磁法勘探(1)概论
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地球物理勘探第三章磁法勘探1
• 扰动变化，磁场突然性、不规则的变化，它们形态复杂， 变化急烈。强度大的磁扰称磁暴，它是一种全球性的效应， 延续时间数小时或数天。按强度可分为中强、中烈、强烈 磁暴三级，中暴可达数百nT，磁暴的成因与太阳粒子流有 关。
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）
EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY
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。
ECIT
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。
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）
EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY
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。
ECIT
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。
第二章 磁法勘探 第一节(一) 地球的磁场及磁异常解读
磁法勘探可用于地质调查的各个阶段。在地
质填图时﹐磁法勘探可以划分沉积岩﹑喷出岩﹑ 基性岩﹑超基性岩及变质岩的分布范围﹔可以研 究沉积岩下面的基底构造﹔查明各种控制成矿的 构造﹐如深大断裂和火山口等。在普查找矿时﹐ 磁法勘探可用来直接寻找磁铁矿床﹐并可与其他 物探方法配合﹐间接寻找或预测石油﹑天然气 ﹑
向上。
由地磁场的基本特征，如地球有两个磁极，
磁极处的地磁场约等于磁赤道上的地磁场的两倍 及地磁场的等强度线，等倾线大致与纬度线平行 等，说明地磁场与一个磁偶极子的磁场相近。确 切地说，现代地磁场与一个磁心位于地心、磁轴 与地理轴夹角为11.5°、磁矩约等于7.9×1022 A.m2的磁偶极子的磁场拟合的最佳。通常称这个 磁偶极子为地心偶极子。
2.地磁要素
地磁场总强度 T 是矢量，为描述地磁场总强
度T 在地表某一点的状态，我们定义若干个地磁
要素。将空间直角坐标系的原点置于考察点，x轴
指地理北(或真北)N，z轴铅直向下。
正，图南中半，球I为T 地上磁倾倾，角规，定北I为半负球；ZT 为下地倾磁，场规垂定直I为
分水理分量平北量，分向，北 量 东 全半 ， 偏 球D球 全 皆为Z球 指为正皆向正，指真，西磁北南偏北，半DY；为为球D负地Z为为；磁地负X场磁；为东偏H地向角为磁分，地场量H磁北，自场H向地 东偏Y为正，H 西偏Y为负。 以上七个量称为地磁 要素，它们的关系如下：
煤﹑铜﹑铝﹑镍和其他金属﹑金刚石等。在勘探 磁铁矿床时﹐结合钻探资料﹐可以推定矿体的形 状﹐指导正确布置钻孔和寻找钻孔旁侧及深部的 盲矿体。此外﹐磁法勘探还可用于研究深部地质 构造和解决其他地质问题﹐以及应用于考古学等 方面。
钒钛磁铁矿
轻型飞机航空磁力/磁梯度测量
磁法勘探第一章
所以 T=T0+Tm+Tsc+T’a+T’’a+δT
地球磁场
地磁场的起源
——爱因斯坦归为物理学领域尚未解决的五个重大难题之一 从公元1600年前后开始 最早见于威廉 吉尔伯特的 论磁体 年前后开始,最早见于威廉 吉尔伯特的<<论磁体 从公元 年前后开始 最早见于威廉.吉尔伯特的 论磁体>> 各派学说众说纷纭 发动机学说的影响最大
四 百 万 年 来 的 磁 性 倒
正向期 反向期
3 年 4
事件
转 事 件
地球磁场
磁暴
地磁场的强烈骚动，平均每年可发生十次左右，而且 地磁场 往往发生在太阳活动较强烈时。它可分为两种：一种 是急始磁暴，在开始时地磁场的水平强度突然增大， 几小时后又急速下降，变幅为5*10-4~3*10-3高斯，个 别的可达10-2高斯以上，几天后慢慢地恢复到磁暴前的 状态；有的急始磁暴在开始时有一小负脉冲，然后有 正的主要脉冲。 另一种是缓始磁暴，开始时变化较慢些。发生磁暴时， 在向着太阳一面的地球磁层 地球磁层顶部，太阳风 太阳风的速度或太 地球磁层 太阳风 阳风中等离子体微粒的密度显著增加，这时朝着太阳 一面的磁层顶由通常距地心8～11个地球半径被压缩到 距地心只有5～7个地球半径。磁暴发生时，高纬地区 常伴有极光 极光出现，无线电通讯受到严重干扰。 极光
前言
前言
本门课程的主要内容： 地球磁场 岩石的磁性 古地磁场 磁力仪及磁测工作方法 磁异常的处理解释及应用 磁力勘探的物理基础
地球磁场
第一章 地球磁场
地球周围存在的磁场称为地磁场 地磁矢量场的主体是稳定磁场
第一节 稳定磁场
稳定磁场：稳定电流激发的磁场称为稳定磁 稳定磁场 场或静磁场
磁法勘探
Yangtze University
问题：外磁场从何而来？
7
• 磁法勘探 二 基本理论
地球磁场起源(仍是谜)
地磁发电机原理
1\铁镍地核是良导体;外 核是液体,存在对流;地 球在转动.
