2-磁法勘探仪器和测量技术
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磁法勘探设备的技术特点和优势分析磁法勘探是一种常用的地球物理勘探方法,通过测量地球表面上的磁场信息来推测地下的地质结构和矿产资源的分布情况。
磁法勘探设备是磁法勘探工作中的核心装备,具有独特的技术特点和明显的优势。
本文将详细介绍磁法勘探设备的技术特点和优势,帮助读者更好地了解和应用这一技术。
一、技术特点:1. 非接触性测量:磁法勘探设备通过测量地球表面的磁场信息来推测地下的地质结构和矿产资源的分布情况。
与地震勘探等需要使用探针接触地面的勘探方法相比,磁法勘探无需直接与地质介质接触,可以在较大范围内进行非接触性的测量,减少了对地质环境的干扰。
2. 高分辨率:磁法勘探设备可以实现较高的分辨率,能够探测到较细小的地质异常。
磁法勘探利用地下矿区的磁性异常信息,通过对磁场的精确测量和分析,可以识别出矿体、断层、岩性变化等地质结构,提供高分辨率的地下信息。
3. 无需破坏:磁法勘探设备无需在地质介质中进行钻孔或破坏性工作,可以在地表上进行勘探测量。
这意味着磁法勘探可以有选择地对特定区域进行勘探,减少了对环境和地质资源的破坏,更加经济环保。
4. 可广泛应用:磁法勘探设备适用于各种地质环境和矿产类型的勘探工作。
它可用于找矿、勘探地下水资源、地壳构造研究等领域,广泛应用于矿产勘探、城市规划、环境保护等领域。
二、优势分析:1. 经济高效:磁法勘探设备的运行成本相对较低,且能够通过较少的仪器设备实现较大范围的勘探工作。
与其他地球物理勘探技术相比,磁法勘探在勘探成本和时间上具有一定的优势,非常适合中小型矿山和地质勘探单位使用。
2. 无侵入性:磁法勘探设备无需进行地下钻孔或开挖工作,对地质环境没有破坏性影响,既可以快速进行勘探测量,又可以准确获取勘探结果。
这种无侵入性的特点使得磁法勘探成为环境保护和城市规划领域的重要工具。
3. 高空间分辨率:磁法勘探设备可实现高空间分辨率的测量,能够探测到较小的地质异常。
在矿产勘探中,可以帮助确定矿体的边界和规模;在工程勘探中,可以帮助确定地下管线和隧道的位置;在地壳构造研究中,可以揭示地壳构造的细节。
地球物理勘探方法简介地球物理勘探作为地球科学领域中的重要分支,通过测量地球的物理特征,以及地下介质的物理属性,来获取地下资源的信息。
本文将对地球物理勘探方法进行简要介绍。
一、重力勘探法重力勘探法是利用地球重力场的变化来推测地下物质的分布情况。
勘探人员通过测量不同地点的重力值,分析地球物质的密度分布。
这种方法在石油、地质灾害等领域有较广泛应用。
二、磁法勘探法磁法勘探法是测量地球表面垂直指向的磁场强度和方向,推测地下物质的磁性变化。
勘探人员通过磁力仪器测量地磁场的强度和方向变化,进而得出地下磁性物质的大致分布情况。
磁法勘探法在寻找矿藏、勘探地下管道等方面具有重要意义。
三、电法勘探法电法勘探法是利用电磁场的特性来推断地下物质的电性变化。
勘探人员通过在地下埋设电极,在地表上施加电流,测量地下电势分布和电阻率变化,从而推测地下物质的导电性差异。
电法勘探法在矿产资源勘探和地下水资源调查中具有广泛应用。
四、地震勘探法地震勘探法是通过分析地震波在地下介质传播的速度和幅度变化,来推断地下介质的结构和组成。
勘探人员通过放置震源和接收器,记录地震波传播的信息,并进行数据处理和解释。
地震勘探法在石油勘探、地质灾害预测等领域有着重要应用。
五、测井技术测井技术是通过在钻井过程中使用各种物理测量手段,获取地下岩石的物理特性和储量分布信息。
