(磁法勘探)
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磁法勘探的基本原理及应用磁法勘探的概述磁法勘探是一种非破坏性地球物理勘探方法,通过测量地球磁场的变化来获取地下结构信息。
它基于地球的地磁场以及地下的磁性物质的相互作用,可以在地下发现磁性物质的存在、分布和性质。
磁法勘探的基本原理磁法勘探利用地球磁场和地下磁性物质之间的相互作用来获取地下情况。
磁法勘探的基本原理如下:1.地球磁场:地球本身具有一个磁场,也称为地球磁场。
地球磁场是由地球内部液体外核的流动所产生的,它在地表形成一个相对稳定的磁场。
2.地下磁性物质:地下存在各种不同类型的磁性物质,如矿石、岩石、土壤、岩层或地下水。
3.磁场异常:地下磁性物质与地球磁场相互作用会导致磁场异常。
当地下磁性物质的磁性与地球磁场不同或存在不均匀分布时,就会产生磁场异常。
4.磁场测量:磁法勘探使用磁力仪器来测量地磁场的强度和方向变化。
测量点位于地表或以人工井筒方式进入地下。
5.数据处理和解释:通过对测量数据的处理和解释,可以获得地下磁性物质的位置、形状、大小、磁性强度等信息。
这些信息可用于地质勘探、矿产资源评估、地下水资源管理等领域。
磁法勘探的应用领域磁法勘探在地质和工程勘探中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:•矿产勘探:磁法勘探可以用于寻找矿藏、判断矿石的性质和储量。
根据地下磁性物质的反应,可以识别出具有磁性的矿石,如铁矿、钴矿等。
•水资源管理:磁法勘探可以用于寻找地下水的分布和储量。
地下水和地下磁性物质之间存在一定的关系,通过对磁场异常的测量和分析,可以确定地下水的位置和深度,从而实现对地下水资源的科学利用。
•地下工程:磁法勘探可以用于地下隧道、地铁、坑道等地下工程的勘察和地质状况评估。
通过磁法勘探,可以探测出地下磁性物质的存在,并评估其对工程建设的影响。
•环境地质:磁法勘探可以用于环境地质调查和污染物监测。
地下沉积物中的磁性物质与环境污染物之间存在一定的关系,通过对磁性物质的测量和分析,可以识别出地下污染物的位置和分布情况。
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。
磁法勘探毕业论文摘要:磁法勘探作为一种重要的地球物理勘探方法,在地质调查、矿产勘查、工程勘察等领域发挥着关键作用。
本文详细阐述了磁法勘探的基本原理、工作方法、数据处理与解释,通过实际案例分析展示了其应用效果,并探讨了该方法的局限性和未来发展趋势。
关键词:磁法勘探;地球物理;磁场;数据处理一、引言地球内部蕴藏着丰富的矿产资源和地质信息,为了有效地探寻和开发这些资源,了解地球内部的结构和性质,各种地球物理勘探方法应运而生。
磁法勘探作为其中的一种重要手段,凭借其独特的优势在地质勘探领域占据着重要地位。
二、磁法勘探的基本原理磁法勘探的基础是地球磁场以及地质体的磁性差异。
地球本身存在着磁场,称为地磁场。
地质体如岩石、矿石等,由于其成分、结构和形成过程的不同,往往具有不同的磁性。
有些地质体具有较强的磁性,能够引起局部磁场的变化;而有些则磁性较弱或无磁性。
通过测量地球表面磁场的强度和分布,可以发现这些由于地质体磁性差异引起的磁场异常。
根据磁场异常的特征和规律,结合地质资料和其他地球物理方法的成果,可以推断地质体的分布、形态、埋深等信息。
三、磁法勘探的工作方法(一)野外测量在野外进行磁法测量时,通常使用磁力仪来测量磁场的强度。
常见的磁力仪有质子磁力仪、光泵磁力仪等。
测量点的布置需要根据勘探目标和地质条件进行合理规划,一般采用规则的测网或沿特定的剖面进行测量。
(二)数据采集在数据采集过程中,要严格按照操作规程进行,确保测量数据的准确性和可靠性。
同时,要记录测量的时间、地点、环境等相关信息,以便后续的数据处理和解释。
(三)质量控制为了保证数据质量,需要进行质量控制。
这包括在测量前对磁力仪进行校准和检查,在测量过程中进行重复观测和对比观测,以及在测量后对数据进行初步的整理和分析,剔除异常和错误的数据。
四、磁法勘探的数据处理(一)日变改正由于地磁场会随着时间发生变化,因此需要对测量数据进行日变改正,以消除这种时间因素的影响。
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。
