变化是一种严重干扰，一般在地面磁测、航空磁测过程中设有专用仪器进行地磁日变观测，以便进行相应的校正，称为日变改正。
《地球物理勘查》教案
《地球物理勘查》教案第⼀章绪⾔（地球物理探测简介）第⼀节物探在资源勘查中的作⽤和地位⼀、物探⽤于研究板块、⼤地构造框架、地球的深部1、海底对称分布的条带性磁异常及解释结果2、中国的深⼤断裂（青藏隆起、郯庐断裂）⼤多由物探⽅法确定3、利⽤地震、重⼒划分出地球的圈层结构⼆、物探⽤于⼩⽐例尺⼤⾯积快速扫描性普查1、1959-1999年，完成磁测1144万平⽅公⾥，放射性300万平⽅公⾥及少量的航空电法⼯作。
2、全国1：500万和1：400万航磁图全部完成，部分省区已完成1：100万和1：50万航磁图。
三、物探⽤于中⽐例尺（1：20万、1：5万）的区域地质调查⼯作圈定岩体、追索矿化带及矿体、追索隐伏断裂及指出成矿远景区。
四、物探⼤量⽤于⼤⽐例尺（1：1万、1：1千）的详查和勘探、⼯程地质、地震预报等确定矿体的产状和埋深及⼏何形状规模等。
五、物探⽤于⿊⾊⾦属、有⾊⾦属、贵⾦属、稀有稀⼟⾦属矿床及⾮⾦属、⽯油、天然⽓、煤炭、地下热⽔等40余种矿产，效果良好六、物探测井技术解决地下矿体⾛向、延伸、连续性等问题第⼆节物探的探测⽅法及发展历史与现状⼀、物探⽅法简介1、重⼒测量――――重⼒仪――――地⾯测量、航空测量2、磁⼒测量――――磁⼒仪――――地⾯测量、航空测量3、电法――电阻率法、激发极化法、充电法、电磁波法等4、放射性测量――测量、中⼦测量、氡⽓测量等5、地震测量――――⼈⼯地震、天然地震6、测井技术――电、磁、核物理、电磁波7、遥感技术被动式航空摄影――可见光波段――红外――微波主动式雷达――探地雷达、卫星雷达⼆、我国物探⽅法的发展历程1、解放前的情况1936年李善帮等在湖南⽔⼝⼭铅锌矿进⾏重⼒、磁测⼯作。
1936――1942年丁毅、顾功叙等在安徽当涂铁矿、云南易门铜矿进⾏了电阻率法和⾃然电场法⼯作。
1939年翁⽂波在四川⽯油沟进⾏测井⼯作，以电阻率法和⾃然电场法成功划分地层 2、50年代，重⼒、磁法、地震测量主要使⽤苏联、瑞典、匈⽛利的仪器。
磁法勘探(1-3)
4、铁磁性物质 （1）磁滞回线； （2）剩余磁化强度Jr。
5、居里温度
据实验资料表明：介质的磁化串和温 度之 间有如图所示的关系曲线，从图 可见，磁化率随着温度的增加而增大， 当温度达到一定值时，磁化率急剧下降， 直至到零，这时的温度称为居里点。 利用这一性质可以求地壳的磁性下界面， 了解地壳的地温变化。
岩浆岩风比后，其中磁性矿物颗粒在沉积过程中受当时地磁场作用定向排列而 成，是沉积岩剩磁的主要生成方式。
3．化学剩磁
岩石形成后，在温度远低于居里点的情况下，受到化学作用产生的铁磁性物质在 当时地磁场作用下形成的。它是变质岩剩磁的主要生成方式。
4．等温剩磁
它是在正常温度下，岩石中的磁性物质受外磁场短期磁化形成的。
1、质子旋进现象
在溶液中氢的原子磁矩，在无外磁场作用时， 它们任意指向。 当氢溶液处于地磁场T中时，这些原子磁矩在 T的作用下，将各自沿着T的方向排列。 当在近于垂直地磁场T的方向施加约50奥斯特
4、磁学单位
（nT）
二、磁偶、磁矩和磁偶的磁场
1、磁偶
不管是条形磁铁或是磁针，都是具有正负磁荷的 两个磁极，它们是成对出现的，也就是说磁量相 等而符号相反的两个点磁极，总是共同出现的。 我们将成对出现的磁量相等而符号相反的两个点 磁极称之为磁偶。
2、磁矩
设有一磁量m，两极之间的距离为l的磁偶在均匀 磁场H中，则磁偶所受到的力偶矩为：M＝mlH， 显然这时如ml越大，则力偶矩M越大，可见ml 反映磁偶本身的特点，通常将这一物理量称之为 磁矩，它表示在单位外加磁场中，磁偶所受的最 大力矩，用M示：
普通物探
