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1、普通物探 第二篇 磁法勘探,讲课教师 刘 展,1、定义 磁法勘探是利用地壳内部各种岩(矿)石间的磁性差异所引起的磁异常来寻找有用矿产，查明地下地质构造的一种地球物理勘探方法。 2、发展史 磁法勘探是应用最早的地球物理方法。 1610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； 1870年，瑞典人泰朗(Thaleo)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； 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； 1936年，前苏联人阿.阿.罗加桥夫试制成感应式航空磁力仪，使磁法工作进入了一个新的
2、阶段； 50年代末和80年代初，苏联和美国又相继把质子旋进式磁力仪移装于船上，开展了海上海洋磁测。 我国的磁测工作开始于30年代，直至解放前，仅停留于科学试验阶段；解放后得到了快速发展，航磁已广泛应用于生产。,前 言,磁法勘探可分为地面磁测、航空磁测、海洋磁测和井中磁测 航空磁测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，巳广泛应用于区域地质调查，储油气构造和含煤构造勘探（火烧区边界），成矿远景预测，以及寻找大型磁铁矿床等方面。 地而磁测应用最早，而今它一般是在航空磁测资料的基础上，进行更详细的磁测工作，用以判断引起磁异常的地质原因及磁性体的赋
3、存形态。在地质调查的各个阶段都有广泛的应用。 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)服务。 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。,3、分类,磁法勘探和重力勘探在理论基础和工作方法上有许多相似之处，但是它们之间也存在些基本的差别。 (1)就相对幅值而言，磁异常比重力异常大得多。我们知道，地壳厚度变化引起的重力异常最大，达5600 gu，若正常重力以9800000 gu计算，则最大重力异常值也仅为正常重力值的千分之五。强磁性
4、体产生的磁异常高达10-4T，若正常地磁场强度按0.510-4T计，则最大磁异常可以比正常地磁场强度大一倍； (2)从地面到地下数十公里深度内所有物质的密度变化都会引起重力的变化，说明重力异常反映的地质因素较多。但磁异常反映的地质因素却比较单一，只有各类磁铁矿床及富含铁磁性矿物的其它矿床和地质构造才能造成地磁场的明显变化； (3)密度体只有一个质量中心，而磁性体则有两个磁性中心(磁极)，且它们的相对位置因地而异。当地质体置于不同的纬度区时，重力异常特征不变，而磁异常特征则要改变，因此磁异常总是要比重力异常复杂一些。,4、重力、磁法勘探的异同点,第一章 地球的磁场,第一节 磁法勘探的基础知识,1
5、、单位磁极 在CGSM单位制中规定，在真空中两个等量的点磁极，相互之间相距一厘米，作用力为一达因时，m1或m2称之为一个绝对单位，通常用1CGSM单位表示。 2、磁场单位 为了表征磁场的大小，通常采用磁场强度的概念； 单位正磁量的点磁极，所受的力为一达因时，作为磁场强度的单位，我们称之为奥斯特(Oe)； 磁法勘探实用的单位是(伽码)。 1(伽码)=10-5Oe(奥斯特） 3、磁力线 由于磁场强度是一个矢量，而磁场又是一 个矢量场，我们为了描述场的性质，一般采 用磁力线的方法，形象的表示磁场空间的分 布。 磁力线处处与磁场强度矢量相切； 磁力线疏密的程度正比于磁场强度。,4、磁学单位,（nT）,
6、二、磁偶、磁矩和磁偶的磁场 1、磁偶 不管是条形磁铁或是磁针，都是具有正负磁荷的两个磁极，它们是成对出现的，也就是说磁量相等而符号相反的两个点磁极，总是共同出现的。我们将成对出现的磁量相等而符号相反的两个点磁极称之为磁偶。 2、磁矩 设有一磁量m，两极之间的距离为l的磁偶在均匀磁场H中，则磁偶所受到的力偶矩为：MmlH，显然这时如ml越大，则力偶矩M越大，可见ml反映磁偶本身的特点，通常将这一物理量称之为磁矩，它表示在单位外加磁场中，磁偶所受的最大力矩，用M示： Mml 既然磁偶在磁场中表现出力偶矩，就有旋转方向的问题，其方向定为由负指向正，如图所示。,3、磁偶所产生的磁场 如图所示，任一点p