2\地球内部存在电流,由 于感应而产生磁场,磁场 又维系着电流的存在,结 果形成自激发电机.就像 鸡和蛋,不必追究谁在先.
磁异常强度→Ta
n
磁库仑定律
Ta
S
ds r3
r
Yangtze University
24
• 磁法勘探 四 磁异常
有关磁法的公式和物理概念综述
J T外 Jr 磁化强度
T外
地质体磁化率 地磁场（ 外磁场,T0）
J
T外
J
r
T外 Jr
地质体的感应磁化强度 地质体的剩余磁化强度
航空磁力计
海洋磁力计
G-858 磁力仪
便携式磁力计 (Geometrics)
Yangtze University
21
• 磁法勘探 四 磁异常
磁异常形成的机制－磁化（内部机制）
J磁化 T外, 磁化率
感应磁化强度
Jr
剩余磁化强度
J T J 外
r （总）磁化强度
Yangtze University
3 5 2h2 x2 y2 sin i 3hx cosi
定量公式
x2 y2 h2 2
(推导从略)
28
• 磁法勘探 四 磁异常
P(x,y,0)
测点
x
y
T
T总
T0
称为“总磁场异常 ”
当Ta很小时， T约为Ta在T0方向的投影 ,
T Ta cos 。
磁法勘探
磁法勘探一、基础知识1．磁法勘探利用磁力仅观测由岩石的磁性差异引起的磁场变化的一种物探方法，称为磁法勘探，也称为磁力测量或磁测。
按其观测的空间位置不同，可分为地面磁测、航空磁测及海洋磁测。
2．磁极、磁偶及磁矩在磁性体的两端，带有符号相反的两种磁荷，即正磁荷和负磁荷，称之为磁极。
磁极所含磁荷的多少，用磁量m 表示。
由磁库仑定律可知，真空中Q (ξ，η，ζ)点处的点磁荷m Q 对P (x ，y ，z )点上的正点磁荷0m Q 的作用力为γγπμ3m0m 0Q Q 41f ⋅=(6—24)式中 γ——m Q 指向0m Q 的失径，即由源点Q (ξ，η，ζ)到场点P (x ，y ，z )的失径。
其值为()()()[]21222ζηζγ-+-+-=z y x式中 0μ——真空磁导率。
在SI 单位制中，270/104A N -⨯=πμ（或H/m ，亨利/米），磁荷的SI 单位为m ·N/A 或Wb 。
磁场强度是单位正磁荷所受的力，即γγπμ30041mm Q Q f H ==(6—25) 磁场强度的SI 单位为A ／m 。
真空中，磁感应强度的定义式为H B 0μ= (6—26)磁感应强度的SI 单位是Wb/㎡或N/(A ·m)，称特斯拉。
不管是条形磁铁或是磁针，都具有正负磁荷的两个磁极，宦们是磁量相等而符号相反的两个点磁极，总是成对共同出现，将其作为一个整体，通常称之为磁偶极子。
如图6—30所示，磁偶极子的极矩为mL P = (6—27)式中 m ——磁量；L ——两极之间距离。
磁偶极子的磁矩μPM =(6—28)磁偶所产生磁场如图6—31所示，任一点P 处的磁场强度可表示为图6—30 磁偶极子示意图 图6—31 磁偶产生磁场示意图Q MH 23cos 31+=γ (6—29)式中 M ——磁矩；γ——S ，N 之间中点到P 点距离； Q ——S ，N 连线与r 之间夹角。
由物理学可知，磁化强度的定义是单位体积（V ）的磁矩。
磁法勘探1-岩矿石磁性
3.变质岩的磁性 变质岩的磁化率和天然剩余磁化强度的变化范 围很大。按磁性，变质岩可分为铁磁 — 顺磁性和铁 磁性两类，其与原来的基质有关，也与其形成条件 有关。由沉积岩变质生成的，称副变质岩，其磁性 特征一般具有铁磁 — 顺磁性；由岩浆岩变质生成 的，称正变质岩，其磁性有铁磁 —顺磁性与铁磁性 两种。这和原岩的矿物成分，以及变质作用的外来 性或原生性有关。