测井仪器可以测量地层电阻率、自然伽马辐射、声波速度等参数,帮助勘探人员判断地层岩性、含油气性质等重要信息。
六、地电磁勘探法地电磁勘探法是通过测量地下介质中电磁场的变化,推测地下物质的分布情况。
勘探人员通过放置电磁发射器和接收器,记录电磁场的变化情况。
地电磁勘探法在矿产资源调查、地质工程勘察等方面起到了重要作用。
七、地热勘探法地热勘探法是通过测量地壳中的温度分布,推测地下热流和地热资源的分布情况。
测温井、测温孔等技术手段可以帮助勘探人员获取地温数据,并进行数据处理与解释。
地热勘探法在地热能利用和环境地质研究中有着重要应用。
第七章 磁力仪、磁法勘探的工作方法§7.1 磁测仪器一、概述磁力仪仅是观测磁场变化的仪器,种类很多。
但总的说来,可分为机械式磁力仪和电子式磁力仪两大类。
磁异常 0T T T a-=通常测量: 垂直磁异常:0Z Z Z a-= 水平磁异常:0H H H a-=总强度磁异常 0T T T -=∆我校:G-856质子旋进式磁力仪———— 测量T ∆、垂直水平梯度精度 0.1nT二、机械式磁力仪机械式磁力仪又称为磁秤,按照构造特征的差异,仪器可分为悬丝式和刃口式两类,而每一类又可分为测量磁场水平分量变化值的水平磁秤和测量磁场垂直分量变化值的垂直磁秤。
悬丝式垂直磁力仪的内部结构:平衡方程:(1)式中Z ——地磁场垂直分量m ——磁棒的磁矩P ——磁系受的重力θ——磁棒的偏转角τ——悬丝的扭力系数)(12S S Z -=∆ε三电子式磁力仪电子式磁力仪包括磁通门磁力仪、质子磁力仪、光泵磁力仪和超导磁力仪四种。
既可用于地磁场的相对测量,又可用于地磁场的绝对测量。
质子磁力仪的工作原理:物质的原子是由带正电的原于核和绕核旋转的带负电的电子组成,而原子核内又有不带电的中子和带正电的质子,氢的原子核中只有一个质子。
煤油、酒精、水等富含氢的物质,其分子中的电子的自旋磁距成对抵消。
其轨道磁矩也因分子间的相互牵制而被“封固”,除氢核以外的原子核的自旋磁矩也都互相抵消,唯有氢核即质子还存在自旋磁矩。
无外磁场存在时,这些质子的磁矩方向是杂乱的。
质子旋进的角频率ω与地磁场总强度成正比。
T p ⋅=γω 式中11810)0000075.06751987.2(--⋅⨯±=s T p γ——质子磁旋比(质子磁旋距与自旋角动量之比)nT九十年代以来,加拿大、美国和澳大利亚等国相继研制出了一些新产品。
1993年,加拿大Scintrex 公司推出了新型ENVI —MAG 质子磁力仪。
这是一种轻便型仪器(野外作业总重量5.5kg),主要用于环境工程等问题的勘查。
第二章,磁法勘探仪器方法简介2.1 磁法勘探磁异常,进而研究地质构造和矿产资源(或其他探测对象)的分布规律的一种地球物理勘探方法。
测量地磁异常以确定含磁性矿物的地质体及其他探测对象存在的空间位置和几何形状﹐从而对工作地区的地质构造﹑有用矿产分布及其他情况作出推断。
磁性岩体及矿体产生的磁场叠加在地球磁场之上﹐引起地磁场的畸变。
这种畸变一般称为地磁异常。
磁法勘探利用地下体不同矿体,岩体等物质的磁性不同,进而得出磁异常。
2.2 磁法勘探仪器(1),第一代磁力仪。
它是应用永久磁铁与地磁场之间相互力矩作用原理,或利用感应线圈以及辅助机械装置。
如机械式磁力仪、感应式航空磁力仪等。
(2),第二代磁力仪。
它是应用核磁共振特性,利用高磁导率软磁合金,以及专门的电子线路。
如质子磁力仪,光泵磁力仪,及磁通门磁力仪等。
(3),第三代磁力仪。