7、的磁场强度H，经数学计算，由下式表示：,三、磁化强度及面磁荷,上式说明，当磁化强度和磁荷面斜交时，磁性体面磁荷密度等于磁化强度在该面外法线方向的投影。,1、地磁要素 地磁场T在水平面(xoy)上的分量，称为水平分量，以H表示。H的指向为磁北方向，磁北方向的延长线称为磁子午线。 T和水平面之间的夹角表示T的倾角，称为磁倾角I。当T向下倾时，I为正，T向上倾时，I为负； 磁子午线(磁北)和该点地理子午线(地理北)之间的夹角称为磁偏角，以D表示，磁北自地理北向东偏，磁偏角D为正，反之，向西偏时，D为负。 水平分量H在X和Y轴上的分量，分别称为北向分量和东向分量，并分别以X和Y表示。 T、Z、H、I、
8、D、X、Y各量都是表示某点地磁场大小和方向特征的物理量，称为地磁要素。,第二节 地磁要素及其分布特征,七个地磁要素之间的关系为：,2、地磁场的单位,地磁场强度的单位通常以“奥斯特”表示，简写为“奥”，也可以用“Oe”表示； 磁法勘探中常用的单位用“伽傌”或“表示，1伽傌10-5奥； 国际上统一使用“国际单位制”(简称为“SI”)用“特斯拉” (简称“特”)或以“T”表示磁感应强度(B)的单位； 1特104高斯，或 1高斯10-4特 1纳特(nT)=10-9特(T)10-5高斯1伽傌 高斯和奥斯特分别表示介质中的磁感应强度和磁化场强度的单位，同属于CGS电磁单位制，二者有相同量纲，并且在真空、空
9、气和水中的磁感应强度和磁化场强度的数值相等。 在表示空气或水中磁场的单位上，高斯和奥斯特可以通用。,3、世界地磁图,世界地磁图T,世界地磁图Z,世界地磁图H,世界地磁图I,世界地磁图D,4、地磁场的基本规律 (1)地球有两个磁极，分别位于地理南北两极附近。在1980年的世界地磁图上，北磁极位于78.20N，102.90W；南磁极位于65.60S，130.90E，在南、北两磁极处，磁倾角I分别为 900，垂直强度Z有最大值、水平强度H为零、磁倾角D没有确定值。 (2)水平强度(H)在地表上任何一点(除两磁极点外)都指向北。垂直强度(Z)在北半球指向下，为正值；在南半球指向球外(向上)，为负值。说
10、明地球磁极位于北半球的是S极，位于南半球的是N极。 (3)地球南北两磁极处的总磁场强度为0.60.7奥斯特，在磁赤道处的总强度为0.30.4奥斯特，前者约为后者的两倍，磁倾角随磁纬度按一定关系变化。这些特征和均匀磁化球体或中心偶极的磁场分布特征基本一致。 (4)南磁极和北磁极与地球的地理南、北两极并不重合，可以认为是地球中心磁偶极子轴与地球转轴相斜交。,根据以上的规律，可以认为地球基本磁场的模式是一个位于地球中心并与地球转轴斜交的磁偶极子的磁场。磁轴和地轴斜交1.50的中心偶极子场与地磁要素分布吻合的最好。,地球磁偶极子场,非偶极子磁场垂直分量,（5）在偶极子场叠加有非偶极子的场,（6）磁极位
11、置在缓慢移动,在约五亿年期间，古地磁极移动了约900，即平均每年移动2厘米。人们还发现，根据不同地块的岩石标本所确定的古地磁极迁移轨迹是不同的，这说明各地块的相对位置在不同地质时代变化很大，这就从古地磁方面提供了大陆漂移的证据。,地质时代古地磁极的迁移轨迹研究意义,中国地磁图T,5、中国地磁场的基本特征,中国地磁图Z,中国地磁图H,中国地磁图I,中国地磁图D,由我国编制的中国地磁图表明有以下特点： 垂直强度由南至北，Z值由-0.10奥增至0.56奥，Z值在我国境内的最大变化在0.6奥以上； 水平强度由南至北，H值由0.4奥降至0.21奥，H值最大变化在0.13奥以上； 磁倾角由南至北，I值由-
