地球物理勘探之磁法勘探課件

磁法勘探磁法勘探1磁法勘探是應(yīng)用最早的地球物理方法，1640年，瑞典人首次嘗試用羅盤尋找磁鐵礦；1870年制造出了第一臺(tái)萬能磁力儀，這也可以看做是應(yīng)用地球物理學(xué)開始發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。我國(guó)磁法工作是上世紀(jì)30年代在云南開始的，解放前十幾年都停留在科學(xué)試驗(yàn)階段，解放后有很大的發(fā)展，現(xiàn)今以跨入世界先進(jìn)行列。磁法勘探是應(yīng)用最早的地球物理方法，1640年21、定義通過觀測(cè)和分析巖礦石的磁性異常及磁場(chǎng)特征,來研究地質(zhì)構(gòu)造及其分布形態(tài)和尋找礦產(chǎn)的一種地球物理勘探方法。2、分類就工作環(huán)境而言，可分為地面磁測(cè)、航空磁測(cè)、海洋磁測(cè)和井中磁測(cè)四類。3、單位SI制：T（特斯拉）地球物理學(xué)：nT（納特）1nT=10-9T1、定義34、磁法勘探和重力勘探的重要差別4、磁法勘探和重力勘探的重要差別4預(yù)備知識(shí)：巖、礦石的磁性一、物質(zhì)的磁性基于物質(zhì)磁化率x的差異，可以將它們分為逆磁質(zhì)、順磁質(zhì)和鐵磁質(zhì)三大類。1、逆磁質(zhì)X<0的物質(zhì)稱為逆磁質(zhì)，在磁場(chǎng)作用下，這類物質(zhì)發(fā)生反向磁化。2、順磁質(zhì)X>0的物質(zhì)稱為順磁質(zhì)，在磁場(chǎng)作用下，這類物質(zhì)會(huì)沿磁場(chǎng)方向磁化。

這兩類物質(zhì)的磁化率皆為常量，在受到很小的地磁場(chǎng)磁化后，它們所顯示的磁性也很微弱，在磁法勘探中將它們看成是無磁性的物質(zhì)。預(yù)備知識(shí)：巖、礦石的磁性一、物質(zhì)的磁性基于53、鐵磁質(zhì)在弱磁場(chǎng)作用下，鐵磁性物質(zhì)即可達(dá)到磁化飽和，其磁化率x>>0它與磁法勘探有著密切的聯(lián)系。二、巖、礦石的磁性1、巖、礦石磁性的構(gòu)成巖、礦石的磁性與礦物的磁性密切相關(guān)，巖、礦石大多含有磁性礦物，各類巖、礦石所含磁性礦物的種類和數(shù)量都不同，因此存在磁性的差異。

研究表明，巖、礦石的磁化強(qiáng)度由兩部分組成：一部分是被現(xiàn)代地磁場(chǎng)磁化后取得的，稱為感應(yīng)磁化強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱感磁），另一部分與現(xiàn)代地磁場(chǎng)無關(guān)，是巖、礦石形成前后，受當(dāng)時(shí)地磁場(chǎng)磁化后保留下來的，稱為天然剩余磁化強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱剩磁）3、鐵磁質(zhì)二、巖、礦石的磁性1、巖、礦石磁性的構(gòu)成62、巖、礦石的剩余磁性

①熱剩余磁性②碎屑剩余磁性③化學(xué)剩余磁性④黏滯剩余磁性⑤等溫剩余磁性原生剩磁次生剩磁2、巖、礦石的剩余磁性原生剩磁次生剩磁73、研究巖、礦石磁性的意義（測(cè)量巖礦石的磁參數(shù)）

巖石的剩磁對(duì)于正確解釋磁測(cè)資料是必不可缺少的，尤其是當(dāng)剩磁較強(qiáng)，且與現(xiàn)今地磁場(chǎng)方向又不一致，在解釋磁異常時(shí)若只考慮，則可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)論，例如可能使推斷礦體的產(chǎn)狀出現(xiàn)錯(cuò)誤。在火山巖地區(qū)，研究巖石剩磁，對(duì)于區(qū)分礦與非礦的異常也有重要意義。古地磁研究是地磁學(xué)的一個(gè)重要方面。它是通過測(cè)定巖石或古代文物(磚瓦、陶器和古冶煉爐等熔燒粘土制品)的原生剩磁，來研究地質(zhì)史期和人類文明史期的古地磁場(chǎng)方向、強(qiáng)度及其演變規(guī)律。它已發(fā)展成為地學(xué)中重要的一門分支學(xué)科——古地磁學(xué)。3、研究巖、礦石磁性的意義（測(cè)量巖礦石的磁參數(shù)）8第一節(jié)地球的磁場(chǎng)存在于地球周圍的具有磁力作用的空間，稱為地磁場(chǎng)。它是由基本磁場(chǎng)、變化磁場(chǎng)和磁異常三部分組成。一、主磁場(chǎng)