第二篇 磁法勘探
讲课教师 刘 展
前言
1、定义
磁法勘探是利用地壳内部各种岩(矿)石间的磁性差异所引起的磁异常来寻找有 用矿产，查明地下地质构造的一种地球物理勘探方法。
磁法勘探
航空磁测：
工作方法
用安装在飞机的磁力仪进行磁测。具有快速，不受高山、水域、森林、 沼泽限制等特点。由于飞机距地面一定高度飞行，减弱了地表磁性不均 匀影响，更有利于磁力仪记录深部区域地质构造的磁场。
航磁比例尺根据地质任务、探测对象的规模、所测区域的地球物理特征 和航空定位技术等来确定。金属矿航磁比例尺一般多为 1:10万、1:5万， 有望远景区可达1:2.5万。构造航磁比例尺一般为1:100万、1:50万和1:20 万等。测线应与矿带或主要构造带垂直。为了获得明显可靠的磁异常信 息，飞行高度应尽量低，由比例尺、定位技术和地形条件等确定。 航磁工作中，一般采用无线电导航仪同步照相定位。为消除飞行本身的 磁干扰，还需采用特殊的磁补偿技术。航测过程中除进行测线上的磁场 测量外，还需进行基线飞行和辅助飞行。基线飞行是确定磁异常的起算 点和计算仪器的零点位移；辅助飞行包括：了解测区情况、飞行条件和 仪器工作状态的试验飞行；检查评价磁测质量的重复线飞行；检查调整 不同架次观测磁场水平的切割线飞行等。 航磁测量结果除进行与地面磁测相类似的改正外，还需进行偏向改正和 高度改正，改正后的结果再经切割线飞行观测资料调整，最后编绘航磁 异常剖面平面图和平面等值线图。
数据改正
磁法勘探野外观测数据应作各种改正才能得到正确的异常值。其中 主要的改正有﹕正常场改正﹑日变改正﹑仪器的温度系数和零点漂移改 由于磁异常的特点与磁性体的形状有关﹐故可根据磁异常的特点推断磁性体 正。作大面积磁测时﹐正常场的改正中﹐还应包括纬度改正。经过改正 的形状﹑埋深﹑走向﹑倾斜方向﹐及磁化强度的大小和方向等。这个过程称 后的异常值﹐常用等值线平面图表示。 为磁异常的解释﹐其内容大致是﹕根据工作地区已知的地质情况﹐岩石和矿 石的磁性资料﹐地磁纬度﹐磁异常的特点及积累的经验﹐初步推断引起磁异 常的地质原因﹐磁性体的大致形状和空间位置。根据上述推断结果﹐选择适 利用电子计算机可以对磁异常作各种处理﹐首先是匀滑曲线以消除 当的方法对磁异常作定量计算﹐例如计算磁性体的埋深﹑大小﹑走向和倾斜 偶然误差和随机干扰﹐提高观测数据的质量﹔其次﹐是将分布范围大的 方向等。根据前述推断结果﹐并综合其他物探方法的资料﹐确定引起磁异常 区域异常与分布范围小的局部异常分开﹐以便根据区域异常研究区域地 的地质原因﹐对工作地区的地质构造﹑矿体贮存情况及其大小等作出推论﹐ 质构造﹐根据局部异常研究局部地质构造﹐寻找有用矿产。对磁异常还 对下步工作提出建议。根据对磁异常验证结果﹐补做必要的工作﹐对异常作 可作各种变换﹐以突出异常的内在特点或改变条件 ﹐有利于解释推断。 再解释 (见地球物理勘探数据处理)。 例如将航磁异常化极﹐即化到垂直磁化时的垂向磁异常﹐可以消除倾斜 磁化的影响﹐使异常简化﹐便于解释。
地球物理勘查之磁法勘查工作规定
地球物理勘查之磁法勘查工作规定雷振英（中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所）1原始编录的内容磁力勘查工作的原始编录，是磁测工作的第一性资料，应严肃认真对待，确保质量。
原始编录包括:①仪器调节、校验及标定的观测记录。
②基点选择、磁场联测的观测记录。
③测网观测点GPS定点记录。
④测点观测记录⑤日变观测记录。
⑥磁性参数标本采集和测定记录。
⑦各种质量检查的观测记录。
以上几项内容，如是自动记录，应包括转录的光盘。
2磁测工作的基本要求2.1仪器测试a）噪声水平测定(静态试验)将仪器探头置于无干扰的磁场平缓处，探头间隔在20m以上，在日变平稳时段进行秒级同步观测，读数时间间隔为15s，取100以上的观测值计算仪器的噪声水平。