12、100增至+700，I值最大变化在800以上； 磁偏角的零值线在我国中部偏西由北向南通过，经过甘肃省的安西和西藏自治区的得宗。零偏线以东，偏角度变化由00至110(磁北西偏)，零偏线以西，偏角变化由00至50。,我国境内地磁要素的地理分布,第三节 地磁场的解析表示,1磁偶极子的磁位 如图所示，m和m表示磁偶极子的两个磁极强度；2l表示它们之间的距离； p表示任一空间点，它与偶极子中心O以及两磁极间的距离分别为r、r1和r2； M表示磁偶极子的磁矩，其大小为：M2ml，方向由-m指向m。 磁偶极子在p点的磁位U等于其正负两磁极分别在该点的磁位U+m及U-m之和，可表示为：,1、磁偶极子的磁位,泰
13、勒级数展开,2、地磁场的解析磁场表达式,2、地磁场的解析表达式,3、地磁场的垂向和水平梯度,第四节 地磁场随时间的变化,一、地磁场的长期变化,二、地磁场的短期变化 地磁场的短期变化基本上可以分为两种类型。 一种变化是连续出现的、比较有规律并有确定周期的变化； 另一类变化则是偶然发生的、短暂而复杂的变化。 这两种类型的变化主要来源于地球外部的不同原因。前者称为平静变化，来源于电离层内长期存在着的电流体系的周期性变化。后者称为扰动变化，由于磁层结构、电离层中电流体系、太阳辐射等变化所引起。,1、太阳静日变化,2、扰动变化 （1）磁暴,（2）地磁场的微脉动,第五节 地磁场的结构和磁异常,1、地磁场的
14、构成 T=T0+Tm+Ta+T T0: 中心偶极子磁场，也称均匀磁化地球的磁场； Tm: 大陆磁场或世界异常； TmT0: 地球基本磁场； Ta： 异常场或磁异常； T: 变化磁场，主要是外源变化磁场。 2、正常场和磁异常 （1）正常场 可以认为是磁异常（即所要研究的磁场）的背景或基准场。 （2）磁异常 由研究对象的磁性所引起的磁场。 正常场和磁异常是相对的。,一、物质的磁化,第二章 岩矿（石）的磁性 第一节 物质的磁性,二、物质的磁性,1、磁化率 试验表明，同一物质磁化强度与磁化磁场成正比，即： J=T 比例系数叫做物质的磁化率，它表示物质磁化的难易程度， 值越大，说明越易磁化。 2、抗磁性
15、： 0的物质。 3、顺磁性： 0的物质。 4、铁磁性物质 （1）磁滞回线； （2）剩余磁化强度Jr。,5、居里温度,据实验资料表明：介质的磁化串和温度之 间有如图所示的关系曲线，从图可见，磁化率随着温度的增加而增大，当温度达到一定值时，磁化率急剧下降，直至到零，这时的温度称为居里点。 利用这一性质可以求地壳的磁性下界面，了解地壳的地温变化。,第二节 岩矿（石）的磁性,一、岩矿（石）磁性的组成,二、岩(矿)石的剩余磁化强度 1热剩磁 在外磁场作用下，磁性物质由高温冷却到一般温度后保留下来的磁化强度值。这 类剩磁强度很大，且特别稳定，是岩浆岩剩磁的主要生成方式。岩浆岩的剩磁一般都大于感磁，剩磁的方
16、向也大多与现代地磁场不一致，甚至反向。 2碎屑剩磁 岩浆岩风比后，其中磁性矿物颗粒在沉积过程中受当时地磁场作用定向排列而 成，是沉积岩剩磁的主要生成方式。 3化学剩磁 岩石形成后，在温度远低于居里点的情况下，受到化学作用产生的铁磁性物质在当时地磁场作用下形成的。它是变质岩剩磁的主要生成方式。 4等温剩磁 它是在正常温度下，岩石中的磁性物质受外磁场短期磁化形成的。 5粘滞剩磁 岩石被古代地磁场磁化后，又经现代地磁场磁化所形成的一种次生剩磁。,三、岩(矿)石的磁性,三、岩(矿)石的磁性,三、决定岩石磁性的因素,第三章 磁法勘探仪器与工作方法,第一节 质子旋进式磁力仪 质子旋进磁力仪是根据煤油、水、
17、酒精等含氢原子溶液中氢原子核(质子)在地磁场中产生一定频率的旋进作用制成的。,1、质子旋进现象 在溶液中氢的原子磁矩，在无外磁场作用时，它们任意指向。 当氢溶液处于地磁场T中时，这些原子磁矩在T的作用下，将各自沿着T的方向排列。 当在近于垂直地磁场T的方向施加约50奥斯特的人工磁场时，由于这一磁场远远大于地磁场，则原沿地磁场方向的质子自旋轴都转至磁化磁场方向。 当切断电流，使人工磁场突然消失，氢质子则在原有的自旋惯性力及地磁场力的共同作用下，各自以相同的相位绕地磁场方向进动。这种现象称为质子旋进，也称核子旋进。,由上式可知，地磁场的大小与质子在其中发生旋进的频率f成正比。这样就把对地磁场的测量
