磁法勘探原理

磁法勘探

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。第二次世界大战后﹐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年后才大规模开展起来。

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。此外﹐磁法勘探还可用于研究深部地质构造和解决其他地质问题﹐以及应用于考古学等方面。

磁法勘探是测量地磁异常以确定含磁性矿物的地质

磁法勘探仪器

magnetic prospecting instrument

磁法勘探中用来测量磁场强度和磁性参数的仪器。

分类：磁法勘探仪器种类很多。按测量目的不同，可分为测量磁场强度的磁力仪和测量岩（矿）石磁参数的磁力仪两大类。前一类磁力仪配置专门装置后也可用于磁参数测定。 在测量磁场强度的磁力仪中，根据测量磁场是标量（或模量）还是矢量的不同，可分为标量磁力仪和矢量磁力仪。质子磁力仪和光泵磁力仪本质上是标量磁力仪，它们可测量地磁场的总强度模量。其他磁力仪为矢量磁力仪，如垂直或水平磁秤，测量地磁场在垂直或某一水平方向的差值，磁通门磁力仪测量地磁场在某方向的强度，超导磁力仪测量垂直于超导环平面方向上的磁场的差值等。此外，质子磁力仪和光泵磁力仪可测定磁场强度的绝对值属绝对测量仪器，但也可用作相对测量。其他类型的磁力仪是相对测量仪器。根据应用领域不同，可分为航空、卫星、海洋、地面及钻井磁力仪。根据仪器结构不同可分为机械式和电子式。按照发展历史和应用的物理原理,可把磁力仪分为3个世代。第一代磁力仪应用永久磁铁或感应线圈,如磁秤;第二代磁力仪应用高导磁性材料或原子、核子的特性以及复杂电子线路，如原子磁力仪、光泵磁力仪；第三代磁力仪利用低温量子

第三章 磁法勘探

前 言

磁法勘探是利用地壳内各种岩(矿)石间的磁性差异所引起的磁异常来寻找有用矿产或查明地下地质构造的一种地球物理勘探方法。人类在公元前800年，便知晓了磁性的存在。在许多希腊作者的各种论著中都记载了具有显著吸铁性能的“神石”。它最初有“大力士石”，“吕底亚石”，“陨铁”或者简单称为“石”。我们的祖先们亦留下了许多关于“磁”的记载。

地球的周围存在着磁场。 我们的祖先很早就发现了地磁场的存在，并有举世瞩目的四大发明之一—指南针（司南）。司南大约出现在战国时期。司南由青铜盘和天然磁体制成的磁勺组成，青铜盘上刻有二十国向，置磁勺于盘中心圆面上，可以保持平衡，且自由旋转。当它静止的时候，勺柄就会指向南方，古人称它为“司南”。

指南车是我国古代的文化瑰宝之一，是中国古代科技成果的杰出代表。春秋战国时期，人们就制作了指南车用来指挥作战。

明代《武经总要》描述“指南鱼”的制作，用薄铁叶剪裁成鱼形，鱼的腹部略下凹，磁化后浮在水面，就能指南北。这是一种人工磁化的方法，它利用地球磁场使铁片磁化。即把烧红的铁片放置在子午线的方向上。烧红的铁片内部分子处于比较活动的状态，使铁分子顺着地球磁场方向排列，达到磁化的目的。北宋的沈括

2011磁法勘探复习资料（主要为思考题）

第一章

1.解释下列名词:

(1)地磁要素: 以观测点为坐标原点，选取一个直角坐标系。取X轴指向地理北，Y轴指向地理东，Z轴铅直向下。观测点处地磁场强度T在X、Y、Z轴上的分量分别称为北向分量X，东向分量Y和垂直分量Z。T在XOY平面上的分量H称为水平分量。H指向磁北，其延长线即是磁子午线。我们规定，各分量与相应坐标轴的正向一致时为正，反之为负。磁子午线(磁北)与地理子午线(地理北)的夹角称为磁偏角，以D表示。H偏东时D为正，反之为负。T与XOY平面的夹角称为磁倾角，以I表示。T下倾时I为正，反之为负。

X?HcosD;Y?HsinD;tgD?Y/X;??H?TcosI;Z?TsinI;tgI?Z/H;?H2?X2?Y2;T2?X2?Y2?Z2。??