偶極子是指相距很近的符號(hào)相反的一對(duì)“電荷”或“磁荷”，地磁場(chǎng)可以近似地看作是偶極子場(chǎng)（約占主磁場(chǎng)的80%）第一節(jié)地球的磁場(chǎng)存在于地球周圍的具有磁力作9根據(jù)磁場(chǎng)起源，地磁場(chǎng)分為內(nèi)源場(chǎng)和外源場(chǎng)。起源于地球內(nèi)部的磁場(chǎng)稱為內(nèi)源場(chǎng)，約占地球總磁場(chǎng)的95%。內(nèi)源場(chǎng)主要來自地球的液態(tài)外核。外核是熔融的金屬鐵和鎳，它們是電流的良導(dǎo)體，當(dāng)?shù)厍蛐D(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)大的電流，這些電流產(chǎn)生了地球磁場(chǎng)。地磁場(chǎng)總體像個(gè)沿地球旋轉(zhuǎn)軸放置在地心的磁鐵棒產(chǎn)生的磁場(chǎng)，它內(nèi)源場(chǎng)的主要部分，也是地磁場(chǎng)的主要特征，占到總地磁場(chǎng)的80%~85%，稱為偶極子場(chǎng)。內(nèi)源場(chǎng)還有五個(gè)大尺度的非偶極子場(chǎng)，稱為磁異常，分別為南大西洋磁異常，歐亞大陸磁異常，北非磁異常，大洋洲磁異常和北美磁異常，主要來源于地殼巖石產(chǎn)生的磁場(chǎng)。起源于地球外的磁場(chǎng)稱為外源場(chǎng)，主要由太陽(yáng)產(chǎn)生，它占了地球磁場(chǎng)的5%。根據(jù)磁場(chǎng)起源，地磁場(chǎng)分為內(nèi)源場(chǎng)和外源場(chǎng)。101、地磁要素X（地理北）y（東）z（下）H（磁北）X北向分量Y東向分量Z垂直分量H水平分量（指向磁北），其延長(zhǎng)線即是磁子午線D磁偏角（H偏東時(shí)D為正）I磁傾角（下傾為正）以北半球?yàn)槔?、地磁要素X（地理北）y（東）z（下）HX北向11X（地理北）y（東）z（下）H（磁北）X、Y、Z、H、D、I和地磁場(chǎng)強(qiáng)度T都是表示地磁場(chǎng)大小和方向的物理量，合稱為地磁要素，它們之間的關(guān)系如下：X（地理北）y（東）z（下）HX、Y、Z、H122、地磁圖地磁要素是隨時(shí)空變化的，要了解其分布特征，必須把不同時(shí)刻所觀測(cè)的數(shù)值都?xì)w算到某一特定的日期，國(guó)際上將此日期一般選在1月1日零點(diǎn)零分，這個(gè)步驟稱之為通化。將經(jīng)通化后的某一地磁要素值按各個(gè)測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)標(biāo)在地圖上，再把數(shù)值相等的各點(diǎn)用光滑的曲線連結(jié)起來，編繪成某個(gè)地磁要素的等值線圖，便稱為地磁圖。地磁圖按要素D、I、T、H、Z、X及Y可分別繪制出相應(yīng)等值線圖，按編圖范圍分類，有世界地磁圖和局部地磁圖兩種；世界地磁圖表示地磁場(chǎng)在全球范圍內(nèi)的分布，通常每五年編繪一次。我國(guó)地磁圖每十年編繪一次2、地磁圖地磁要素是隨時(shí)空變化的，要了解其分布特征，13

根據(jù)各地的地磁要素隨時(shí)間變化的觀測(cè)資料，還可求出相應(yīng)要素在各地的年變化平均值，稱為地磁要素的年變率。同樣可以編制出相應(yīng)年代的要素年變率等值線圖。這類圖件一般可以適用五年，與地磁圖合用可以求得五年中某一年的地磁要素值。由于地磁場(chǎng)存在長(zhǎng)期變化，因此，在使用地磁圖時(shí)必須注意出版的年代，及相應(yīng)年代要素的年變率地磁圖。 根據(jù)各地的地磁要素隨時(shí)間變化的觀測(cè)資料，還可求出相14ZX（地理北）y（東）z（下）H（磁北）ZX（地理北）y（東）z（下）H15HH16