18、变为对旋进讯号的频率的测定。,2、质子旋进磁力仪的工作原理 为了使测量的读数表示为地磁场的伽码值，采用将旋进讯号倍频的方法。设旋进讯号的频率为f，倍频数为n，仪器记录的周期数目(即振荡次数)为N，记录N个周期所用的时间为t，则有：,美国Geometric公司的G882铯光泵磁力仪,加拿大MarineMagnetics公司的SeaSPY磁力仪,2.2.1 磁力仪简介,在科学研究和工程应用中测定磁场强度的仪器、研究和测定地磁场及其随时间变化的仪器、磁法勘探中测定磁异常的仪器及研究物质磁性的仪器等等，统称为磁力仪（magnetometer） 。 磁法勘探中应用的磁力仪种类很多，按照工作方式不同可分为
19、：航空滋力仪、地面磁力仪、海洋磁力仪及在钻孔中使用的磁测井仪等。 按照磁力仪工作原理不同分为：机械磁力仪、饱和式（磁通门）磁力仪、质子旋进磁力仪，光泵磁力仪及超导磁力仪等。 按照测量的磁场和磁异常种类不同分为，垂直磁力仪、水平磁力仪、总场强磁力仪及测量磁场梯度的磁力梯度仪等。,磁力仪简介,按照磁力仪的发展历史和磁测原理分为三代： 第一代磁力仪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。 第二代磁力仪，应用核磁共振特性，利用高磁导率软合金以及复杂的电子线路，如质子（核子）磁力仪，光泵磁力仪，磁通门磁力仪等。 第三带磁力仪，利用低温量
20、子效应，即超导磁力仪。 磁力仪按其测量的地磁场参数及量值可分为： 相对测量仪器：如悬丝式垂直磁力仪等，测量的是地磁场的垂直分量z的相对差值。 绝对测量仪器：如质子（核子）磁力仪，测量地磁场的总强度T。 根据应用领域，磁力仪可分为地面型、航空型、海洋型及井中型。,刃口式磁力仪（knife edge-type M）,是一种机械式磁力仪，又称刃口式磁秤（balance）。 磁系的磁铁是用石英刃口和石英刀座支承的。刃口呈三棱柱状，刀座的表面是圆柱形。 仪器工作时，刃口落在刀座上，使磁铁在垂直刃口的铅垂面内摆动，根据作用于磁铁的重力矩和磁力矩机械平衡的原理观测磁场变化。 刃口式磁力仪可分为垂直刃口式磁力
21、仪和水平刃口式磁力仪。国产刃口式磁力仪有： CR 2-60型，精度为5伽马； CR 2-69型， 精度为2伽马。,刃口式磁力仪,Quartz Vertical Magnetometer,Quartz Horizontal Magnetometer,With the quartz horizontal magnetometer, we can measure the horizontal component H of the Earth magnetic field. Designed in Denmark in 1934 by D. La Cour and commercialised in
22、different versions until 1975 by the magnetic service of the Danish meteorological Institute, this remarkably simple and trustworthy instrument was used extensively in observatories for over fifty years.,悬丝式磁力仪（ torsion-type ）,是一种机械式磁力仪。 它是用一根金属丝悬挂一特制的磁铁，使其在垂直于悬丝的铅垂面内摆动，根据作用于磁铁的重力矩和磁力矩机械平衡的原理来观测磁场强度
23、的变化。分为悬丝式垂直磁力仪和悬丝式水平磁力仪。,悬丝式磁力仪原理,悬丝式磁力仪（ torsion-type ）,国产CS 261型悬丝式垂直磁力仪，精度为5伽马，用于地面磁测工作。 CS 369型悬丝式垂直磁力仪，精度为2伽马，用于观测随时间变化的磁场和测定岩石磁性及弱磁异常。,质子旋进式磁力仪（protonprecession ）,应用质子自旋磁矩在地磁场的作用下围绕地磁场方向做旋进运动的现象进行磁场测量。 氢原子核的质子是一种带有正电荷的粒子，其本身在不停地自旋，具有一定的磁性。在外磁场的作用下自旋质子将按一定方向排列，称为核子顺磁性。但其磁性甚微，只是在一些磁化率很低的逆磁性物质中才能