(2)国际地磁参考场IGRF: 1968年国际地磁和高空物理协会（IAGA）首次提出并公认了1965.0年代高斯球谐分析模式，并在1970年正式批准了这种模式，称为国际地磁参考场模式，记为IGRF。它是由一组高斯球谐系数（ 、 ）和年变率系数（ 、 ）组成的，为地球基本磁场和长期变化场的数学模型，并规定国际上每五年发表一次球谐系数，及绘制一套世

第八章 磁性体的磁场

§8.1 磁性体磁场的正演计算

一、几个概念

1、假设条件

① 磁性体为简单规则形体； ② 磁性体是被均匀磁化的； ③ 只研究单个磁性体； ④ 观测面是水平的；

⑤ 不考虑剩磁（或剩余磁化强度与感应磁化强度方向一致） 2、计算方法

根据磁性体形体特征选择：

体积分公式法 面积分公式法

重磁位场的泊松公式法

3、坐标系：右手直角坐标系

XOY为观测平面，Y轴沿地质体走向，X垂直走向，Z轴向下

坐标原点O选在磁性体中心和顶面中心在地面的投影点，磁性体以外的计算点为P(x,y,z)，磁性体内体元点Q(?,?,?)。

8-1

二、计算磁性体磁场的积分表达式

1、体积分表达式

2、面积分表达式

三、利用重力位求解磁场的泊松方程

四、?T的物理意义（总磁场强度异常）

8-2

五、有效磁化强度

8-3

§8.2 规则形体磁异常特征

一、球形磁性体的异常特征

1、计算公式

2、Za曲线的剖面特征

8-4

3、Za平面等值线特征

8-5

4、?T平面等值线特征

8-6

二、板状磁性体的异常特征

磁性岩脉、岩层、矿脉等，走向长度较大→板状体 均匀磁化时，仅有面磁荷分布，且平面的?m?常数 1、计算公式

8-7

2、走

21世纪重力与磁法勘探的展望

第"-卷第!期

年月（!&->!**）!$$!(地球物理学进展

’?@.?A//0=.A@’BC/0D/;4<#"-=4#!

EFG7!$$!

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!"世纪重力与磁法勘探的展望

管志宁郝天珧姚长利

（"#中国地质大学，北京"$$$%&；!#中国科学院地质与地球物理研究所，北京"$$"$"）

［摘要］对!"世纪重力与磁法勘探的仪器、数据处理技术、解释理论与方法、应用领域等方面的发展方向进行了分析与展望#发展航空标量、矢量、梯度重力测量和航空全梯度磁力测量、三分量磁力测量，提高综合信息采集能力；开展卫星重磁测量，综合卫星、航空、地面重磁测量资料研究地球结构与构造；发展高精度数据处理技术：重磁异常弱信号的提取、不同深度重磁异常的划分、低纬度变倾角化磁极以及位场曲面延拓；发展复杂条件下三维重磁场多参数综合反演可视化技术以及快速自动反演技术；探索磁性多参数的应用新领域；充分发挥磁法在环境污染调查中的作用并开拓应用新领域#

中国科学院测量与地球物理研究所

博士研究生入学考试大纲

《地震勘探原理》

本《地震勘探原理》考试大纲适用于中国科学院大学勘探地球物理学专业的博士生入学考试。地震勘探是地球物理勘探的一种重要方法，也是目前使用最为广泛、解决油气勘探问题最有成效的方法，主要内容包括地震波的运动学、地震波的动力学、地震资料采集和地震资料处理等内容。要求考生深入理解基本概念，系统掌握基本理论和方法，具有综合分析问题和解决问题的能力。