第二章
磁法勘探
第一节 磁学的基础知识
一、磁场
磁体中两个磁性最强的部位，称为磁极。
磁极不仅有明显的吸铁作用，而且不同极性 的磁铁之间还存在相互作用，这种排斥力和 吸引力统称为磁力。
' 1 Qm Qm F0 40 r 2
磁场就是磁力作用的物质空间。
Qm F0 40 r 2 1
特点：
（ 1 ）强度正比于定向排列的磁性颗粒数目 , 比热剩磁小得多。
（ 2 ）形成碎屑剩磁的磁性颗粒来自火成岩 ,
这些颗粒的原生磁性来自热剩磁，因此，碎屑剩
磁比较稳定。
（3）等轴状颗粒，其碎屑剩磁方向和外磁 场（地磁场）方向一致。
3.化学剩余磁性（CRM）
在一定磁场中，某些磁性物质在低于居里温
3.岩石磁性与温度、压力有关 （1）顺磁体磁化率与温度的关系由居里定律确定：
k C T TC
（2）铁磁性矿物的磁化率与温度的关系，有可逆及不可逆 两种。前者磁化率随温度增高而增大，接近居里点则陡然下 降趋于零；加热和冷却的过程，在一定条件下磁化率都有同 一个数值。后者其加热和冷却曲线不相吻合，即不可逆。此 外，温度增高还引起矿物矫顽力减小。 铁磁体磁化，同时发生机械变形，其形状和体积的改变 称为磁致申缩。岩石的剩余磁化强度随着岩石受压的增大而 减小。
磁法勘探的基本原理
磁法勘探的基本原理
磁法勘探（Magnetic Exploration）它是一种常用地质探测技术，既利用
磁性物质和磁场进行调查，又利用物体内在磁场互动来获取信息。
磁法勘探的基本原理是：大部分的物体都有层状的内磁场，靠近地核的特
殊物质则有外部磁场，如磁铁、铁矿石等，而地球拥有一个巨大的磁场，该磁场能够施加到地表及地下物质中，而且存在着比较明显的差异，因此利用集成磁针、罗盘、地磁变和测距观测仪这些磁法仪器来测量磁场的强弱、照射强度和有效强度，从而可以获取探测的相关资料，从而建立出一个三维的地质构造模型。
内磁场是由物体内部分子的磁性元素而产生的，外磁场是受测物体内部磁
场的影响而反过来施加于测量物体的，因此内外磁场的综合变化被称为“磁波”，当磁波即测量物体附近的磁场发生变化时，就可以捕获到它产生的信号，从而使测量物体的磁场变化得以精确调查。
磁法勘探法不仅可以实现对地球形态的探测，也可以用于探测岩石的结构，由于岩石的结构在磁场变化的影响下会有所不同，因此，磁法勘测法可以准确调查岩石的结构与构造情况。
磁法勘探是一种实用性很强、成本低廉、安全性高的现代地质调查技术，
它已经成为现代地质勘探技术的主要手段，用于探测地表和地下特殊矿藏体及控制构造运动。
如今，在互联网的时代，提出了更为先进的磁法勘探方法和技术，例如远程测量和计算机辅助分析系统，这使得磁法勘探的应用更加广泛，从而成为地质勘探的重要工具。
第二章 磁法勘探
4、磁偶极子、磁矩 磁偶极子：当两个等量异号的点磁极相距很近时， 将其看成一个整体。 磁矩：衡量磁偶极子磁性强弱的物理量。
M ml
5、磁化、磁化强度、磁化率 磁化：将原来不显磁性的物体，放入磁场中，由 于磁场的作用，该物体也能获得磁性，并产生附加 磁场。这种现象称为磁化。 磁化强度－－衡量物体磁化强弱的物理量。
Z a ( )
x
第一节 磁法勘探的基础知识