它是利用低温量子效应,如超导磁力2.2.1 机械式磁力仪器工作原理磁系主要是一根圆柱形磁棒,它悬吊在铬、镍、钛合金恒弹性扁平丝的中央,丝的一端固定于扭鼓,另一端固定于弹簧,压于压丝台上。
工作时磁系旋转轴(悬丝)应是水平的,磁棒摆动面严格垂直于磁子午面。
打开仪器开关后,磁棒绕轴摆动,它受到地磁场垂直强度力、重力、及悬丝扭力三个力矩的作用,当力矩相对平衡时,磁棒会停止摆动。
如右图所示,则平衡方程为:m Zcos(θ)=P d cos(β-θ)+2τθZ ——地磁场垂直分量;m ——磁棒的磁矩;P ——磁系受到的重力;θ——磁棒偏转角;d ——磁系重心到支点的距离;β——d 与磁轴的夹角;τ——悬丝的扭力系数。
上式经变换整理,并考虑到仪器设计中偏转角范围很小,不超过2°,可视θ=tan θ,则得τθ2tan +-=Ph Pa mZ a=d cos β(重心到支点沿磁轴方向距离);h= d sin β: (重心到支点垂直磁轴方向距离);在仪器的结构上,利用光系将偏转角θ放大并反映为活动标线在标尺上的偏离格数。
地球物理勘探知识点一、地球物理勘探概述。
1. 定义。
- 地球物理勘探简称物探,它是指通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件。
这些地球物理场包括重力场、磁场、电场、弹性波场等。
2. 目的。
- 寻找矿产资源,如石油、天然气、金属矿等。
- 查明地下地质构造,为工程建设(如建筑、桥梁、隧道等)提供地质依据。
- 研究地球内部结构,了解地球的演化过程。
3. 方法分类。
- 重力勘探:利用地球重力场的变化来探测地下地质体的分布和密度差异。
- 磁法勘探:通过测量地球磁场的变化来寻找具有磁性差异的地质体,如磁铁矿等磁性矿体。
- 电法勘探:包括电阻率法、充电法等多种方法,依据地下地质体电学性质(如电阻率、极化率等)的差异进行勘探。
- 地震勘探:是最重要的地球物理勘探方法之一,利用人工激发的地震波在地下介质中的传播特性来推断地下地质构造和岩性。
- 放射性勘探:测量地质体的放射性强度,主要用于寻找放射性矿产(如铀矿)和研究地质构造。
二、重力勘探。
1. 重力场基本概念。
- 重力是地球对物体的引力与地球自转产生的离心力的合力。
- 重力加速度g,在地球表面不同位置其值略有不同,主要受地球内部物质分布不均匀的影响。
2. 重力异常。
- 理论上地球表面的重力值可以根据地球的理想模型计算出来,但实际测量的重力值与理论值存在差异,这种差异称为重力异常。
- 正重力异常:当测量点下方存在高密度地质体时,实测重力值大于理论值。
- 负重力异常:如果测量点下方是低密度地质体,实测重力值小于理论值。
3. 重力勘探仪器。
- 重力仪是用于测量重力加速度的仪器。
现代重力仪具有高精度、高灵敏度的特点,能够测量出极其微小的重力变化。
4. 重力勘探的应用。
- 寻找金属矿,如铜、铅、锌等金属矿往往与高密度的岩石有关,会引起正重力异常。
- 研究地质构造,如盆地、山脉等不同地质构造单元具有不同的密度结构,会在重力场上有明显反映。
- 探测地下洞穴,地下洞穴相对于周围岩石密度较低,会产生负重力异常。
磁法勘探设备的工作原理及原理解析磁法勘探是地球物理勘探中常用的一种方法,它利用地壳内部岩石矿物的磁性差异,通过测量地磁场的变化来推断藏矿构造及其地下分布情况。
磁法勘探设备的工作原理是基于磁场感应和磁矩与磁场的相互作用原理。
1. 磁场感应原理:根据法拉第电磁感应定律,当磁场的磁通量发生变化时,会在导体中产生感应电动势。
