磁法課件--孟令順教授.ppt

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1、磁法勘探在尋找金屬礦體中的應用授課人：孟令順磁法勘探的基礎知識1地磁場與磁異常2簡單規(guī)則幾何形體參數(shù)及磁異常的計算3磁異常的處理4典型磁異常的初步地質解釋5主要內容6磁法勘探在尋找金屬礦體上的實例前言尋找強磁性礦體或尋找與圍巖具有一定磁性差異的礦體主要用磁法勘探。磁法勘探是通過觀測和分析巖、礦石的磁性差異以及地磁場的特征，來研究地質構造并尋找礦產資源的一種物探方法。一、磁法勘探的基礎知識（一）磁力磁體中兩個磁性最強的部位，稱為磁極。以符號N表示正磁極或稱指北極；另一個磁極稱為負磁極或指南極，以符號S表示。同性磁極互相排斥，異性磁極互相吸引。這種排斥力和吸引力統(tǒng)稱為磁力。磁體的磁性及磁極間的

2、相互作用是人類對磁體觀察初期發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象。將這種現(xiàn)象與電現(xiàn)象相比，于是虛構了磁體內存在“磁荷”的概念?！罢藕伞本奂贜極，“負磁荷”聚集在S極。現(xiàn)代科學告訴我們，磁荷是不存在的，磁性不是磁荷，而是帶電質點的運動所引起的。但是，歷史上由“磁荷”觀點所建立的磁學宏觀規(guī)律，后來都能以分子電流觀點做出正確解釋，且按磁荷觀點簡單明瞭，使用方便，所以這里仍以磁荷理論作為方法的基礎。不同磁體之間的相互作用力，能用與萬有引力定律相類似的磁庫侖定律來表示。這樣，磁荷量為Qm及Q’m相距r遠的兩個點磁極間在真空（或空氣）中的作用力可表示為式中F0以牛頓(N)為單位；r以米(m)為單位；Qm以牛頓·米/安培（N

3、·m/A）為單位；μ0是真空磁導率，國際單位(SI)的數(shù)值為4π×10-7亨利/米(H/m)。磁力F0的方向在兩磁極的連線上。（二）磁場強度磁極間的相互作用力是通過磁場來傳遞的。磁場就是磁力作用的物質空間。一個磁荷為Qm的磁極在相距r的P點產生磁場H可用單位正磁荷在P點所受的力來表示H的方向就是正的點磁極在場中受力的方向。磁場強度H的SI單位為安培/米(A/m)。在CGSM單位中用奧斯特（Oe）來表示。數(shù)值上1A/m=4π×10-3Oe。（三）磁化強度磁化強度是表示物體被磁場磁化強弱的物理量。巖石和礦石被磁化時要考慮兩種因素：一種是被現(xiàn)代地磁場磁化取得的，稱為感應磁化強度(簡稱感磁），用M

4、i表示；另一種是巖石形成時受當時地磁場磁化獲得的磁化強度被保留下來的部分稱為天然剩余磁化強度（簡稱剩磁），用Mr表示；于是巖石中的磁化強度可表示為M=Mi+Mr每塊巖石標本中都具有這兩種磁化強度，只不過不同巖石具有的剩磁和感磁比例不同。感應磁化強度Mi=кH，к為磁化率。而Mr的方向和大小是與它形成的環(huán)境和歷史有關系，一般講火山巖和熱變質巖的Mr特別大，這給磁異常的解釋帶來一定的困難。（四）磁感應強度磁場強度H在真空中產生的磁感應強度B的定義式為當把一個能被磁化的物體帶進這個區(qū)域內，感應磁化強度Mi在物體所占的區(qū)域內又建立一個附加的磁感應強度，因此，物體內的總磁感應強度為B=μ0H+μ0M

5、i=μ0H+μ0κH=(1+κ)μ0H=μH式中μ=(1+κ)μ0稱為絕對磁導率；μR=(1+κ)稱為相對磁導率；磁感應強度B的單位在CGSM制中為高斯(Gs)，SI制中為Wb/m2或N/(A·m)，稱為特斯拉（T）；1Gs=10-4T。在磁法勘探中，B通常使用較小的實用單位伽馬(γ)(CGSM制)或納特(nT)(SI制)，它們之間的關系是1γ=10-5Gs；1nT=10-9T；1nT=1γ在空氣和沉積巖中，，。在磁法勘探中，由于空氣中μ0的存在，磁力儀測定的參數(shù)不是磁場強度，而是磁感應強度。因此在磁性體參數(shù)計算以及磁異常正反問題的討論中所說的磁場實際上是指磁感應強度的概念，單位采用特斯拉

6、，實用單位為納特。（五）物質的磁性不同物質的磁化率各不相同，根據磁化率的不同可將物質分為三大類。1、逆磁性物質磁化率為負(κ＜0）的物質稱作逆磁性（又稱反磁性或抗磁性）物質。它們的負磁化率一般很?。é省?0-5SI）。所有的惰性氣體及一些金屬和非金屬如蒸餾水、酒精、煤油、金、銀、硫等都屬此類。2、順磁性物質具有正磁化率（κ＞0）的物質稱順磁性物質。許多稀土金屬和鐵族鹽類均屬此類。順磁性物質的磁性很小，是弱磁性，其磁化率一般在10-7~10-5SI之間。3、鐵磁性物質鐵磁性物質的磁化率是正的（和順磁性物質相同），且比順磁性物質磁化率大萬倍以上，有時超過10SI。這類物質不多，只有鐵、鈷、鎳、

7、釓及其合金。鐵磁性物體內，包含多個磁疇。每個磁疇中又包含數(shù)百億甚至數(shù)千億個原子，根據每個磁疇內原子磁矩排列的方向及大小又分為鐵磁性物質、亞鐵磁性物質和反鐵磁性物質。鐵磁性物質：如鐵、鈷、鎳，這類物質磁疇內，原子磁矩平行排列在兩個相等的亞晶格內，所以磁性特別大。亞鐵磁性（又稱鐵淦氧磁性）物質：如磁鐵礦、鈦磁鐵礦，原子磁矩反平行排列在兩個互不相等的亞晶格內，結果有一個凈剩的磁矩。所以具有較大的磁化率和剩余磁強度。反鐵磁性物質