地磁要素是按一定的規(guī)律分布在地表的：（1）等Z線、等H線（等I線）都大致平行于地理緯線（2）在赤道附近（磁赤道上），垂直分量Z和磁傾角I為零，水平分量H最大，地下介質(zhì)在這里被“水平磁化”。隨著緯度的增大，Z和I的絕對(duì)值也增大，而H逐漸減小。（3）在北半球T向下，磁傾角I為正；在南半球磁場(chǎng)T向上，I為負(fù)。地下介質(zhì)在這里被“傾斜磁化”（4）在兩極附近某處，I達(dá)到±90°，H為零，Z的絕對(duì)值最大，它們就是地球的磁極。在地理北極附近的叫“磁北極”，它具有S極的極性；在地理南極附近的叫“磁南極”，它具有N極的極性。處于這兩個(gè)磁極附近的地下介質(zhì)被“垂直磁化”地磁要素是按一定的規(guī)律分布在地表的：17地磁極和地理極的區(qū)別地磁極和地理極的區(qū)別18TT19II20DD213、非偶極子場(chǎng)3、非偶極子場(chǎng)224、主磁場(chǎng)的長(zhǎng)期變化4、主磁場(chǎng)的長(zhǎng)期變化23二、變化磁場(chǎng)地磁場(chǎng)的短期變化主要起因于固體地球外部的各種電流體系。按其變化特征也可以分為兩類：一類是按一定的周期連續(xù)出現(xiàn)，且變化平緩而有規(guī)律，稱為平靜變化；另一類是偶然發(fā)生，持續(xù)一定時(shí)間后就消失，是短暫而復(fù)雜的變化，變化幅度可以很強(qiáng)烈，也有的很小，稱之為擾動(dòng)變化。1、平靜變化平靜變化又根據(jù)其變化周期和幅度等特征，分為太陽(yáng)靜日變化（Sq）和太陰日變化（L）。由于后者變化幅度僅l-2nT，又重疊在太陽(yáng)靜日變化之中，對(duì)磁法勘探影響甚微。故不單獨(dú)考慮。二、變化磁場(chǎng)地磁場(chǎng)的短期變化主要起因于固體地24特點(diǎn)：各個(gè)地磁要素的平靜變化是逐日不停地在進(jìn)行，其中振幅易變、相位幾乎不變。白天（6～18）時(shí)磁場(chǎng)變化較大，夜間較平靜。夏季的變化幅度最大，冬季的幅度最小，春、秋季節(jié)居中。日變的平均幅度為數(shù)納特～數(shù)十納特。特點(diǎn)：252、擾動(dòng)變化

※磁測(cè)過程中應(yīng)設(shè)有專用儀器進(jìn)行地磁日變觀測(cè)，以便進(jìn)行相應(yīng)的校正，去掉短期變化磁場(chǎng)的干擾，稱為日變改正。如果在勘探過程中遇到磁暴現(xiàn)象，應(yīng)停止工作2、擾動(dòng)變化※磁測(cè)過程中應(yīng)設(shè)有專用儀器進(jìn)行地磁26三、磁異常三、磁異常27四、我國(guó)境內(nèi)地磁要素的分布四、我國(guó)境內(nèi)地磁要素的分布28

在我國(guó)境內(nèi)，根據(jù)二維冪多項(xiàng)式模式編制的我國(guó)地磁圖表明有以下分布特征：（1）磁偏角的零偏線由蒙古穿過我國(guó)中部偏西的甘肅省和西藏自治區(qū)延伸到尼泊爾、印度。零偏線以東偏角為負(fù)，其變化由0°至-11°；零偏線以西為正，變化范圍由0°至5°。（2）磁傾角由南向北，I值由-10°增至70°。（3）地磁場(chǎng)水平強(qiáng)度（H）從南至北，H值由40000nT降至21000nT。（4）垂直強(qiáng)度自南至北由-10000nT增加到56000nT。（5）總場(chǎng)強(qiáng)度由南到北，變化值為41000nT至60000nT。 在我國(guó)境內(nèi)，根據(jù)二維冪多項(xiàng)式模式編制的我國(guó)地磁圖表明有29第二節(jié)地磁場(chǎng)的解析表達(dá)式一、地磁場(chǎng)的球諧分析研究地磁場(chǎng)的首要任務(wù)之一，就是將其場(chǎng)強(qiáng)與地面各點(diǎn)的空間坐標(biāo)關(guān)系，用解析關(guān)系式表示出來，常用的方法是用球諧級(jí)數(shù)表示，稱為球諧分析。球諧分析方法于1838年由高斯首先提出，該方法是表示全球范圍地磁場(chǎng)的分布及其長(zhǎng)期變化的一種數(shù)學(xué)方法。該方法還可區(qū)分外源場(chǎng)和內(nèi)源場(chǎng)。假設(shè)地球是均勻磁化球體，球體半徑為R。若采用球坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)為球心，球外任一點(diǎn)P的地心距為r，余緯度為θ，經(jīng)度為λ。則在地磁場(chǎng)源區(qū)之外空間域坐標(biāo)系（r，θ，λ）中，磁位u（r，θ，λ）的Laplace方程可以寫成如下形式第二節(jié)地磁場(chǎng)的解析表達(dá)式一、地磁場(chǎng)的球諧分析研究30

對(duì)上式采用分離變量法，則可得Laplace方程的一般解，從而可分別獲得其內(nèi)源場(chǎng)和外源場(chǎng)的磁位球諧表達(dá)式。若設(shè)外源場(chǎng)磁位為零，則內(nèi)源場(chǎng)磁位（相當(dāng)于重力位）的球諧一般表達(dá)式為 對(duì)上式采用分離變量法，則可得Laplace方程的一般解，從31