24、反映出来，如某些碳氢氧化合物液体（水、酒精、甘油等）。在这些样品中质子受某强磁场激发而具有定方向排列，去掉外磁场，则质子在地磁场作用下将以同相位绕地磁场T旋进，其旋进频率f与地磁场T有以下关系：T=23.4872f，单位为伽马。当测定出频率f以后即可计算出总磁场强度T的数值。利用这种原理制成的仪器称为质子旋进式磁力仪，或称核子旋进式磁力仪，简称质子磁力仪或核旋磁力仪。,Principle of Proton Magnetometer,Protons are charged particles, and create magnetic field, which alternates as pro
25、ton precesses. In ambient field, majority of protons aligned parallel to field, remainder antiparallel. Current in coil generates strong magnetic field at right angles to Earths field, causing all protons to align. When current turned off protons precess back to orientation of Earths field. T=23.487
26、2f，单位为伽马或纳特。,质子旋进磁力仪稳定性好。温度影响小、没有零点掉格、精度高，可观测弱磁异常工作时不必准确定向，适于在运动状态下观测。但这类仪器的使用要受到磁场梯度范围的限制。我国生产的这类仪器有302型海空核子旋进磁力仪，精度达1.0伽马，CHD型地面核子旋进磁力仪精度为1.5伽马。,CZM-2型质子磁力仪,CZM-2型质子磁力仪是利用氢原子磁矩在一定条件下，在地磁场中自由旋转的原理制成的，用来测量地球总磁场强度绝对值的磁测仪器。 该仪器主要用于地面磁法勘探，广泛用于铁矿及其他金属矿床的普查、祥查、地质填图、航空海洋磁测的地面日变站；地震预报工作中地磁台站的磁变观测及流动磁测；小型铁磁
27、物体的探测等。特别适用于弱磁区工作。 CZM-2型质子磁力仪系采用集成电路，程序控制，具有体积小，重量轻，数字显示、精度高、测程规范宽，抗干扰能力强，耗电量小，操作方便，读数方便，结构坚固，仪器工作性能稳定可靠等特点。直读地磁场nT值，测量地磁场总向量绝对值。,CZM-2型质子磁力仪,技术参数 测程： 32000-70000nT 灵敏度： 1nT/digit 测量精度, 定点重复测量误差2nT 测量均方误差1.5 nT 自校读数： 491521 工作环境条件 测区地磁场梯度要求： 垂直梯度200nT/M 水平梯度150nT/M 环境温度范围 -5-+45 环境湿度 80% (+30) 电 源：
28、标称电压+14V 外形尺寸： 210mm114mm188mm 重 量： 主机2.5kg 探 头(包括10m电缆) 探头杆 0.8kg,生产厂家：北京地质仪器厂,G856 Proton Portable Magnetometer,Specifications: Resolution: 0.1 nT Accuracy : 0.5 nT Clock: Julian date, accuracy 5 sec per month. Tuning: Auto or manual, range 20,000 to 90,000 nT Gradient Tolerance: 1000 nT/meter Cyc
29、le time:3 sec to 999 sec standard , can be manually selected as fast as 1.5 sec cycle time. Read: Manual, or auto cycle for base station use. Memory: 5700 field or 12500 base station readings Display: Six digit display of field/time, three digit auxiliary display of line number, day Digital Output:
30、RS-232, 9600 baud. Input: Will accept external cycle command. Physical: Console: 7 x 10.5 x 3.5 inches, (18 x 27 x 9 cm) 6 lbs (2.7 kg) Sensor: 3.5 x 5 inches ( 9 x 13 cm) 4 lbs (1.8 kg) Environmental: Meets specifications within 0 to 40 C Will operate satisfactorily from -20 to 50 C Power: 9 each 1
31、.5 “D“ Cells,Manufactured by Geometrix,磁通门磁力仪（fluy-gater M）,也称饱和式磁力仪，是利用软磁性坡莫合金作为探测元件的磁力仪。坡莫合金具有很高的导磁率，低矫顽力和低饱和磁化磁场，磁滞迥线狭窄，因而它的磁感应强度与磁化磁场近似地呈单值函数关系。因导磁率很高，磁化磁场的微弱变化会导致磁感应强度的显著变化。所以，利用合金元件的这一磁化特性，可以确定磁化磁场的微弱变化。,H,B,坡莫合金的磁滞迥线,磁通门磁力仪（fluy-gater M）,按仪器设计原理不同可分为：偶次谐波型及脉冲电压型等。饱和式磁力仪是一种磁电转换装置，可在运动状态中进行快速连续
32、测量，常用于航空或海洋磁测。 目前，这类仪器应用较广泛。饱和式磁力仪按其探测元件取向不同，测定总磁场强度在元件取向方向分量的变化。,CCM-02C型磁通门磁力仪,该仪器在科研、工业生产中测试，检查产品或样品的磁场强度以及消磁退磁后的剩磁、磁屏蔽效果的测试等方面有广泛的应用。由于配有可使探头处于任何方位的无磁探头支架，因而可用于测量样品的磁化率，也可用于彩色电视机生产线的地磁场模拟装置中测量x、y、z三个磁场分量值。 仪器具有高灵敏度、宽量程、携带便利等优点，为用户使用提供了极大的方便。,生产厂家：北京地质仪器厂,CCM-02C磁通门磁力仪,主要技术指标： 测量范围：2103nT，2104 nT
33、，2105nT。 灵 敏 度： 0.1nT/字 ，1nT/字，10nT/字。 测量误差：0.5%1字。 噪音水平： 0.1 nT1字。 漂 移：2 nT（常温4小时） 剩 磁：1nT 工作环境温度：-10 - +45 4 1/2数字显示 供电电源：220V10% 50Hz 尺 寸：主机 300mm250mm100mm; 探头 20100mm; 探头至主机电缆长度5m,生产厂家：北京地质仪器厂,光泵磁力仪（optical-pumping ）,光泵磁力仪（optical-pumping ）；根据光泵作用原理作成的磁力仪。 因为由光泵作用排列好的原子磁矩，在特定频率的交变电磁场的作用下，又将产生共振
34、吸收作用，打乱原子的排列情况。发生共振吸收现象的电磁场的频率与样品所在点的外磁场强度成一比例关系，故测定这一频率就可以测出外磁场的值。常用的工作元素有；铷（Rb87，Rb85）；铯（Cs133）；氦（He4，He3）等。光泵磁力仪按线路结构特点又可分为跟踪式及自激式两大类。 这类磁力仪的特点是灵敏度高，可达0.01伽马，可以测定总磁场强度的绝对值，没有零点掉格及温度影响，工作时不需准确定向，适于在运动条件下进行高精度快速连续测量，如航空磁测和海洋磁测等。,光泵磁力仪,应用原子核中的电子在一定波长的光的激发下产生能级跃迁，原子磁矩在地磁场的作用下定向排列的现象制成的，探头中的工作物质有氦、铯等。
35、 G858铯光泵磁力仪的测程：17000-100000nT 灵敏度：0.01-0.05nT,Manufactured by Geometricx,G858 Cs optical-pumping ,G858测试结果,Stanford University Environmental Test Site, Very High Resolution G-858 Cesium Magnetometer Data Deployed on Cart, Dual Sensors, GPS Positioning.,航空磁力仪,航空磁力仪及其配套的辅助设备装载在飞行器上，在测量地区上空按照预先设定的测线和高度