考试内容

（一） 地震波的运动学

1、地震波的基本概念 2、时间场与视速度定理 3、反射与折射地震波的运动学 4、垂直时距曲线方程 （二） 地震波的动力学

1、地震波的波动方程 2、介质对地震波传播的影响

3、弹性波在介质分界面上的反射与透射 4、薄层效应与地震面波

5、波动地震学与几何地震学的关系 （三） 地震资料采集

1、地震勘探中的有效波与干扰 2、地震波的激发与接收 3、地震观测系统 （四） 地震资料处理

1、地震资料校正与叠加 2、地震信号数字滤波 3、地震资料反褶积 4、地震偏移成像 5、地震波的速度 6、地震多次波压制

考试要求

（一） 地震波的运动学

1、理解波前面、波射线、直达波、反射波、透射波、折射波、绕射波、多次

中国科学院测量与地球物理研究所

博士研究生入学考试大纲

《地震勘探原理》

本《地震勘探原理》考试大纲适用于中国科学院大学勘探地球物理学专业的博士生入学考试。地震勘探是地球物理勘探的一种重要方法，也是目前使用最为广泛、解决油气勘探问题最有成效的方法，主要内容包括地震波的运动学、地震波的动力学、地震资料采集和地震资料处理等内容。要求考生深入理解基本概念，系统掌握基本理论和方法，具有综合分析问题和解决问题的能力。

考试内容

（一） 地震波的运动学

1、地震波的基本概念 2、时间场与视速度定理 3、反射与折射地震波的运动学 4、垂直时距曲线方程 （二） 地震波的动力学

1、地震波的波动方程 2、介质对地震波传播的影响

3、弹性波在介质分界面上的反射与透射 4、薄层效应与地震面波

5、波动地震学与几何地震学的关系 （三） 地震资料采集

1、地震勘探中的有效波与干扰 2、地震波的激发与接收 3、地震观测系统 （四） 地震资料处理

1、地震资料校正与叠加 2、地震信号数字滤波 3、地震资料反褶积 4、地震偏移成像 5、地震波的速度 6、地震多次波压制

考试要求

（一） 地震波的运动学

1、理解波前面、波射线、直达波、反射波、透射波、折射波、绕射波、多次

地震勘探原理

1．什么是各向同性和各向异性介质？什么是的均匀介质和非均匀介质？什么是层状介质和连续介质？

2．什么是应力？简述正应力和剪切应力的物理含义。 3．什么是应变？简述正应变和剪切应变的物理含义。

4．试叙述杨氏弹性模量、剪切模量及泊松比的物理含义。 5．试叙述纵波和横波的传播特点。

6．设流体中的压强为P=Kθ，试证明流体中的纵波满足以下方程 ?P?21?PVp?t22?0, Vp?K?

7．解释名词：

（1）波前和波尾； （2）振动图和波剖面；（3）波的球面扩散； （4）同相轴和等相位面；（5）时间场和等时面；（6）频谱分析 8．什么叫视速度定理？

9．从反射和折射波形成的机制，分析反射和折射波形成的条件是什么？ 10．试述面波传播的特点及频散现象？

11．一个三层模型如下图所示， 如果波从第一层顶界面出发振幅为A0，法线入

射波到第二层，试写出波在第三曾底界面上反射波返回至第一层顶界面时的振幅值。模型中R表示反射系数；h表示地层厚度；?表示吸收系数。

h1 ?1 R1

电法勘探原理与方法

刘 国 兴

2003．5

总学时64，讲授54学时，实验10 绪论：（1学时）

绪论中讲5个方面的问题

1. 对电法勘探所属学科及具体定义。 2. 电法勘探所利用的电学性质及参数。

3. 电法勘探找矿的基本原理。在此主要解释如何利用地球物理（电场）的变化，来表达找

矿及解决其它地质问题的原理。 4. 电法勘探的应用。

1) 应用条件 2) 应用领域

3) 解决地质问题的特点

4) 电法勘探在勘探地球物理中所处的位置

第一章 电阻率法

本章为电法勘探的常用成熟的方法，在地质勘察工作中发挥着重要作用，是学习电法勘探的重点之一。本章计划用27学时，其中理论教学21学时，实验教学6学时。 §1.1 电阻率法基础

本节计划用7学时，其中讲授5学时，实验2学时。本节主要讲述如下五个问题 一、 矿石的导电性（1学时）

讲以下3个问题：

1) 岩，矿石导电性参数电阻率的定义及特性。 2) 天然岩，矿石的电阻率

矿物的电阻率及变化范围，岩石电阻率的变化范围。 3) 影响岩，矿石电阻率的因素。

I. 与组成的矿物