式中，為施密特準(zhǔn)歸一化的締合勒讓德函數(shù)其中

式中，32對(duì)式(2)計(jì)算其沿軸向的微商位，可得到相應(yīng)三個(gè)軸向磁場(chǎng)強(qiáng)度的三分量。而地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的三個(gè)分量即北向水平分量X，東向水平分量Y，垂直分量Z如下對(duì)式(2)計(jì)算其沿軸向的微商位，可得到相應(yīng)三個(gè)軸向磁場(chǎng)強(qiáng)度的33式中：R為地球的平均半徑，R=6371.2km;

為P點(diǎn)的地理緯度;

為P點(diǎn)的地理經(jīng)度;為n階高斯球諧系數(shù)(以nT為單位);

式中：R為地球的平均半徑，R=6371.2km;34地球物理勘探之磁法勘探課件35第三節(jié)磁力儀磁力儀是研究磁場(chǎng)變化的儀器，種類很多，但總的來說，可分為機(jī)械式磁力儀和電子式磁力儀兩大類。其中機(jī)械式磁力儀只能做地磁場(chǎng)的相對(duì)測(cè)量，而電子式磁力儀既可以作地磁場(chǎng)的相對(duì)測(cè)量也可以作絕對(duì)測(cè)量。介紹最常用的質(zhì)子磁力儀的原理。第三節(jié)磁力儀磁力儀是研究磁場(chǎng)變化的儀器，36質(zhì)子磁力儀主機(jī)與探頭探頭中儲(chǔ)存有蒸餾水、酒精、煤油、苯等富含氫的液體。這些物質(zhì)分子中的氫原子核（質(zhì)子），具有“核子順磁性”。當(dāng)外界沒有磁場(chǎng)時(shí)，這些質(zhì)子的磁矩是雜亂的，當(dāng)外界磁場(chǎng)作用時(shí)，質(zhì)子的磁矩將逐漸地轉(zhuǎn)到外磁場(chǎng)方向。質(zhì)子磁力儀主機(jī)與探頭探頭中儲(chǔ)存有蒸餾水、酒精、37測(cè)量時(shí)將探頭置于地磁場(chǎng)T中，質(zhì)子的磁矩將沿地磁場(chǎng)方向排列，此時(shí)通過主機(jī)施加一個(gè)與地磁場(chǎng)方向垂直，且強(qiáng)度大數(shù)百至數(shù)千倍的人工磁場(chǎng)H0時(shí)，所有質(zhì)子磁矩都會(huì)轉(zhuǎn)向H0方向，切斷人工磁場(chǎng)，質(zhì)子就會(huì)在原有的自旋力矩和地磁場(chǎng)力矩的相同作用下，繞地磁場(chǎng)T的方向做旋進(jìn)運(yùn)動(dòng)。通過測(cè)量質(zhì)子的旋進(jìn)頻率f——質(zhì)子旋進(jìn)角速度ω——地磁場(chǎng)T測(cè)量時(shí)將探頭置于地磁場(chǎng)T中，質(zhì)子的磁矩將沿地磁38第四節(jié)磁測(cè)的野外工作方法及資料初步整理一、確定工作比例尺磁測(cè)的測(cè)區(qū)、比例尺和測(cè)網(wǎng)的確定原則與重力勘探相似，不再重述。同比例尺磁測(cè)點(diǎn)的密度大。比例尺長(zhǎng)方形測(cè)網(wǎng)正方形測(cè)網(wǎng)線距/m點(diǎn)距/m線距、點(diǎn)距相同1：500001:250001:100001:50001:20001:10001:500500250100502010550～20025～10010～405～204～102～51～2500m250m100m50m20m10m5m第四節(jié)磁測(cè)的野外工作方法及資料初步整理一、確定工作比例尺39二、儀器檢測(cè)儀器靜態(tài)實(shí)驗(yàn)儀器動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)儀器一致性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)地段選擇要求:1、與野外工作條件相當(dāng)；2、磁場(chǎng)平穩(wěn)且不受人文干擾；3、日變平穩(wěn)時(shí)段可選擇一處磁場(chǎng)平穩(wěn)而又不受人文干擾影響的地區(qū)，將參加工作的儀器置于此區(qū)，并使探頭間距離保持在20m以上，以免探頭磁化時(shí)互相影響。在日變平穩(wěn)時(shí)段進(jìn)行秒級(jí)同步日變觀測(cè)，讀數(shù)時(shí)間間隔為15秒。取100個(gè)以上的觀測(cè)值計(jì)算儀器的噪聲水平選擇無人文干擾且磁場(chǎng)平緩(10nT～20nT)的地區(qū)，布設(shè)一條剖面，在剖面上等間距布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)50個(gè)以上，在日變較小時(shí)段將生產(chǎn)所需各臺(tái)儀器在該剖面上做2次同向觀測(cè)，計(jì)算各臺(tái)儀器的觀測(cè)均方誤差一致性試驗(yàn)分為三個(gè)方面，分別為：探頭一致性、主機(jī)一致性和磁力儀一致性。

二、儀器檢測(cè)儀器靜態(tài)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)地段選擇要求:可選擇一處40三、野外施工1、設(shè)立日變站（基點(diǎn)）目的：

