磁法课件--孟令顺教授.ppt

《磁法课件--孟令顺教授.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、磁法勘探在寻找金属矿体中的应用授课人：孟令顺磁法勘探的基础知识1地磁场与磁异常2简单规则几何形体参数及磁异常的计算3磁异常的处理4典型磁异常的初步地质解释5主要内容6磁法勘探在寻找金属矿体上的实例前言寻找强磁性矿体或寻找与围岩具有一定磁性差异的矿体主要用磁法勘探。磁法勘探是通过观测和分析岩、矿石的磁性差异以及地磁场的特征，来研究地质构造并寻找矿产资源的一种物探方法。一、磁法勘探的基础知识（一）磁力磁体中两个磁性最强的部位，称为磁极。以符号N表示正磁极或称指北极；另一个磁极称为负磁极或指南极，以符号S表示。同性磁极互相排斥，异性磁极互相吸引。这种排斥力和吸引力统称为磁力。磁体的磁性及磁极间的

2、相互作用是人类对磁体观察初期发现的现象。将这种现象与电现象相比，于是虚构了磁体内存在“磁荷”的概念。“正磁荷”聚集在N极，“负磁荷”聚集在S极。现代科学告诉我们，磁荷是不存在的，磁性不是磁荷，而是带电质点的运动所引起的。但是，历史上由“磁荷”观点所建立的磁学宏观规律，后来都能以分子电流观点做出正确解释，且按磁荷观点简单明瞭，使用方便，所以这里仍以磁荷理论作为方法的基础。不同磁体之间的相互作用力，能用与万有引力定律相类似的磁库仑定律来表示。这样，磁荷量为Qm及Q’m相距r远的两个点磁极间在真空（或空气）中的作用力可表示为式中F0以牛顿(N)为单位；r以米(m)为单位；Qm以牛顿·米/安培（N

3、·m/A）为单位；μ0是真空磁导率，国际单位(SI)的数值为4π×10-7亨利/米(H/m)。磁力F0的方向在两磁极的连线上。（二）磁场强度磁极间的相互作用力是通过磁场来传递的。磁场就是磁力作用的物质空间。一个磁荷为Qm的磁极在相距r的P点产生磁场H可用单位正磁荷在P点所受的力来表示H的方向就是正的点磁极在场中受力的方向。磁场强度H的SI单位为安培/米(A/m)。在CGSM单位中用奥斯特（Oe）来表示。数值上1A/m=4π×10-3Oe。（三）磁化强度磁化强度是表示物体被磁场磁化强弱的物理量。岩石和矿石被磁化时要考虑两种因素：一种是被现代地磁场磁化取得的，称为感应磁化强度(简称感磁），用M

4、i表示；另一种是岩石形成时受当时地磁场磁化获得的磁化强度被保留下来的部分称为天然剩余磁化强度（简称剩磁），用Mr表示；于是岩石中的磁化强度可表示为M=Mi+Mr每块岩石标本中都具有这两种磁化强度，只不过不同岩石具有的剩磁和感磁比例不同。感应磁化强度Mi=кH，к为磁化率。而Mr的方向和大小是与它形成的环境和历史有关系，一般讲火山岩和热变质岩的Mr特别大，这给磁异常的解释带来一定的困难。（四）磁感应强度磁场强度H在真空中产生的磁感应强度B的定义式为当把一个能被磁化的物体带进这个区域内，感应磁化强度Mi在物体所占的区域内又建立一个附加的磁感应强度，因此，物体内的总磁感应强度为B=μ0H+μ0M

5、i=μ0H+μ0κH=(1+κ)μ0H=μH式中μ=(1+κ)μ0称为绝对磁导率；μR=(1+κ)称为相对磁导率；磁感应强度B的单位在CGSM制中为高斯(Gs)，SI制中为Wb/m2或N/(A·m)，称为特斯拉（T）；1Gs=10-4T。在磁法勘探中，B通常使用较小的实用单位伽马(γ)(CGSM制)或纳特(nT)(SI制)，它们之间的关系是1γ=10-5Gs；1nT=10-9T；1nT=1γ在空气和沉积岩中，，。在磁法勘探中，由于空气中μ0的存在，磁力仪测定的参数不是磁场强度，而是磁感应强度。因此在磁性体参数计算以及磁异常正反问题的讨论中所说的磁场实际上是指磁感应强度的概念，单位采用特斯拉

6、，实用单位为纳特。（五）物质的磁性不同物质的磁化率各不相同，根据磁化率的不同可将物质分为三大类。1、逆磁性物质磁化率为负(κ＜0）的物质称作逆磁性（又称反磁性或抗磁性）物质。它们的负磁化率一般很小（κ≈10-5SI）。所有的惰性气体及一些金属和非金属如蒸馏水、酒精、煤油、金、银、硫等都属此类。2、顺磁性物质具有正磁化率（κ＞0）的物质称顺磁性物质。许多稀土金属和铁族盐类均属此类。顺磁性物质的磁性很小，是弱磁性，其磁化率一般在10-7~10-5SI之间。3、铁磁性物质铁磁性物质的磁化率是正的（和顺磁性物质相同），且比顺磁性物质磁化率大万倍以上，有时超过10SI。这类物质不多，只有铁、钴、镍、

7、钆及其合金。铁磁性物体内，包含多个磁畴。每个磁畴中又包含数百亿甚至数千亿个原子，根据每个磁畴内原子磁矩排列的方向及大小又分为铁磁性物质、亚铁磁性物质和反铁磁性物质。铁磁性物质：如铁、钴、镍，这类物质磁畴内，原子磁矩平行排列在两个相等的亚晶格内，所以磁性特别大。亚铁磁性（又称铁淦氧磁性）物质：如磁铁矿、钛磁铁矿，原子磁矩反平行排列在两个互不相等的亚晶格内，结果有一个净剩的磁矩。所以具有较大的磁化率和剩余磁强度。反铁磁性物质