b）观测误差测定(动态试脸》在无人文干扰且磁场平缓(lOnT～20nT)的地方，建立多条观侧路线，设观测点50个以上。
参与生产的各台仪器在这些点上作往返观测，观测值经日变校正后，计算各台仪器的观测均方根误差。
c）仪器一致性测定同一工区使用两台以上(含两台)仪器时，需进行仪器一致性测定，方法同b）。
仪器一致性用总观测均方根误差衡量，量值应不大于设计观测均方根误差的1/2。
d）仪器系统误差测定在远离干扰的正常场上以20m～100m的点距设置30个点～50个点，仪器依次在这些点上作观测，观测时保持探头的极地方位、轴线方位、高度及操作员所站位置相同。
根据日变校正后的观测结果绘制仪器误差曲线。
仪器的系统误差限差，不满足要求的仪器应作系统误差改正。
2.2磁测精度的确定①磁测工作，应能保证磁测结果具有足够的精确度和准确度，满足完成既定地质任务和综合利用磁测资料的需要。
②磁测工作的精度，应根据工作任务、工区地质特点、探测对象引起的异常强度、地表干扰精况及仪器设备能力合理确定。
③磁测总均方根误差不大于探测对象引起最弱异常极大值的1/5～1/6；在浅层干扰严重地区，磁测精度可降低些，但仍须满足上述要求。
④磁测精度受方法技术条件限制，一般可参照表6.5.2-1误差分配。
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地磁场的空间变化：I、T、Z、H等值线图几乎是沿磁纬度 线均匀分布的，其最大梯度方向就是磁子午线方向。地磁场随 子午线方向的变化率称为正常水平梯度；
ECIT
1980.0年代世界磁偏线图（单位：度）
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从世界地磁图中减去地磁场的偶极子磁场(约占主磁场的 80%)，即可得到非偶极子磁场。非偶极子磁场围绕着几个中心 分布，每个中心都有各自的正、负极性，且分布的地域很广。
ECIT 1980.0年代世界非偶极子磁场垂直分量等值线平面图(单位为μT)
I、D、X、Y、Z、H和T各量都是表 示地磁场大小和方向的物理量，称为 地磁要素。
地磁绝对测量通常测定I、D、H三要 素的绝对值，磁法勘探则是测定T的相 对值。
H T cosI Z T sin I HtgI Y H sin D X 2 Y 2 H 2
X H cosD
X
2
Y
2
Z2
T
2
我国地磁要素图有以下特征：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度至-11度；零偏线以西为正，变化范
围由0度至5度。②磁倾角由南向北，I 值由-10度增至70度。
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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。
磁场、磁场强度及单位 磁场:具有磁力作用的空间。 磁场强度:是表示磁场强弱的物理量，磁场中某一点处的 磁场强度等于在那一点处单位正磁荷所受到的磁力。 单位：在SI制中，磁场强度单位为安培/米，本章中除了 物质磁化时用磁场强度外，其他地方涉及的地磁场均指磁 感应强度。故可采用特等单位， 即1伽玛=1纳特。
§3.1 地球的磁场
存在于地球周围的具有磁力作用的空 间称地磁场。他由基本磁场、变化磁场、 磁异常三部分组成。
一、主磁场
主磁场占地磁场的99%以上， 主要是由地核内电流的对流形成， 是一种由偶极子场和非偶极子场 组成的内源磁场。