消除變化磁場(chǎng)部分（周日變化和短周期的擾動(dòng)）對(duì)磁測(cè)的影響。要求：(1)位于平穩(wěn)磁場(chǎng)內(nèi)，附近沒有磁性干擾物，并遠(yuǎn)離建筑物和工業(yè)設(shè)施。(2)記錄時(shí)間不大于30s(3)在一個(gè)工作日內(nèi)，日變觀測(cè)應(yīng)始早于出工的第一臺(tái)儀器，晚于收工的最后一臺(tái)儀器。(4)高精度磁測(cè)時(shí)，最大有效半徑為25km(5)遇到磁暴或磁干擾較大時(shí)應(yīng)停止工作。三、野外施工1、設(shè)立日變站（基點(diǎn)）412、設(shè)立儀器校正點(diǎn)位于日變站附近3、普通點(diǎn)觀測(cè)①操作人員應(yīng)嚴(yán)格去磁。②每天開工前，應(yīng)將日變和野外磁測(cè)儀器時(shí)間、日期調(diào)成一致。日變觀測(cè)要早于出工的第一臺(tái)儀器，晚于收工的最后一臺(tái)儀器。③工作方式采用基點(diǎn)—測(cè)點(diǎn)……測(cè)點(diǎn)—基點(diǎn)的單次觀測(cè)法，早晚基點(diǎn)經(jīng)日變改正后的差值超過10nT時(shí)，則全閉合觀測(cè)單元工作量報(bào)廢，并查明原因。4、檢查點(diǎn)與補(bǔ)充觀測(cè)同重力觀測(cè)5、測(cè)地工作2、設(shè)立儀器校正點(diǎn)42四、普通點(diǎn)觀測(cè)資料的初步整理1、日變校正用日變站數(shù)據(jù)繪制日變曲線。

通過測(cè)量得到日變站的穩(wěn)定的基本磁場(chǎng)值，在日變曲線上減去該基本值得到“純?nèi)兆冎怠?，查找相?yīng)觀測(cè)時(shí)間的“純?nèi)兆冎怠奔纯蛇M(jìn)行日變校正。改正公式如下：

其中：是進(jìn)行日變校正后的穩(wěn)定磁場(chǎng)值，不隨時(shí)間變化；是野外直接觀測(cè)到的磁場(chǎng)值；是野外觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間的“純?nèi)兆冎怠薄Ｋ?、普通點(diǎn)觀測(cè)資料的初步整理1、日變校正其中：432、正常場(chǎng)校正和高度校正

在進(jìn)行大面積高精度磁測(cè)工作時(shí)，需要進(jìn)行正常梯度校正和高度校正。此時(shí)要用國(guó)際地磁參考場(chǎng)所提供的高斯系數(shù)，用電子計(jì)算機(jī)算出測(cè)區(qū)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的地磁場(chǎng)值。求其在X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)方向的梯度值（），計(jì)算出磁場(chǎng)沿經(jīng)度、維度以及鉛垂方向上的梯度值，從而可以將測(cè)區(qū)內(nèi)的測(cè)點(diǎn)的值作正常場(chǎng)校正和高度校正將其改正到同一點(diǎn)上。2、正常場(chǎng)校正和高度校正44地球物理勘探之磁法勘探課件45地球物理勘探之磁法勘探課件46地球物理勘探之磁法勘探課件47實(shí)際資料預(yù)處理結(jié)果演示

工區(qū)概況：

工作區(qū)內(nèi)地層屬秦嶺地層區(qū)，出露的地層主要為元古界沉積變質(zhì)巖、火山巖以及下古生界碎屑巖、碳酸鹽巖。區(qū)內(nèi)構(gòu)造比較復(fù)雜，主要表現(xiàn)為近東西向構(gòu)造，斷裂構(gòu)造主要有新店子－梨洼斷裂和張家坪－灞源斷裂。新店子－梨洼斷裂為一南傾的近東西向區(qū)域大斷裂，傾向75°－85°，延伸數(shù)十公里。張家坪－灞源斷裂為近北東向平移斷層，延伸數(shù)公里。褶皺構(gòu)造主要有韓家溝－石板河向斜、木家臺(tái)背斜。牧護(hù)關(guān)倒轉(zhuǎn)背斜，總體呈近東西向展布。實(shí)際資料預(yù)處理結(jié)果演示工區(qū)概況：48對(duì)該區(qū)的磁異常數(shù)據(jù)進(jìn)行日變校正、正常場(chǎng)校正和高度校正，為了查看校正效果，我們用各項(xiàng)校正值做異常等值線分布圖。

測(cè)區(qū)內(nèi)高程等值線分布圖對(duì)該區(qū)的磁異常數(shù)據(jù)進(jìn)行日變校正、正常場(chǎng)校正和高度校正49日變校正值分布圖高度校正值分布圖日變校正值分布圖高度校正值分布圖50正常場(chǎng)校正值分布圖從圖中我們看出，測(cè)區(qū)內(nèi)正常場(chǎng)校正值較小，而高度校正值和日變校正值較大。同時(shí)也可以看出在高精度的磁測(cè)工作中，我們必需對(duì)野外數(shù)據(jù)做各項(xiàng)校正，這是磁法勘探中不可缺少的重要步驟。正常場(chǎng)校正值分布圖從圖中我們看出，測(cè)區(qū)內(nèi)正常場(chǎng)校正51圖中有兩條礦帶，中間被剝蝕，形成圈閉的雞窩礦，沒有開采價(jià)值，左上角沿河有異常高，由巖體引起，右下角圈閉的磁異常高，相對(duì)其他區(qū)域更有開采價(jià)值。工區(qū)異常等值線分布圖圖中有兩條礦帶，中間被剝蝕，形成圈閉的雞窩52第五節(jié)磁異常的正演一、有效磁化強(qiáng)度矢量