一、有关磁学知识 1、磁性、磁性体 2、磁极、磁极强度 磁极：磁性体不同部位磁性不同，两端磁性强； 磁针指北---N（+）磁极 磁针指南---S（-）磁极 磁极强度（m） ：衡量磁性体磁性强弱的物理量。 当两个点磁极相距1cm，如果其作用力为1达因， 则它们的磁极强度为1个CGSM单位。
4、应力作用： 应力作用会使岩石的磁性减弱，所以在构造破碎 带上往往出现低、负异常。 5、磁性地质体的形状： 不同形状的磁性体产生不同的消磁场，使不同形 状的磁性体显示出不同的磁性。
第三节 磁法勘探仪器及地面磁测资料整理
一、仪器 机械式磁力仪---相对测量； 电子式磁力仪： 磁通门式磁力仪； 核子旋进磁力仪； 光泵磁力仪； 超导磁力仪。
第二章 磁法勘探
以不同岩矿石间的磁性差异为基础，通过观测地 磁场的变化（磁异常）来找矿解决某些地质问题的 一种物探方法。 该方法应用最早，理论相对完善成熟。由于观测 天然存在的地磁场(天然场源法)，不需人工场源， 因此仪器轻便工作方法简单，工作效率高成本低， 应用广泛。 1640年瑞典人开始用罗盘找磁铁矿，1870年泰 朗和铁贝尔制成找磁铁矿的万能磁力仪，是地球物 理勘探学科形成的标志。此后，新仪器不断出现， 灵敏度不断提高，磁法勘探的应用范围不断扩大。
地磁图及地磁要素在地球表面的分布规律: 1)等值线大致平行于地理纬线; 2)赤道附近Z=0;H达到最大(0.3—0.4Oe); 3)随纬度增加,Z增大,H减小;在两极附近H=0；Z达到 最大; 4)北半球Z,I为正值,南半球相反。 地磁场的基本磁场位于球心的磁偶极子磁场相当。
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磁力：两个磁体的磁极之间的相互作用力；
§2.1.2 磁学理论基础
一、磁场、磁场强度及其单位
磁场：磁力作用的物质空间称为磁场 磁力线：由磁体的正极出发终止于负极的封闭曲线。
§2.1.2 磁学理论基础
一、磁场、磁场强度及其单位
1.磁库仑定律
F
●
Q m1
Q r ● m2
F
F 1 • Qm1 • Qm2
井中磁测是地面磁测向地下的延伸，主要用于划 分磁性岩层，寻找盲矿等，其资料对地面磁测起 印证和补充作用。
磁法勘探的应用
1、直接寻找具有磁性的金属矿体，如磁铁矿、磁黄 铁矿等；
2、间接寻找无磁性的金属矿与非金属矿体，如铅锌 矿、铜矿、石棉矿等；
3、地质填图，如圈定磁性的岩体、断裂等； 4、研究大地构造、了解结晶基底的起伏等； 5、在古地质学方面的应用等； 6、其它方面的应用
50年代末和60年代初，前苏联、美国又相继把质子 旋进磁力仪装于船上，开展了海洋磁测。
（二） 分类及应用
就工作环境而言，磁法勘探可分为： 航空磁测 地面磁测 海洋磁测 井中磁测
航空磁测是第二次世界大战后发展起来的方法。
特点： 不受水域、森林、沙漠等自然条件的限制 测量速度快、效率高
广泛应用于区域地质调查、储油气构造和含煤构造 勘查、成矿远景预测，以及寻找大型磁铁矿床等
4 0
r2
单位：达因（dyn）
0 4 10 7 H / m
§2.1.2 磁学理论基础
一、磁场、磁场强度及其单位
2.磁场强度及其单位
磁场强度（H）：单位磁荷在磁场中所受的力，称为该点 的磁场强度，用H表示，单位为A/m（安培/米）
H
F Qm0
1
4 0
•
Qm r2
方向为单位正磁荷在场中受力的方向
r
●
我国古代四大发明之一指南针， 该图是司南和地盘复原模型
指南车的复原模型 一种用来辨认方向的仪器。车上有一小
人，其手指的方向即为南方，传说司南、罗盘都是根据它而发明。