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场强随高度的变化也是不断衰减的，其变化率称为正常垂向 梯度。
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例如，武汉地区某年的垂直强度Z=34350nT，水平强度 H=34800 nT，取R=6371km，则其梯度值为
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为了研究地磁场在地表的分布规律，需要利用地磁绝对测量 的成果绘制地磁要素的等值线平面图，称为“地磁图”。地磁要 素是随时间变化的，因此必须把观测数据归算到某一特定的日期。
1980.0年代世界地磁场垂直分量等值线平面图（单位为μT）
第三章 磁法勘探
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磁法勘探是利用地壳内各种岩（矿）石间的磁性差异所引 起的磁异常来寻找有用矿产或查明地下地质构造的一种地球物 理方法。磁法勘探也是应用最早的地球物理方法。1640年，瑞 典人首先尝试用罗盘寻找磁铁矿，但直到1870年，瑞典人Thalen 和Tiberg制造了万能磁力仪后，磁法勘探才作为一种地球物理方 法建立和发展起来。
磁法勘探可分为地面磁测、航空磁测、海洋磁测和井中磁 测。
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磁法勘探和重力勘探的差别:
(1)就相对幅值而言，磁异常比重力异常大得多。强磁性体产生的 磁异常高达10-4T，若正常地磁场强度按0.5×10-4T计，则最大磁 异常可以比正常地磁场强度大一倍；
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1980.0年代世界地磁场水平分量等值线平面（单位为μT）
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1980.0年代世界等倾线图（单位：度）
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二、变化磁场
主磁场随时间的缓慢变化，称为地磁场的长期变化。磁偏角、 磁倾角和地磁场强度都有长期变化。从伦敦、巴黎和罗马的资 料可以推测，磁偏角的变化周期约为500年。
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(2)从地面到地下数十公里深度内所有物质的密度变化都会引起重 力的变化，说明重力异常反映的地质因素较多。但磁异常反映的 地质因素却比较单一，只有各类磁铁矿床及富含铁磁性矿物的其 它矿床和地质构造才能造成地磁场的明显变化；
(3)密度体只有一个质量中心，而磁性体则有两个磁性中心(磁极)， 且它们的相对位置因地而异。当地质体置于不同的纬度区时，重 力异常特征不变，而磁异常特征则要改变，因此磁异常总是要比 重力异常复杂一些。
起源于地球外部并叠加在主磁场上的各种变化磁场称为短期 地磁变化。变化磁场可以分为两类：一类是连续出现的，比较 有规律且有一定周期的变化；另一类是偶然发生的、短暂而复 杂的变化。
前者称为平静变化，后者称为扰动变化。
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• 平静变化，它可能与太空电离层有关，表现为以一个太阳 日为周期的变化，叫日变。如图，一昼夜变化幅度一般 10～100 nT间，曲线在夜间平静，变化在白天，中午有明显 的负极值。季节中，夏天烈，冬季缓平，春秋居其间。日 变对磁法勘探影响大，要作改正，即日变改正。