磁法勘探设备利用这一原理,在地表放置一组磁场源,通过电流激发产生一个人工磁场。
当人工磁场通过地下的岩石矿物时,磁场的磁通量就会发生变化,从而在地下产生感应电流和感应磁场。
2. 磁矩与磁场的相互作用:岩石矿物在磁场中会产生磁矩,即磁化强度的矢量表示。
不同种类的岩石矿物具有不同的磁性特性,包括磁化强度、磁化方向等。
通过测量磁矩与磁场之间的相互作用,可以推断出地下岩石矿物的类型和分布情况。
磁法勘探设备通常由以下几个主要部分组成:磁场源、磁场传感器以及数据采集和处理系统。
这些部分共同协作,以获得地下岩石矿物的相关信息。
1. 磁场源:磁场源是产生人工磁场的装置,通常使用直流电源来供电。
磁场源可以采用不同的形式,如磁滚轮、磁体或线圈。
其目的是在地下岩石矿物中产生足够强度和稳定的磁场,以便对地下结构进行磁化。
2. 磁场传感器:磁场传感器是测量地磁场变化的装置,常用的传感器有磁强计、磁力仪和磁敏电阻等。
它们可以测量地磁场的三个分量:X轴、Y轴和Z轴。
通过对这些分量的测量,可以确定地下岩石矿物的磁场特征,进而得到地下的构造信息。
3. 数据采集和处理系统:数据采集和处理系统是磁法勘探设备中重要的组成部分,主要用于获取、记录和处理测量得到的数据。
通常,磁场传感器的输出信号会通过模数转换器转换为数字信号,然后被存储在数据采集设备中。
后续的数据处理包括对数据的滤波、校正、插值等步骤,以获得更精确的地下结构信息。
磁法勘探设备的原理解析主要体现在以下两个方面:1. 磁性差异的探测:地壳中的岩石矿物具有不同的磁性特性,包括磁化强度、磁化方向等。
磁法勘探设备在隐蔽工程检测中的应用及先进技术探讨隐蔽工程是指埋设在地下或深度较大的工程,包括地下管线、隧道、地下仓库等。
由于隐蔽工程位于地下,常常需要进行检测和评估以确保其正常运行和安全性。
磁法勘探设备是一种广泛应用于隐蔽工程检测的技术,本文将介绍磁法勘探设备在隐蔽工程检测中的应用,并探讨其先进技术。
磁法勘探设备在隐蔽工程检测中的应用主要体现在以下几个方面。
首先,磁法勘探设备可以用于管线探测和定位。
隐蔽工程中的管线包括水管、燃气管、电缆等,需要准确的定位和检测以避免施工时损坏。
磁法勘探设备通过测量地下磁场的变化,可以快速准确地定位管线的位置和深度,并识别管线的类型和状态。
这对于施工人员来说是非常有价值的信息,可以帮助他们避免意外事故和损坏。
其次,磁法勘探设备可以用于检测地下隧道和地下空洞。
隧道和地下空洞的存在对隐蔽工程的稳定性和安全性有重要影响。
磁法勘探设备可以通过测量地下磁场的强度和方向的变化来探测地下的构造,从而帮助工程师评估隧道和地下空洞的形态和稳定性。
这对于工程设计和施工来说是非常重要的信息,可以避免地质灾害和工程事故的发生。
此外,磁法勘探设备还可以用于检测地下水资源和地下沉降。
地下水资源和地下沉降对于隐蔽工程的建设和运行都有重要影响。
磁法勘探设备可以通过测量地下磁场的变化来监测地下水位的高度和变化趋势,并帮助工程师评估地下水资源的分布和利用潜力。
此外,磁法勘探设备还可以监测地下沉降的情况,及时预警和采取措施,避免地表和工程结构的损坏。
在隐蔽工程检测中,磁法勘探技术不断推陈出新,不断发展出一些先进的技术。
首先,多物理场综合探测技术是磁法勘探技术的一大进展。
多物理场综合探测技术将磁法勘探技术与其它勘探技术,如地电法、地震法等相结合,通过多种物理场的综合利用,提高勘探结果的准确性和可靠性。
其次,数据处理和解释技术的发展也是磁法勘探技术的一个重要进步。
隐蔽工程的检测数据庞大复杂,需要进行合理的数据处理和解释才能得到有用的信息。