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,什么是磁法勘探?磁法勘探(magnetic prospecting)磁法勘探是地球物理勘探方法之一。
自然界的岩石和矿石具有不同磁性,可以产生各不相同的磁场,它使地球磁场在局部地区发生变化,出现地磁异常。
利用仪器发现和研究这些磁异常,进而寻找磁性矿体和研究地质构造的方法称为磁法勘探。
磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一。
它包括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁测等。
磁法勘探主要用来寻找和勘探有关矿产(如铁矿、铅锌矿、铜锦矿等);进行地质填图;研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题。
我国建国以来大多数铁矿区、多金属矿区及油气田等都进行了大量的磁法勘探工作,取得了良好的地质效果。
磁法勘探也是基本地球物理手段,国家已纳入在全国范围内进行系统测量的计划,并已基本覆盖了全国重要地区。
磁法勘探的发展历史磁法勘探是物探方法中最古老的一种。
17世纪中叶瑞典人利用磁罗盘直接找磁铁矿。
1879年塔伦(R.Thaln)制造了简单的磁力仪,磁法才正式用于生产。
1915年,施密特(A.Schmidt)发明了石英刃口磁力仪,磁法开始大规模用于找矿,以及在小面积上研究地质构造。
第二次世界大战後,航空磁法推广使用,人们可以快速而经济地测出大面积的磁场分布。
磁法开始用于研究大地构造,及解决地质填图中的一些问题。
中国于1936年在攀枝花﹑易门﹑水城等地开始了试验性的磁法勘探, 1950年後才大规模开展起来。
磁法勘探的发展历史应用范围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﹑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。
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。
姚长利
中国地质大学地球物理学院
前言
1、地球具有磁场;
2、自然界的岩石和矿石具有不同的磁性,
3、使地球磁场在局部地区发生变化,出现
磁场异常;
4、利用仪器发现和研究这些磁异常,进而
寻找磁性矿体和研究地质构造的方法称
为磁法勘探。
地磁认识与磁法勘探历史
两千年前,我们祖先发现天然磁石的吸铁性和指极性
“阿房前殿,以木兰为梁,磁石为门,怀刃者止之”(《三浦皇图》);
“夹道累磁石,贼负铁铠者,不得前”(《晋书》);
地磁认识与磁法勘探历史
《梦溪笔谈)中写道:方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也
北宋时已将指南针用于航海(“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,隐晦则观指南针”-《萍洲可谈
地磁认识与磁法勘探历史
我们古代关于磁铁性质的知识传入欧洲后,欧洲才开始对地球磁场的研究
地磁认识与磁法勘探历史
英国人吉尔伯特(William. Gilbert)1600年提出:
磁针指南性质
进一步指出Î地球大磁铁位于旋转轴上!
Î人们开始对地磁现象进行理论研究
地磁认识与磁法勘探历史
1640年,瑞典人首次用罗盘调查磁铁矿; 1870和铁贝尔
(Tiberg(测量地磁场地相对变化)
标志
地磁认识与磁法勘探历史
1879,
“The Examination of Iron Ore Deposits by Magnetic Measurements
Í第一篇地球物理学论文
地磁认识与磁法勘探历史1915)制作刃口式磁力仪,大大提高了磁测精度
Î不仅可以找磁铁矿,还可以研究地质构造、圈定岩体以及寻找与油田有关的岩丘;1930s,前苏联罗加乔夫研制成功感应式航空磁力仪
Î大大提高磁测速度和磁测范围;
地磁认识与磁法勘探历史1950s,前苏联和美国将质子磁力仪移装到船上,开展海洋磁测,其结果:
Î在海洋磁测和古地磁研究成果支持下:
Î复活了大陆漂移学说,发展了海底扩张和板块构造学说;
Î推动了地学理论的大变革、大发展!