1640年，瑞典人首次尝试用罗盘调查磁铁矿，开辟了利用 磁场变化来寻找矿产的新途径。
直到1870年，瑞典人泰朗(Thalen)和铁贝尔(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。
地面磁测应用最早，而今它是在航空磁测资料的 基础上所作的更详细的磁测工作。
用以判断引起磁异常的地质原因及磁性体的赋存 形态。在地质调查的各个阶段都有有广泛应用。
海洋磁测是在质子旋进式磁力仪问世后才发展起 来的。
它是综合性海洋地质调查的组成部分，此外、还 用于寻找滨海砂矿，以及为海底工程(寻找沉船、 敷设电缆、管道等)服务。
第二章 磁法勘探
主要内容
§2.1 磁法勘探的理论基础 §2.2 磁力仪及野外工作方法 §2.3 磁异常的推断解释 §2.4 磁法勘探的应用
第一节 磁法勘探的理论基础
§2.1.1 磁法勘探概述
（一）概念及发展历史 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勘探方法。
Qm
●+Q m 0
§2.1.2 磁学理论基础
一、磁场、磁场强度及其单位
2.磁场强度及其单位
在CGSM单位制中： Oe（奥斯特）：单位正磁荷在磁源磁场中一点上的 受力为1dyn. １Oe =105γ（伽马）
在SI制中，磁场强度单位为A/m（安培/米）。
1Oe 103 A / m
4
§2.1.2 磁学理论基础
磁法勘探是应用最早的地球物理方法。
磁法勘探的历史源远流长。我国是最早发现和利 用磁现象的国家，早在战国时代人们就发现了天 然磁石和指极性。随后在公元11世纪初期，我国 制造出了指南针并在航海中得到了应用。
中国古代四大发明之一的指南针传入欧洲后，英 国人威廉·吉尔伯特（William Gilbert)才开始 研究地磁现象的起因，他于1600年通过实验提出， 地球类似一个大磁铁。
一、磁场、磁场强度及其单位
3.磁偶极子
相距很近的两个等量异性磁极，作为一个整体称为磁偶
极子。
2l
Pm=2lQm
Qm
Qm
Pm
Pm称为磁偶极矩，方向由负磁极指向正磁极。
§2.1.2 磁学理论基础
一、磁场、磁场强度及其单位
3.磁偶极子
TN A TATSrTS TB Nhomakorabear
TN
TB
l Qm
2 0r 3
TA
l Qm
一、磁场、磁场强度及其单位
2.磁场强度及其单位
磁感应强度B，根据毕奥—萨伐尔定律：恒定电流I的无限长 直导线周围，距离为a的各点上该电流产生的磁场。
B 0 2I 4 a
B H
SI制单位特斯拉（T），1T＝1Wb/m2，通常用较小的单位nT （纳特），1nT＝10-9T
在CGSM单位制中：高斯（Gs），1Gs=10-4T。
§2.1.2 磁学理论基础
一、磁场、磁场强度及其单位
2.磁场强度及其单位
B H
在CGSM单位制中： B的单位为高斯（Gs）； H的单位为奥斯特（ Oe ）； 真空中μ=1，故B和H量纲相同，单位相等。
1 10 5Oe 10 5Gs 1 105Oe 105Gs ˆ 109T 1nT
§2.1.2 磁学理论基础
1915年德国人施密特（Schmidt）制成刃口式磁秤，大大提 高了磁测精度，使磁法不仅在寻找铁矿中起作用，同时还 用来寻找其他矿产，并在圈定磁性岩体，研究地质构造以 及寻找油田，盐丘中得到应用。
1936年前苏联人阿·阿·罗加乔夫试制成功感应式 航空磁力仪，大大提高了磁测速度和磁测范围，使 磁法工作进入了一个新的阶段。
0r 3
