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使用电磁感应仪进行地下金属资源勘探的方法介绍地下金属资源勘探是一项重要的任务。
以往，人们使用传统的地质勘探方法，如地质测量、地球物理探测等方式来寻找地下的金属矿床。
然而，这些方法存在耗时、耗力、低效等问题。
而近年来，随着科技的发展，电磁感应仪作为新型的勘探工具，被广泛应用于地下金属资源勘探。
本文将介绍使用电磁感应仪进行地下金属资源勘探的方法。
1. 电磁感应仪原理介绍电磁感应仪基于电磁感应原理，利用地下金属矿床对电磁场的响应来进行勘探。
当电磁感应仪发射电磁信号到地下时，地下金属矿床会对信号产生散射和反射。
通过接收地下金属矿床返回的散射和反射信号，电磁感应仪可以确定地下金属矿床的存在和位置。
2. 激励源和接收系统电磁感应仪通常包含一个激励源和一个接收系统。
激励源通常是一个发射线圈，用于产生电磁信号。
接收系统由接收线圈组成，用于接收地下金属矿床返回的信号。
激励源和接收系统需要精确的校准以确保准确的测量结果。
3. 数据处理与解释在进行地下金属资源勘探时，电磁感应仪会收集大量的电磁数据。
为了获得有效的勘探结果，需要对数据进行处理与解释。
数据处理包括滤波、补偿和校正等步骤，以减少干扰和噪声。
数据解释则是根据处理后的数据，结合地质背景和勘探目标，对地下金属矿床进行定量或定性的识别和评估。
4. 勘探方式和技术使用电磁感应仪进行地下金属资源勘探可以采用不同的方式和技术。
常见的方式包括地表勘探、井下勘探和航空勘探。
地表勘探是指在地表布置线圈进行勘探，适用于地下金属矿床比较浅的情况。
井下勘探则是将电磁感应仪放置在井内进行勘探，适用于地下金属矿床较深的情况。
航空勘探是指将电磁感应仪搭载在无人机或飞机上进行勘探，可以覆盖大面积区域。
5. 应用案例电磁感应仪在地下金属资源勘探中的应用已经取得了一定的成果。
通过利用电磁感应仪，可以发现新的石油、天然气、煤炭等矿藏，提高资源勘探的效率和准确性。
例如，在某矿区的地下金属勘探中，使用电磁感应仪成功地探测到了一处大型铜矿床，为该矿区开发和利用提供了重要参考。
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。
磁法在海洋地球物理勘探中的应用地球物理勘探是一种通过对地球内部物理性质进行观测和研究，以获取地下信息的科学方法。
在海洋地球物理勘探中，磁法是一种常用的方法。
本文将重点介绍磁法在海洋地球物理勘探中的应用。
一、磁法原理和方法磁法是利用地球的磁场和地下物质的磁性差异进行勘探的方法。
地球的磁场是由地下的大地构造和地壳内磁性物质的分布所决定的。
磁法勘探主要依靠测量地磁场的参数，如地磁强度和地磁倾角等，来推断地下物质的磁性性质和空间分布。
在海洋地球物理勘探中，常用的磁法测量设备是磁力计。
磁力计是一种用于测量磁场强度和倾角的仪器，通常由磁棒和指示装置组成。
磁法测量过程中，磁力计会通过船载设备或者浮标悬挂在海面上，沿着不同的航线进行测量，获取一系列地磁数据。
二、磁法在海洋地球物理勘探中的应用1. 海底地壳磁性差异的分析海洋地球物理勘探中的一项重要任务是研究海底地壳的形成和演化过程。
通过测量海底地壳的磁性差异，可以推断出地壳的岩性和构造。
磁性差异主要由海底火山活动和板块运动等地质过程所引起，这些过程会导致磁铁矿物的形成和沉积，从而改变地下岩层的磁性特征。
2. 海底断层和构造的研究海底断层是海洋地壳中的一种常见地质现象，它是海洋地壳板块运动的结果。
通过对海底断层的磁性差异进行测量和解释，可以研究板块运动和地震活动的机制。
磁法勘探能够提供关于海底断层的位置、走向、位移等信息，对研究地震和地壳运动具有重要意义。
3. 海底矿产资源的勘探海洋地球物理勘探中的另一个主要任务是寻找海底的矿产资源。
一些富含磁性矿物的矿床，如铁矿石和锰结壳等，常常通过磁法方法进行勘探。
通过测量海底的磁性异常情况，可以推测出矿床的类型、规模和分布范围，为矿产资源的开发提供依据。
4. 海洋地磁场变化的研究地球的磁场是一个动态的系统，它会随着时间和空间的变化而产生变化。
海洋地球物理勘探中的磁法方法，还可以用于研究海洋地磁场的变化规律和机制。
通过长期观测和分析磁场数据，可以了解海洋地磁场的季节性和年际性变化，以及地磁活动与太阳活动的关联。
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)+2τθ
Z ——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。
由上图并考虑到θ角很小，可是tan2θ=2tan θ，则有
f s s 2tan 0
-=θ
f ——光系物镜的焦距；
s ——磁棒偏转θ角时光系标尺的读格；
s0——磁棒水平时光系标尺的读格。
由以上两式得
)()(22121212s s s s fm ph Z Z Z -=-+=-=∆ετ
由上式表明，悬丝式垂直磁力仪，只能用于相对测量。
式中（Ph+2τ）/2fm 是一个常数，它代表每一读格的磁场值，叫做格值，以符号ε表示。