地磁认识与磁法勘探历史1930s
地磁认识与磁法勘探历史1930s
1939年,顾功叙在云南易门铁矿上,李善邦、秦馨菱在四川綦江铁矿上用磁秤找矿。
地磁认识与磁法勘探历史1930s
1939年,顾功叙在云南易门铁矿上,李善邦、秦馨菱在四川綦江铁矿上用磁秤找矿。
解放后,开始磁法勘探得到很大发展
地磁认识与磁法勘探历史
解放后,开始磁法勘探得到很大发展
20世纪年代,我国先后在:山东金岭镇、辽宁鞍山本溪、湖北大冶、内蒙古白云鄂博、山东莱芜、河北邯郸邢台、四川攀西等地区开展磁法找铁矿工作。
(1954年开始投入航磁)
地磁认识与磁法勘探历史
解放后,开始磁法勘探得到很大发展
20世纪年代,我国先后在:山东金岭镇、辽宁鞍山本溪、湖北大冶、内蒙古白云鄂博、山东莱芜、河北邯郸邢台、四川攀西等地区开展磁法找铁矿工作。
(1954年开始投入航磁)
我国80%以上的铁矿是通过磁测发现(或扩大)的
地磁认识与磁法勘探历史
其它矿产:
安徽铜陵、湖北铜录山的矽卡岩型铜矿; 吉林红旗岭、甘肃白家嘴子、新疆喀拉通克
的硫化铜镍矿床等,磁测都起到关键作用
地磁认识与磁法勘探历史
其它矿产:
安徽铜陵、湖北铜录山的矽卡岩型铜矿; 吉林红旗岭、甘肃白家嘴子、新疆喀拉通克
的硫化铜镍矿床等,磁测都起到关键作用
在内蒙古、新疆、西藏等地硌矿,山东、辽宁等地金刚石岩管,硼矿、石棉等矿产的发现和圈定起到重要作用
地磁认识与磁法勘探历史
20世纪年代开始,高精度磁测应用于油气勘探、煤田勘探、工程勘探、军事等
地磁认识与磁法勘探历史
我国
1960s2~10nT 1970s~1980s
1990s,磁测精度Î0.05nT 现在,0.0025nT
地磁认识与磁法勘探历史
我国:
1950s至今,各种比例尺磁测数据 磁测覆盖最广Î航磁覆盖面积1140万km2
地磁认识与磁法勘探历史(根据工作环境
航空磁测;地面磁测;
海洋磁测;井中磁测;
卫星磁测;
把磁测仪器放在飞机上进行的地磁测量。
是第二次世界大战后发展起来的方法。
它不受水域、森林、沙漠等自然条件的限制,测量速度快、效率高,已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方面。
用磁力仪直接在地面上进行的地磁测量。
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广
泛的应用。
把磁测仪器放在船上进行的地磁测量。
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。
六十年代,在大洋中脊获得了大面积的条带状磁异常,这一发现为海底扩张和板块学说
提供了充足的证据。
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。
把磁测仪器放在钻孔里进行的地磁测量。
井中磁测是地面磁测向下的延伸,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。
把磁力仪放航天器上进行的地磁测量。
在很短的时间里,就可以取得某段时间内的整个地球磁场的资料。
根据合适轨道的长期卫星磁测的资料,可以建立全球范围的地磁场模型,如国际参考磁场模式;研究地磁场的空间结构和时间变化;研究全
球范围的磁异常情况;它还可以用作飞行器的姿态测量。
卫星磁测是空间环境监测的重要组成部分。
1958号是世界上第一颗测量地磁场的卫星,它上面装有磁通门矢量,得到了磁场总强度的结果。
以后,前苏联和美国又先后发射了几颗飞行不高的测量地磁场的卫星,如"先锋"3号、"宇宙"26号、"宇宙"49号、"宇宙"321号、"奥戈"6号,这些卫星都只携带测量地磁场总强度的磁力仪
(质子旋进磁力仪或光泵磁力仪),飞行高度通常是几百公里,能够准确、迅速地测量地磁场总强度。
1979地磁卫星,它的轨道通过两极上空,能够覆盖整个地球表面。
卫星上除装有光泵磁力仪和磁通门矢量磁力仪外,还装有星象照相机,能较准确地确定卫星飞行的姿态,因而较准确地进行了地磁三分量的
全球测量。
小比例尺磁场图能清晰地反映地台区、地槽区、洋底、结晶基底隆起与深坳区域的特征;
中、大比例尺磁异常能清楚地反映断裂带、巨大岩块的相对隆起与坳陷以及平移
断层;
根据磁异常计算断层垂直和水平位移的距离;
根据磁异常能不同程度显示出与围岩有磁性差异的岩石的轮廓;
根据磁异常圈定含铁磁性矿物的接触带;
根据磁异常利用与磁性矿物的共生关系,寻找其他金属和非金属矿产;
根据岩石天然剩磁
Î发现地球磁极发生过倒转和变化;
Î定量获得已往地磁极坐标位置和岩石标本形成时的古地理纬度;
Î应用于地层对比和考古年代鉴定等。
复活了大陆漂移学说,发展了海底扩张和板块构造学说;
推动了地学理论的大变革、大发展!。