§2.1.2 磁学理论基础
二、地磁场及其变化
存在于地球周围的具有磁力作用的空间，称为地磁场。 地磁场是矢量场，分布在从地核到空间磁层边缘的空间。 磁法勘探利用地磁场的空间变化实现研究地下地质体的 目的。
（一）地磁场的构成
稳定的磁场 偶极子磁场（T0） （Ts内源场） 非偶极子场（Tm）
§2.1.2 磁学理论基础
一、磁场、磁场强度及其单位
磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的特性，称 为磁性
磁性体：具有磁性的物体；
磁极：磁体中两个磁性最强的部位，指北的一极 称为指北极或正磁极，用N表示，指南的一极称为 指南极或负磁极，用S表示;
磁荷：正磁荷—集中在磁体的N极（+） 负磁荷—集中在磁体的S极（－）
§2.1.2 磁学理论基础
一、磁场、磁场强度及其单位
磁场：磁力作用的物质空间称为磁场 磁力线：由磁体的正极出发终止于负极的封闭曲线。
§2.1.2 磁学理论基础
一、磁场、磁场强度及其单位
1.磁库仑定律
F
●
Q m1
Q r ● m2
F
F 1 • Qm1 • Qm2
井中磁测是地面磁测向地下的延伸，主要用于划 分磁性岩层，寻找盲矿等，其资料对地面磁测起 印证和补充作用。
磁法勘探的应用
1、直接寻找具有磁性的金属矿体，如磁铁矿、磁黄 铁矿等；
2、间接寻找无磁性的金属矿与非金属矿体，如铅锌 矿、铜矿、石棉矿等；
3、地质填图，如圈定磁性的岩体、断裂等； 4、研究大地构造、了解结晶基底的起伏等； 5、在古地质学方面的应用等； 6、其它方面的应用
50年代末和60年代初，前苏联、美国又相继把质子 旋进磁力仪装于船上，开展了海洋磁测。
（二） 分类及应用
就工作环境而言，磁法勘探可分为： 航空磁测 地面磁测 海洋磁测 井中磁测
航空磁测是第二次世界大战后发展起来的方法。
特点： 不受水域、森林、沙漠等自然条件的限制 测量速度快、效率高
广泛应用于区域地质调查、储油气构造和含煤构造 勘查、成矿远景预测，以及寻找大型磁铁矿床等
4 0
r2
单位：达因（dyn）
0 4 10 7 H / m
§2.1.2 磁学理论基础
一、磁场、磁场强度及其单位
2.磁场强度及其单位
磁场强度（H）：单位磁荷在磁场中所受的力，称为该点 的磁场强度，用H表示，单位为A/m（安培/米）
H
F Qm0
1
4 0
•
Qm r2
方向为单位正磁荷在场中受力的方向
r
●
我国古代四大发明之一指南针， 该图是司南和地盘复原模型
指南车的复原模型 一种用来辨认方向的仪器。车上有一小
人，其手指的方向即为南方，传说司南、罗盘都是根据它而发明。
1640年，瑞典人首次尝试用罗盘调查磁铁矿，开辟了利用 磁场变化来寻找矿产的新途径。
直到1870年，瑞典人泰朗(Thalen)和铁贝尔(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。
地面磁测应用最早，而今它是在航空磁测资料的 基础上所作的更详细的磁测工作。
用以判断引起磁异常的地质原因及磁性体的赋存 形态。在地质调查的各个阶段都有有广泛应用。
海洋磁测是在质子旋进式磁力仪问世后才发展起 来的。
它是综合性海洋地质调查的组成部分，此外、还 用于寻找滨海砂矿，以及为海底工程(寻找沉船、 敷设电缆、管道等)服务。
第二章 磁法勘探
主要内容
§2.1 磁法勘探的理论基础 §2.2 磁力仪及野外工作方法 §2.3 磁异常的推断解释 §2.4 磁法勘探的应用