格值的倒数是灵敏度，通过调节h 以改变灵敏度。
2.2.2 质子旋进式磁力仪
物理学业已证明物质是具有磁性的。
若以水分子（H 2O ）而言，从其分子结
构、原子排列和化合价的性质分析得知：水分子磁矩（即氢质子磁矩）在磁场作用下绕地磁场旋进，如图2.1——1所示。
它的旋进频率f 服从公式f=γp T/2π。
[式中γp 为质子旋磁比；T 为地磁场
强]。
不管从经典力学观点，还是从量子力学观点，此公式的来源均能得以论证。
为方便起见，此处采用经典力学的观点，分析直角坐标系中质子磁矩的旋进情况。
设质子磁矩M 在地磁场T 作用下有一力矩M ×T ，于是，它和陀螺一样，其
动量矩的变化率等于外加力矩，即
T M dt p
d ⨯=
P M P γ=
[]T M p dt p d p dt M d ⨯==γγ=z y x z y x
T T T M M M k j i
磁矩的三个分量为：
[][][]
⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫-=-=-=x y y x p dt dM z x x z p dt
dM y z z y p dt
dM T M T M T M T M T M T M z
y
x
γγγ
为分析方便，设T z =T(地磁场)；Tx=0;Ty=0.将此条件代入式（2.1——4），
便得:
⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫=-==0dt dM x p dt
dM y p dt
dM z
y
x
T M T M γγ
对于（2.1——5）中的第一微分，得
x P dt dM p dt M d M T y
x
222γγ-==
即
02222=+x p dt M d M T x
γ
显然，式（2.1——6）为简谐运动方程，其解为：
⎪⎭⎪⎬⎫=+-=+=常数Z t p y t p X M T A M T A M )sin()cos(ϕγϕγ 同理：
常数==+=A M M M y x 22
从式（2.1——7）可看出，M Z 是常数，磁矩M 在z 轴上的投影是不变的；磁矩M 在x
轴的投影是按余弦规律变化的；磁矩M 在y 轴是按正弦规律变化的。
由图2.1——2可以看出：磁矩M 在xy 平面上的绝对值是一个常数，并且在xy 平面上旋进。
2.2.3 光泵式磁力仪
光泵式磁敏传感器是高灵敏磁测设备的核心部件。
它是以某些元素的原子在外磁场中产
生的塞曼分裂为基础,并用光泵和磁共振技术研制成的。
利用光泵传感器做成的磁测仪器，是目前实际生产和科学技术应用中灵敏度最高的一种
磁测仪器，它同质子旋进式磁敏传感器相比有以下特点:
灵敏度高，一般为0.01nT 量级，理论灵敏度高达10-2～10-4nT ；响应频率高，可在快
速变化中进行测量；可测量地磁场的总向量T 及其分量，并能进行连续测量，而质子旋进式磁敏传感器只能进行点测。
利用光泵磁敏传感器做成的磁力仪的种类甚多。
按共振元素的不同,可分为氦(He)光泵
磁力，其中又分为He 3、He 4光泵磁力仪；碱金属光泵磁力仪，其共振元素有铷(Rb 85、Rb 87)、铯(Cs 133)、钾(k 39)、汞(Hg)等。
对碱金属而言，受温度影响较大，如铯(Cs 133)元素在恒温43。
左右，方可变成蒸汽状态，而只有在蒸汽状态时才能产生光泵作用。
对He 4、He 3而言，因其本身是气体状态，无需加热至恒温，但需将它激励使其处于亚稳态，才能产生光泵作用。
这些条件在设计与制造仪器时，必须予以重视。
光泵磁力仪一经出现，即引人注目，到目前为止，除在地球物理勘探外，还应用于国防工程、空间磁场测量、地磁场微变测量、区分矿与非矿异常以及预报天然地震等广泛的领域中。
2.2.4 磁通门式磁力仪
莫合金片的磁滞迥线特点
坡莫合金与一般的铁磁性物质比较，具有很高的导磁率(u=dB/dH)，比如国产IJ86型的
坡莫合金，起始导磁率u0=150000CGSM 单位。
很小的矫顽磁力(Hc)和很小的饱和磁场(Hs)，因此坡莫合金的磁滞回线窄而且陡，但是一般的铁磁性物质的磁滞回线宽而且缓，如图3--l
和3--2所示。
分析坡莫合金的磁滞迥线可以知道，当外磁场有微弱变化时候，就会引起磁感B的显著变化，可以说磁感应强度B对外磁场H的变化有放大的作用，或者说坡莫合金对外磁场感觉灵敏。
由于坡莫合金磁滞迥线所包含的面积很小，可以近似地看成一条曲线，B随H 的变化特点就与一般铁磁性物质所表现者有所不同了。
2.偶次谐波的产生
在无外磁场状况下，当初级线圈中供一个交流电压E=Em*COSwt时，则在坡莫合金中将产生一个交变磁场表达式如下：
H= 一H m coswt其中H m>H s 饱和磁场
由于H随时间变化将引起B随时间变化，当一Hs<H<HS时，B--H曲线可以近似看作直线，故在这一段时间B随时间的变化是正弦波形。
当H≥Hs时，B达到饱和值Bm，保持一个常值，因此曲线顶部是平的，并且正负半周的振幅相等，保持B>Bm的这段时间也相等。
从B曲线来看，相当于一段失真的正弦曲线。
此曲线可以看成由基波和三次谐波合成。
如图3--3所示。