36、对地磁场强度或梯度进行测量的地球物理方法。与地面磁测相比具有较高的测量效率，且不受水域、森林、沼泽、沙漠和高山的限制。同时由于飞行是在距地表一定的高度进行的，从而减弱了地表磁性不均匀体的影响，能够更加清楚地反映出深部地质体的磁场特征。,G822航空磁力仪,航空磁力仪及其配套的辅助设备装载在飞行器上，在测量地区上空按照预先设定的测线和高度对地磁场强度或梯度进行测量的地球物理方法。与地面磁测相比具有较高的测量效率，且不受水域、森林、沼泽、沙漠和高山的限制。同时由于飞行是在距地表一定的高度进行的，从而减弱了地表磁性不均匀体的影响，能够更加清楚地反映出深部地质体的磁场特征。 G822灵敏度：0.000
37、5nT,G822铯光泵磁力仪测试结果,海洋地磁测量,海洋地磁测量（oceangeomagnetic survey）；在海洋地区进行的磁法勘探工作简称海洋磁测。 早期，曾使用饱和式磁力仪。目前，常用核子旋进磁力仪、光泵磁力仪或海上梯度仪（包括水平梯度仪和垂直梯度仪）等进行连续测量。 为防止船体和航行对仪器的影响，以及波浪的干扰等，仪器探头要密封放置在海水面以下一定深度。 海洋地磁测量的资料整理和解释推断与航空磁测大体相同。,G-882海洋磁力仪,G882 with Weight Collar Depth Option & Altimeter,G-877海洋磁力仪测试,超导磁力仪,超导磁力仪（su
38、per conducting ）利用某些金属如：锡、铅、锌、铌、钽和一些合金的超导电性，超导条件下的约瑟夫逊效应，以及超导效应与磁场强度之间的密切关系，通过观测灵敏器件对外磁场的周期性响应计算磁场强度。 灵敏度：10-6nT,super conducting magnetometer,测定岩（矿）石参数的磁力仪,2.2.2 磁测工作方法,采用磁力仪，在设计的测点或测线上进行磁场观测，获取原始的磁测数据。 主要内容： 1. 磁测工作任务的确定 2. 岩（矿）石磁性参数的测定 3. 野外磁测工作,1. 磁测工作任务的确定,正确确定磁测任务是提高磁测地质效果的必要条件，这要求认真分析测区的地质地球物
39、理前提。 探测对象与围岩之间是否具有明显的磁性差异？ 探测对象是否具有一定的规模？埋深、磁化强度如何？ 其他磁性体产生的干扰磁场相对于探测对象产生的异常而言是否足够微弱或具有明显的特征，以至能够予以分辨或消除。,磁测程度,按照对磁异常的研究的详细程度，可将磁测工作分为普查和详查。 普查的应用范围很广： 在小比例尺填图中，主要是初步了解研究区的地质情况，划分大地构造单元，并圈定成矿远景区，具体任务是探测结晶基底起伏及内部构造，研究盖层的沉积构造，以及追索大断裂带等。 中、大比例尺区测填图中主要是查明和追索岩层以确定其分布范围，查明和追索成矿控制地带，以便为进一步寻找矿产指示方向。具体任务是：确定
40、岩层接触带、圈定岩体、圈定构造破碎带和断层、圈定岩脉等。 矿产资源的普查工作是通过进一步寻找磁异常来查明地质构造或矿产，一般应选在成矿有利地带。 研究磁异常的形态特征来寻找和评价矿产的磁测工做称为详查。,比例尺与测网,比例尺与测网的选择，应根据磁测任务、地质体的大小及其所引起的异常特征来确定。区测普查中应采用与区域地质调查同级或更大的比例尺，普查找矿中应以保证不遗漏有工业价值的最小矿体为原则，详查中要能完整地反映磁异常的形态特征。 测网的布置应保证测线垂直（或大致垂直）于测区地质体、地质构造或已知物探异常的走向。因为在这个方向上磁场梯度变化最大、特征最明显、能用最少的点控制异常，所获得的资料便
41、于进行准确的解释。当探测对象具有明显的走向时，要采用线距大于点距的矩形测网。,2. 岩（矿）石磁性参数的测定,测量岩（矿）石磁性参数是磁法勘探必不可少的环节。在确定磁测任务时，要收集测区内外的磁性资料，作为设计的依据。 施工阶段要在全区、特别是在主要异常地段采集大量的岩（矿）石的标本加以测定，统计整理求得各类岩（矿）石磁性参数（m和Jr）的常见值作为解释和推断的第一手资料，有时还要采集定向标本测定磁化方向。,3. 野外磁测工作,野外磁测工作包括地面磁测、航空磁测、海洋磁测和地磁变观测等类型。 与重力观测类似，地面磁测的主要工作是： 选择基点，基点应选在磁场稳定的地方，如沉积岩区或磁性干扰较小的