第一节 磁法勘探的理论基础
§2.1.1 磁法勘探概述
（一）概念及发展历史 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勘探方法。
Qm
●+Q m 0
§2.1.2 磁学理论基础
一、磁场、磁场强度及其单位
2.磁场强度及其单位
在CGSM单位制中： Oe（奥斯特）：单位正磁荷在磁源磁场中一点上的 受力为1dyn. １Oe =105γ（伽马）
在SI制中，磁场强度单位为A/m（安培/米）。
1Oe 103 A / m
4
§2.1.2 磁学理论基础
磁法勘探是应用最早的地球物理方法。
磁法勘探的历史源远流长。我国是最早发现和利 用磁现象的国家，早在战国时代人们就发现了天 然磁石和指极性。随后在公元11世纪初期，我国 制造出了指南针并在航海中得到了应用。
中国古代四大发明之一的指南针传入欧洲后，英 国人威廉·吉尔伯特（William Gilbert)才开始 研究地磁现象的起因，他于1600年通过实验提出， 地球类似一个大磁铁。
一、磁场、磁场强度及其单位
3.磁偶极子
相距很近的两个等量异性磁极，作为一个整体称为磁偶
极子。
2l
Pm=2lQm
Qm
Qm
Pm
Pm称为磁偶极矩，方向由负磁极指向正磁极。
§2.1.2 磁学理论基础
一、磁场、磁场强度及其单位
3.磁偶极子
TN A TATSrTS TB Nhomakorabear
TN
TB
l Qm
2 0r 3
TA
l Qm
一、磁场、磁场强度及其单位
2.磁场强度及其单位
磁感应强度B，根据毕奥—萨伐尔定律：恒定电流I的无限长 直导线周围，距离为a的各点上该电流产生的磁场。
B 0 2I 4 a
B H
SI制单位特斯拉（T），1T＝1Wb/m2，通常用较小的单位nT （纳特），1nT＝10-9T
在CGSM单位制中：高斯（Gs），1Gs=10-4T。
§2.1.2 磁学理论基础
一、磁场、磁场强度及其单位
2.磁场强度及其单位
B H
在CGSM单位制中： B的单位为高斯（Gs）； H的单位为奥斯特（ Oe ）； 真空中μ=1，故B和H量纲相同，单位相等。
1 10 5Oe 10 5Gs 1 105Oe 105Gs ˆ 109T 1nT
§2.1.2 磁学理论基础
1915年德国人施密特（Schmidt）制成刃口式磁秤，大大提 高了磁测精度，使磁法不仅在寻找铁矿中起作用，同时还 用来寻找其他矿产，并在圈定磁性岩体，研究地质构造以 及寻找油田，盐丘中得到应用。
1936年前苏联人阿·阿·罗加乔夫试制成功感应式 航空磁力仪，大大提高了磁测速度和磁测范围，使 磁法工作进入了一个新的阶段。
0r 3
§2.1.2 磁学理论基础
二、地磁场及其变化
存在于地球周围的具有磁力作用的空间，称为地磁场。 地磁场是矢量场，分布在从地核到空间磁层边缘的空间。 磁法勘探利用地磁场的空间变化实现研究地下地质体的 目的。
（一）地磁场的构成
稳定的磁场 偶极子磁场（T0） （Ts内源场） 非偶极子场（Tm）
§2.1.2 磁学理论基础
一、磁场、磁场强度及其单位
磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的特性，称 为磁性
磁性体：具有磁性的物体；
磁极：磁体中两个磁性最强的部位，指北的一极 称为指北极或正磁极，用N表示，指南的一极称为 指南极或负磁极，用S表示;
磁荷：正磁荷—集中在磁体的N极（+） 负磁荷—集中在磁体的S极（－）