我們假設(shè)磁性體為均勻磁化且不考慮退磁和剩磁，假設(shè)磁體的磁化強(qiáng)度為M，M的方向與地磁場(chǎng)T的方向一致，xoz為觀測(cè)剖面。在空間坐標(biāo)系中，M可分解成Mx、My和Mz三個(gè)分量。其中Mx與Mz的合成矢量Ms稱為有效磁化強(qiáng)度（或剖面磁化強(qiáng)度），Ms與x軸正向的夾角i，稱為有效磁化傾角。第五節(jié)磁異常的正演一、有效磁化強(qiáng)度矢量我53※注※注54（1）的物理意義

與類似，都是在固定方向的分量（Ha為水平分量）二、總強(qiáng)度磁異常磁場(chǎng)總強(qiáng)度正常場(chǎng)（1）的物理意義

與類似，都是55磁場(chǎng)總強(qiáng)度正常場(chǎng)磁場(chǎng)總強(qiáng)度正常場(chǎng)56（2）的計(jì)算公式Hax、Hay、和Za為Ta在三個(gè)坐標(biāo)軸上的分量（2）的計(jì)算公式Hax、Hay、和Za為Ta在三個(gè)坐標(biāo)57

磁性體的磁異常比同形狀物體的重力異常復(fù)雜的多，磁性不均勻的不規(guī)則地質(zhì)體的磁場(chǎng)分布難以利用數(shù)學(xué)方法計(jì)算。因此，在計(jì)算磁性體磁場(chǎng)時(shí)，常作如下假設(shè)：

（一）形狀規(guī)則簡(jiǎn)單（二）均勻磁化（三）單個(gè)磁性體（不考慮多個(gè)磁性體之間的相互影響）（四）觀測(cè)面水平（五）不考慮剩磁（或Mi與Mr同方向）三、簡(jiǎn)單規(guī)則形體的正演方法磁性體的磁異常比同形狀物體的重力異常復(fù)雜的多，磁性不58地球物理勘探之磁法勘探課件59以單極為例說明Za、Ha曲線正點(diǎn)磁荷的磁場(chǎng)很多情況下，△T曲線與Za曲線類似*正磁荷產(chǎn)生負(fù)異常；負(fù)磁荷產(chǎn)生正異常*以單極為例說明正點(diǎn)磁荷的磁場(chǎng)很多情況下，△T曲線與Za曲線60四、球體的磁場(chǎng)*正磁荷產(chǎn)生負(fù)異常；負(fù)磁荷產(chǎn)生正異常*四、球體的磁場(chǎng)*正磁荷產(chǎn)生負(fù)異常；負(fù)磁荷產(chǎn)生正異常*61五、水平圓柱體的磁場(chǎng)五、水平圓柱體的磁場(chǎng)62六、板狀體的磁場(chǎng)（一）無限延伸厚板的磁場(chǎng)1、順層磁化無限延伸厚板它的曲線特征和順層磁化無限延伸薄板是類似的，只是曲線的寬度不同特點(diǎn)：板越厚，Za曲線的寬度越寬六、板狀體的磁場(chǎng)1、順層磁化無限延伸厚板63地球物理勘探之磁法勘探課件642、斜交磁化無限延伸厚板圖c比較特殊，用定性分析的方法不太好得到曲線的形態(tài)很多情況下，△T曲線與Za曲線類似，但最后一幅圖稍微特殊一點(diǎn)2、斜交磁化無限延伸厚板圖c比較特殊，用定性分析的方法不太好65（二）有限延伸厚板的磁場(chǎng)特點(diǎn)：頂面（底面）的正磁荷會(huì)使曲線出現(xiàn)負(fù)值；而頂面（底面）的負(fù)磁荷會(huì)使曲線出現(xiàn)正值（二）有限延伸厚板的磁場(chǎng)特點(diǎn)：66（三）水平薄板和臺(tái)階的磁場(chǎng)上下磁荷面靠得太近，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的消磁作用，如上圖中紅線部分所示（三）水平薄板和臺(tái)階的磁場(chǎng)上下磁荷面靠得太近，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的消67

地球物理勘探之磁法勘探課件68地球物理勘探之磁法勘探課件69思考：思考：70第六節(jié)磁異常的轉(zhuǎn)換處理一、解析延拓第六節(jié)磁異常的轉(zhuǎn)換處理一、解析延拓71地球物理勘探之磁法勘探課件72二、導(dǎo)數(shù)換算（高次導(dǎo)數(shù)法）重磁異常的導(dǎo)數(shù)可以突出淺而小的地質(zhì)體的異常特征而壓制區(qū)域性深部地質(zhì)因素的影響．在一定程度上可以劃分不同深度和大小異常源產(chǎn)生的疊加異常，且導(dǎo)數(shù)的次數(shù)越高，這種分辨能力就越強(qiáng)。