42、地区。测区较大时，要设立一些分基点组成测点网做辅助测量用。 测点观测。测点观测有一定的技术要求，精度越高，技术要求越严格。,航空磁测与海洋磁测,航空磁测的主要工作是： 基线飞行，其目的在于确定仪器零点漂移或当天磁场的相对零值； 测线飞行，即测量全区磁场的 飞行； 特殊飞行，包括联系不同时期 测量成果的飞行，对测量结果重 复检查的飞行，以及观测日变的 飞行等。 海洋磁测的方式有路线测量和面积测量两类。 路线测量是在测区内做几条长剖线以了解异常的一般特征及区域异常的走向。 面积测量的比例尺大都为1:50万或1:100万，其要求与航磁类似。,航空磁测平面剖面图,地磁变观测,地磁变化对地磁观测影响很大
43、。在中、低精度研究中只要考虑静日变化的影响，但在高精度磁测中必须顾及到扰动变化的影响。为消除地磁变的影响，应进行地磁变观测。 设立地磁变观测站应满足如下要求： 位于平稳磁场区域内， 磁场的水平和垂直梯度较小， 测站附近无磁性干扰。 测站仪器读数间隔随精度而 定，精度要求越高，时间间 隔越小。,第二节 磁测工作方法,一、磁测的野外工作方法 主要有地面磁测、航空磁测、海洋磁测和井中磁测等。 磁法勘探工作一般包括以下几个阶段： 设计阶段：接受任务后，应着手收集与工作区有关的地质、物性(主要是岩、矿石的磁性)及前人的物探、地形、地物资料，并到施工现场踏勘。在此基础上编写磁测工作设计。对工作任务、测区、
44、测网、比例尺、方法技术、磁测精度及人员编制、仪器设备、工作进度、施工顾序及经费预算等问题按磁测规范的要求做出设计，报上级（甲方）审批。 野外施工阶段：包括磁测仪器的调节和常数测定、基点网建立、观测磁异常、室内整理计算、编绘异常图和成果图、进行质量检查、采集物性标本并进行测定和整理及室内外资料的验收等等。 最后是异常解释推断及编写成果报告阶段。 上述每一阶段的具体内容和技术要求，在磁测规范(地面及航空)中都有详细规定。,二、 磁测数据的整理计算,1、磁测结果的各项改正 （1）日变观测及其改正 磁测工作必须进行日变观测。根据日变观测结果绘制日变曲线。在日变曲线上量得某时刻相对早基时间的日变值并取反
45、号，即为该时刻的日变改正值。 （2）正常剃度改正 进行正常梯度改正时，般以总基点为标淮，由测量成果图中量出各测点相距总基点的南北向距离的公里数，乘以梯度值，即得到各测点的正常梯度改正值。我国范围内当垂直磁测时测点若在总基点以北，改正值为负，反之为正。 （3）基点改正 在设置基点网的大面积隘侧工作中，应将利用各基点起算的磁测结果统一为相对于总基点的异常值，这项工作称为基点改正。如某工区基点磁场比总基点高150，那么工区内异常值都相对减小了150，因此工区的基点改正值应是十150。,三、磁异常图的绘制,1磁异常剖面图 剖面图是表示沿某一测线或某一特定剖面上异常变化特点的磁异常图。 绘图时，以横坐标
46、表示距离或测点位置，以纵坐标表示磁场的伽码值，连成折线，即构成异常剖面图。 纵坐标上每厘米代表的异常值不能小于磁测精度(即磁测均方误差)，否则就会把精度范围内的偶然误差放大，另方面要求尽可能将异常的有效信息反映出来，每厘米代表的异常值又不能过大。,剖面平面图是一种反映磁异常平面分布特征的图件。 它是按工作比例尺绘出测区的全部测线，并绘出各测线的磁异常剖面图而构成的。 剖面平面图的纵比例尺要求与剖面图相同。但比例尺不能过大，以免异常曲线相互穿插难以认别辨认。,2、剖面平面图,3磁异常平面等值线图 它是利用磁异常等值线来表示磁异常平面分布特征的图件。 按测网形状和磁测比例尺将全部观测点展绘到地形底图上，每个测点均注记出磁异常值，根据异常值勾结出异常等值线，即构成异常平面等值线图。 等值线间隔一般多采用等间隔，但在强弱异常相差悬殊时可采用不等间隔，一般为近等比间隔。起始等值线的数值一般为磁测均方差的2.53倍。,