【7A文】地磁.ppt

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1、地磁学§1地球磁场的基本概念§2基本磁场§3变化磁场(δBT)§4磁异常(Ba)观测§5磁性体的磁异常§6磁异常资料的处理与反演§7磁异常资料的应用§1地球磁场的基本概念1.1磁场基本物理量磁感应强度B：T、nT磁场强度H：A/M磁化强度M：A/M1.2地磁场的基本性质：地磁场的一级近似相当于置于地心的磁偶极子磁场2)偶极子磁轴与地理轴斜交θ≈11.5°磁轴与地面的交点称为地磁北极Nm和地磁南极Sm1.地磁场的平均近似性质§1地球磁场的基本概念平均B≈0.5×10－4T＝5×104nT，或H≈0.5Oe2.地

2、磁场是一个弱磁场§1地球磁场的基本概念地磁场是各种场源的磁场叠加，基本上是稳定场总地磁场由主要来源于固体地球内部的稳定场和起源于地球外部的变化磁场组成变化磁场比稳定磁场弱得多（最大的变化磁场只占总地磁场的2～4％），因此，稳定磁场是地磁场的主要部分§1地球磁场的基本概念1直角坐标系：X、Y、ZX、Y、Z、H、BT、I和D为地磁要素，其中三个相互独立的地磁要素称为地磁三要素1.3地磁要素x(地理北）y（东）z（向下）H(地磁北）XZYIDBTo地表坐标系观测点2柱坐标系：H、Z、D3球坐标系：BT、I、D§1地

3、球磁场的基本概念1.4地磁场的结构稳定磁场变化磁场内源磁场外源场正常场磁异常偶极子场非偶极子场1.地球磁场的成分：§1地球磁场的基本概念3.磁异常（1）地壳上部的磁异常体；（2）磁性介质层。正常磁场2.基本磁场和正常场稳定磁场§1地球磁场的基本概念4.磁层结构太阳的粒子和携带的磁场对地球磁场有很大的作用，它限制了地磁场的范围。对太阳风而言，形成一个空腔，而地磁场完全被局限在这个空腔内。这个磁场的空腔称为磁层。磁场的分布显然是不对称的。约在r=2R～7R范围内，磁场才保持着偶极子磁场的的性质磁顶至地心约10R，

4、磁尾至少超过100R§1地球磁场的基本概念2.1地磁图1.世界地磁图世界地磁场偏角等值线图（1990.0年)）§2基本磁场等偏线图：有两条D=0°的等偏线，把世界地磁场偏角分成正负两个区域。有四个汇聚点，两个地极，两个磁极。世界地磁场倾角等值线图（1990.0年）等倾线图：由赤道向两极，倾角由0°逐渐增至±90°。§2基本磁场世界地磁场水平强度等值线图（1990.0年)）水平强度等值线图：是大致沿地理纬度排列的曲线簇。在赤道附近值最大，向南北磁极逐渐减小为零。最大值4×104nT§2基本磁场世界地磁场垂直强度

5、等值线图（1990.0年）年）垂直强度等值线图：大致沿地理纬度排列南北两磁极处数值最大，约（6～7）×104nT赤道附近数值为零§2基本磁场世界地磁场总强度等值线图§2基本磁场2.中国地磁图§2基本磁场§2基本磁场非偶极子场围绕几个中心分布强异常可达地磁场平均强度的30％～35％弱异常只有地磁场平均强度的6％3.非偶极磁场等值线图§2基本磁场2.2地心偶极子磁场地心偶极子磁场是地球基本磁场的主要部分，约占全部磁场的80～85％。（θ0,λ0）NmNO(θ,λ)θφλ因此了解地心偶极子场的分布情况，对于掌握地磁

6、场分布的大体面目有重要意义。§2基本磁场地磁场的数学表示麦克斯韦方程：在地表§2基本磁场为无旋场，可引入标量磁位U，使—拉普拉斯方程§2基本磁场拉普拉斯方程在球坐标系下的解为：其中：R—地球半径，（r,λ,θ)—测点坐标，Pnm(cosθ)—缔合勒让德函数，gnm、hnm——高斯系数，只与地球磁场的场源性质有关，与观测点无关。§2基本磁场（φ0,λ0）NmNO(φ,λ)Θψλ1.在地理坐标中地心偶极子场磁位的表示式m—地心偶极子的磁矩§2基本磁场拉普拉斯方程解中，n＝1阶的表达式为偶极子场表示（设r=RE):

7、其中：§2基本磁场得：2.磁感应强度表示式§2基本磁场1)磁场分布规律3.讨论在假定地理轴与地磁轴重合时的地磁场分布特征（φ0＝90°两极重合情况）：(1)磁场分布只与纬度有关，与经度无关。§2基本磁场(2)由于Y＝0，故北向分量X即为水平分量H(3)总强度值：§2基本磁场—古地磁研究基本公式I—磁倾角，φ—地理纬度x(地理北）y（东）z（向下）H(地磁北）XZYIDBTo2)磁倾角与纬度的关系§2基本磁场BT两极＝2BT赤道3)赤道与两极磁场的大小（1）赤道处：θ＝90°（φ＝0°）H=μ0m/4πR3Z

8、=0BT赤道=H（2）两极处：θ＝0°、180°（φ＝±90°）Z=±μ0m/2πR3H=0BT两极=Z（3）总强度：§2基本磁场4.磁场的梯度1）垂直梯度：（1）水平分量H的垂直梯度：（2）垂直分量Z的垂直梯度：§2基本磁场2）水平梯度：（1）水平分量H的水平梯度：（2）垂直分量Z的水平梯度：§2基本磁场3）磁场梯度的含义例如某地磁场的强度是：Z＝46200nT，H＝29900nT，R＝6370k