※階次越高異常范圍越小，無論從垂向著或從水平方向看，高階導(dǎo)數(shù)異常的分辨能力都提高了。二、導(dǎo)數(shù)換算（高次導(dǎo)數(shù)法）重磁異常的導(dǎo)數(shù)可以突出淺而73三、化到地磁極在垂直磁化條件下，磁異常的形態(tài)以及磁異常與磁體的關(guān)系都比較簡(jiǎn)單，便于進(jìn)行地質(zhì)解釋。但我國(guó)處于中緯度地區(qū)，磁體受斜磁化影響，其異常一般都有正、負(fù)兩個(gè)部分，異常與磁體的關(guān)系也比較復(fù)雜，解釋的難度是比較大的。解決這個(gè)問題的辦法之一是用數(shù)學(xué)換算將“傾斜磁化”轉(zhuǎn)變?yōu)椤按怪贝呕?，由于這一過程相當(dāng)于人為地將磁體從所在測(cè)區(qū)移到了地磁極處，故又稱為“化向地磁極”。三、化到地磁極在垂直磁化條件下，磁異常的形態(tài)74

※正負(fù)異常值與巖體界限（點(diǎn)線表示）不相符※正負(fù)異常值與巖體界限（點(diǎn)線表示）不相符75※化向磁極后，異常正值部分與巖體邊界有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。尤其是向下延伸較深的磁性體，垂直極化的時(shí)候，可以看做是只有一個(gè)磁極的影響，在上圖中就只有正異?！虼艠O后，異常正值部分與巖體邊界有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系76一、判斷引起磁異常的地質(zhì)原因第七節(jié)磁異常的定性解釋在判斷磁異常的性質(zhì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合測(cè)區(qū)地質(zhì)資料及其它物化探資料進(jìn)行綜合分析。對(duì)找礦來說，應(yīng)特別注意成礦控制因素。分析異常時(shí)不僅要注意幅值大的異常，而且對(duì)低緩異常也不能輕易放過。它可能是埋藏較深或磁性較弱的磁體引起，也可能是產(chǎn)狀平緩的強(qiáng)磁性體產(chǎn)生（消磁作用）。向下延拓有利于判斷低緩異常的性質(zhì)。一般來說，巖體體積大、磁性弱，而礦體體積小、磁性強(qiáng)。當(dāng)觀測(cè)面降低的時(shí)，礦異常的幅度迅速增大，范圍急劇變窄，但巖體異常的幅度和范圍卻變化不大，由此可以判斷異常的性質(zhì)。一、判斷引起磁異常的地質(zhì)原因第七節(jié)磁異常的定性解釋77二、分析磁體的賦存形態(tài)（一）、磁性體與其磁場(chǎng)平面分布的對(duì)應(yīng)關(guān)系根據(jù)平面特征，可以將異常分為兩類：一類是狹長(zhǎng)異常，一類是等軸狀異常。它們是按照二分之極大值等直線圈閉的長(zhǎng)、短軸之比來區(qū)分的。當(dāng)長(zhǎng)軸等于短軸的三倍以上時(shí)，該異常即為狹長(zhǎng)異常。二、分析磁體的賦存形態(tài)根據(jù)平面特征，可以將異常78狹長(zhǎng)異常由具有明顯走向的磁體引起，異常走向就是磁體的走向。等軸狀異常則由無明顯走向或走向長(zhǎng)度較短的磁體引起狹長(zhǎng)異常由具有明顯走向的磁體引起，異常走向就是磁體的走向。等79（二）、磁性體與其磁場(chǎng)的剖面對(duì)應(yīng)關(guān)系只在頂端產(chǎn)生負(fù)磁荷，兩側(cè)和底部不能有磁荷（二）、磁性體與其磁場(chǎng)的剖面對(duì)應(yīng)關(guān)系只在頂端產(chǎn)生負(fù)磁荷，兩側(cè)80如果是有限延伸板，兩側(cè)都會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，只不過，一邊大些，一邊較小※當(dāng)磁性體呈南北走向時(shí)，剖面應(yīng)垂直走向呈東西剖面，此時(shí)Ms垂直向下如果是有限延伸板，兩側(cè)都會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，只不過，一邊大些，一邊較81地球物理勘探之磁法勘探課件82（三）、估計(jì)磁體的埋深一般來說，磁體埋藏淺時(shí)，磁異常強(qiáng)度大、范圍窄、梯度陡；埋藏深時(shí)，磁異常強(qiáng)度小，范圍寬、梯度緩。因此狹窄尖銳的異常一定是埋藏較淺的磁體引起，而寬闊平緩的異常大都是埋藏較深的磁體引起。（三）、估計(jì)磁體的埋深一般來說，磁體埋藏淺時(shí)，83第八節(jié)磁法勘探的應(yīng)用一、磁異常在區(qū)域與深部地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用（一）、劃分不同巖性區(qū)和圈定巖體（不同巖體的磁場(chǎng)特征從略P151）根據(jù)航磁資料確定侵入體的邊界左圖為殷祖、鐵山巖體的航磁異常，異常曲線類似于斜磁化厚板的理論曲線，巖體邊界可由△T曲線的正、負(fù)極值圈定，正、負(fù)極值間的距離大致反映巖體的寬度，與出露地表的實(shí)際范圍是基本吻合的。第八節(jié)磁法勘探的應(yīng)用一、磁異常在區(qū)域與深部地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)84（二）、推斷斷裂、破碎帶及褶皺詳見P152（從略）（二）、推斷斷裂、破碎帶及褶皺詳見P152（從略）85利用磁異常研究深大斷裂深大斷裂往往是兩個(gè)不同大地構(gòu)造單元的分界線，可深達(dá)數(shù)百公里，為多次活動(dòng)的巖漿通道，如左圖所示，斷裂表現(xiàn)為磁場(chǎng)升高的正異常帶。利用磁異常研究深大斷裂深大86利用磁異常研究褶皺構(gòu)造北京某鐵礦磁異常圖左圖磁異常整體反映出中間高、兩邊低的特征，經(jīng)鉆井證實(shí)為一向斜褶曲構(gòu)造利用磁異常研究褶皺構(gòu)造北京某鐵礦磁異常87

