《磁法勘探》PPT课件

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1、磁法勘探第一节理论基础2.1.1磁场，磁场强度及单位一、磁场、磁场强度及其单位磁力：磁铁相互之间有同性相斥、异性相吸的性质。不论是吸引或排斥，都显示有力的作用存在，这个力称为磁力。磁场：凡是一根磁棒在其周围显示具有磁力作用的空间，这个空间，称之为磁场。磁性体不论大小，在其周围空间或大小都会产生相应范围的磁场，即有源必有场，有场必有源。磁力线：磁力线方向从N极出发回归S极。磁力线越密集，磁场强度越强，磁场强度方向为某点北磁极的受力方向。条形磁铁两端附近磁场强度最强，中间处最薄弱，而且随着距离的增加磁场强度逐渐减弱。１.磁库仑定律磁库仑定律：两个点极间的斥力

2、（或吸力）F与两点极的磁量的乘积成正比，与两点极间距离的平方成反比。图2-1点磁距的相互作用即：此处F是指在真空中的力。真空中的导磁率µ0=4π×10-7享/米。2.磁场强度：磁场中某一点的磁场强度，就是在该点上设有一单位正（N极）磁荷所受的力。如果该点的磁量为+Qm,所受的力为F，则该点的磁场强度T的大小可用下式表示：T是个矢量，其方向即为该点正磁荷所受力F的方向。SIN3、磁感应强度通电导线在磁场中受力的大小：F=ILBI:电流的大小L：磁场中导体的长度B：磁感应强度表达式B=F/IL磁场强度和磁感应强度都表示磁场的强弱，本章中大多数地方指的都是磁感

3、应强度。4、磁场强度的单位在SI国际单位制中磁感应强度的单位是T(特斯拉）1T(特斯拉)=109nT(纳特)在高斯单位制(CGSM)中，磁场强度的单位是奥（Oe）：1Oe(奥）=伽玛1伽玛=1纳特1γ=1nT（实用单位）。磁偶极子：两个磁荷相等、符号相反，距离2Ｌ非常小的磁极，称为磁偶极子。（相对于研究的点磁铁的长度2L很小时）2.1.2.1地磁场、地磁要素、地磁图、磁场随空间及时间的变化一、地磁场地磁场：在地球内部及其周围具有磁力作用的空间。地球是个大磁体，它有两个磁极，其磁北极位于地理北极附近，磁南极位于地理南极附近，但不重合，地磁轴与地球自转轴的夹

4、角现在约为11°44′，人们已经实测的磁北极位于北纬72°、西经102°（加拿大北部），磁南极位于南纬68°，东经146°（南极洲）。2-4地球磁场图二、地磁要素（先引入力的解，及水平分量的投影）用在直角坐标系中的分量和方向角来表示地磁场强度T。直角坐标系是以观测点为坐标原点X指向地理北，y轴指向东，z轴垂直向下。T在Z轴上的分量为垂直分量Z，指下为正，指上为负。T在XOY平面上的分量为水平分量H，水平分量H又可分为北向分量X和东向分量Y。H和T的夹角为磁倾角Ⅰ。当T向下倾时，Ⅰ角为正，T向上倾时，Ⅰ为负角。H的指向为磁北方向，该方向的延伸方向即为磁子午

5、线，该点磁子午线与地理子午线的平面夹角，称为磁偏角D。磁子午线偏向地理子午线之东，D为正值，反之为负值。T、Z、H、Ⅰ、D、X、Y各量都是表示某点地磁场强度的大小和方向特征的物理量，称为地磁要素。七个地磁要素之间的关系式如下：三、地磁图为表示地磁场的地理分布特征，可以根据地磁测量的资料，将所得的各地磁要素值按测点的经纬度座标，在地理图上把数据相同的点连成光滑的等值线，编成各要素的等值线平面图。这种图称为地磁图。总场强度T在磁南北极最大，其值为60000nT~70000nT。在磁赤道处其值最小，约为30000nT~40000nT,从磁赤道到磁南北极磁场强度

6、T逐渐变大，等值线基本与纬向平行。图2-6世界地磁场垂直分量等值线平面图（单位为度)图2-7世界地磁场等偏线平面图（单位为度）垂直强度等值线基本与纬向平行，向南北梯度变化最大，在赤道附近强度为零，向两极逐渐增强，到两极，强度增加到6万～7万nT。Z值在北半球为正，南半球为负。水平强度等值线与纬线也大致平行。强度在赤道附近达到最大，约3万～4万nT，向两极逐渐减小，在两个极点，场值为零。2.1.2.2地磁场、地磁要素、地磁图、磁场随空间及时间的变化一、地磁场的空间变化在我国广大地区，I、T、Z、H等值线几乎是沿磁纬度线均匀分布的，其最大梯度方向是子午线方向

7、。我国T、Z向北的变化率分别为：T：26～27nT/㎞，Z：20～21nT/㎞，H：向北变化是负值，-3～-4nT/㎞。场强随高度的增加是不断衰减的：T=-20～-26nT/㎞，Z=-20～-23nT/㎞，H=-13～-15nT/㎞。以上的变化量，我们称为地磁场的正常水平梯度和正常垂向梯度。二、地磁场随时间的变化1.地磁场的组成地球偶极子场(T0)和大陆磁场（Tm）组成了地球的基本磁场。由于地壳岩石磁性差异和分布不均引起的地壳磁场，又称区域磁场。在数平方公里以内的磁场就称为局部磁场Ta，它是磁法勘探研究的主要对象。以上都是地球内的平静磁场。另一种是来自球

8、外的磁场Te，它包括外层空间如电离层或宇宙射线等。2.地磁场的长期变化基本地磁场