利用磁法推斷斷層航磁上的斷層特征左圖中，航磁異常軸線出現(xiàn)明顯位移，推斷解釋為斷層利用磁法推斷斷層航磁上的斷層特88利用航空磁測(cè)圈定中生界沉積構(gòu)造某地中生界構(gòu)造在磁場(chǎng)上的反映1--△T曲線;2—航磁圈定的構(gòu)造;3—地震圈定的構(gòu)造;a—平面剖面圖;b--△T剖面左邊虛線圈定的中生界構(gòu)造邊界，與地震勘探圈定的構(gòu)造邊界結(jié)果接近；右邊為剖面圖二、磁法勘探在石油天然氣勘探中的應(yīng)用利用航空磁測(cè)圈定中生界沉積構(gòu)造某地中生界構(gòu)造在磁場(chǎng)上的反映89云南某地磁異常示意圖上圖中較強(qiáng)磁異常為鉻鐵礦所產(chǎn)生圈定磁鐵礦三、磁法勘探在固體礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用云南某地磁異常示意圖上圖中較強(qiáng)磁異常為鉻鐵礦所產(chǎn)生圈定磁90

左圖為某鐵礦上的航磁異常，該異常位于礦區(qū)外圍，但處于成礦有利地段，因此布置地面磁測(cè)工作，圈定了右圖的低緩異常，通過鉆探驗(yàn)證了該異常就是磁性鐵礦引起的。左圖為某鐵礦上的航磁異常，該異常位于礦區(qū)外圍91低緩異常區(qū)找礦實(shí)例

磁法找礦勘探中，不要輕易放過低緩的磁異常，它有可能是深部礦產(chǎn)產(chǎn)生的異常。左圖為華北某地區(qū)1：10萬的航磁圖，磁異常出現(xiàn)在兩條測(cè)線上，強(qiáng)度不到200nT。區(qū)內(nèi)成礦母巖為閃長(zhǎng)巖，磁化強(qiáng)度約4000×10-3A／m，礦石的磁化強(qiáng)度大于5000×10-3A／m。右圖為1：1萬地面普查圈定的該異常，異常帶長(zhǎng)約2km，寬約800m，最大異常為840nT，最小異常為-50nT。低緩異常區(qū)找礦實(shí)例磁法找礦勘92該異常低緩，又處于不利于成礦的石炭、二疊系地層分布區(qū)，異常性質(zhì)一直難以判定，后經(jīng)仔細(xì)分析，認(rèn)為是礦異常的可能性大，其依據(jù)如下：

（1）在大區(qū)域航磁圖上，該異常是在兩個(gè)巖漿巖侵入體(閃長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)巖)的背景異常上出現(xiàn)的局部異常。在本區(qū)大面積背景場(chǎng)梯度逐漸變緩，說明侵入體埋深增大。區(qū)域地質(zhì)資料表明，本區(qū)深部可能存在有利于成礦的巖漿巖和沉積巖(中奧陶系灰?guī)r)的接觸帶。（2）Za異常近于南北走向，東西兩側(cè)對(duì)稱有負(fù)值，可近似認(rèn)為是近南北向的薄板引起。計(jì)算表明其埋深約300m。本區(qū)石炭系地層最大厚度不超過160m，而電測(cè)深資料求得的灰?guī)r頂板深度約100m，可見磁體位干灰?guī)r中，處于成礦有利深度。該異常低緩，又處于不利于成礦的石炭、二疊系地層分93（3）由左圖中磁異常向下延拓資料可知：地下100m深處磁場(chǎng)極大值1074nT，200m處2339nT，300m處高達(dá)7410