磁法勘探可以解決哪些地質問題

⑴ 磁法勘探

(一)磁法勘探方法簡介

磁法勘探是利用地殼內各種岩(礦)石間的磁性差異所引起的磁場變化(磁異常)來尋找有用礦產資源和查明地下地質構造的一種物探方法。應用磁法勘探在研究大地構造、了解基底起伏、圈定火成岩體和尋找含水破碎帶等方面均取得了良好的效果,廣泛地應用於地熱資源勘探中。

1.地磁場

在地球上任何一處,懸掛的磁針都會停止在一定的方位上,這說明地球表面各處都有磁場存在,這個磁場被稱為地磁場。地磁場在地球表面的分布是有規律的,它相當於一個位於地心的磁偶極子的磁場,S極位於地理北極附近,N極位於地理南極附近,地磁軸和地理軸有一偏角,常稱為磁偏角。

為了研究空間某點的地磁場強度,通常選用直角坐標系統,其原點O選在觀測點上,xoy平面為水平面,X軸指向為地理北方,Y軸指向為地理東方,Z軸垂直向下。

地磁強度一般用T表示,它在X,Y,Z3個軸上的投影分量分別為:北分量X,東分量Y,垂直分量Z。T在xoy平面上的投影稱為水平分量H,其方向指向磁北。地磁場各分量的方向與坐標軸方向一致時取正,反之取負。H與X軸的夾角稱為磁偏角D,當H偏東時,D取正,反之取負。H與T的夾角稱為磁傾角I,T下傾時I取正,反之取負。上述X,Y,Z,H,T,D,I各量統稱為地磁要素,它們之間的關系如下:

沉積盆地型地熱田勘查開發與利用

分析這些關系可知,地磁要素中有各自獨立的3組:I,D,H;X,Y,Z;H,Z,D。如果知道其中一組,則其他各要素即可求得。在地磁絕對測量中通常測I,D,H3個要素。磁法勘探一般都是相對測量,地面磁測主要測Z的變化,有時也測H和T;航空磁測主要測定T的變化。

描述磁場的單位,在國際單位制中為特斯拉(T),在磁法勘探中常用它的十億分之一為單位,稱為納特(nT),即1nT=10^-9T。

2.磁異常

在磁法勘探中,實測磁場總是由正常磁場和磁異常兩部分組成。其中正常磁場又由地磁場的偶極子場和非偶極子場(大陸磁場)組成。而磁異常則是地下岩、礦體或地質構造受地磁場磁化後,在其周圍空間形成,並疊加在地磁場上的次生磁場。其中含分布范圍較大的深部磁性岩層或構造引起的部分,成為區域異常;而由分布范圍較小的淺部岩、礦體或地質構造引起的部分,稱為局部異常。

如實測磁場為T,正常磁場為T₀,則磁異常T_a可表示為

T_a=T-T₀ 3-5

在航空磁測中,大多測量地磁場總強度T和正常磁場強度T₀的模數差ΔT,即

ΔT=|T|-|T₀| 3-6

在地面磁測中,主要測量磁場的垂直分量變化值Z_a,稱為垂直磁異常,即

Z_a=Z-Z₀3-7

式中:Z為實測垂直磁場強度;Z₀為正常垂直磁場強度。

3.岩(礦)石的磁性

自然界的各種岩石具有不同的磁性,即使同種岩石,由於礦物成分、結構特點不同,其磁性也不相同。岩石之間的磁性差異是磁法勘探的物理基礎。

岩石的磁性由磁化率和磁化強度表示。磁化率M表示單位體積所具有的磁矩,岩石的磁化強度分為兩部分,即

M=M_i+M_r 3-8

式中:M_i為感應磁化強度,表示各種岩石在現代地磁場的磁化下所具有的磁性,M_i主要決定於岩石的磁化率(k)和地磁場強度(T),其關系式為

M_i=kT 3-9

M_r為剩餘磁化強度,表示各種岩石在地質歷史條件下被古地磁場磁化所保留下來的磁性。M_r基本上不受現代磁場的影響而保持著其固有的數值和方向。古地磁學研究證明,幾乎所有的火成岩和大部分陸屑沉積岩都具有剩餘磁化強度。

(二)盆地磁性特徵

華北盆地天津地區從太古宇結晶基底到第四系蓋層,都存在著縱向及橫向的磁性差。反映在磁場圖上,是區域背景值的相對升高或降低,曲線的平緩或密集,局部異常的大小,強弱及展布方向特點。這種反映正是磁異常解釋的依據。

根據有關物探資料,天津及周邊地區地層磁性參數見表3-2。

表3-2 天津周邊地區地層磁性參數

由表可見,天津及周邊區域地層磁性具有如下特徵。

在整個地層序列中,磁性呈相對的漸變過渡,以奧陶系為磁性的最低點,向老地層或新地層方向逐漸增高,而侏羅系的磁性表現出突變的性質。

根據磁性強弱將本區自上而下劃分為4個磁性層。

頂部弱磁性層,對應於新生界的粉砂、粘土、泥岩、砂質泥岩和中生界侏羅系砂礫岩、細砂岩。

中部強磁性層,對應中生界侏羅系的火山碎屑岩。

中部弱磁性層,對應古生界泥岩、灰岩、砂岩。

底部強磁性層,對應元古宇白雲岩和太古宇片麻岩、麻粒岩等。

磁力勘探結果是利用不同岩層磁性強弱首先作出磁力異常圖,對等異常曲線的形狀加以分析,推測得出一定的地質結論。

1)查明斷裂。異常表現為以下幾種形態。連續的正異常:在剖平圖上表現為連續的正異常帶,在平面上等值線則表現為有一定長度的梯度密集帶。斷裂形成時或形成後岩漿活動多次發生,岩漿沿斷裂向上侵入,這樣在斷裂的上方就形成了一定長度和一定強度的正異常。串珠狀線性異常:構造帶各處薄弱程度不同,岩漿侵入的寬窄和深度不同,航磁異常則反映為串珠狀的線性異常。線性強磁異常被錯開:從剖面圖和平面等值線圖都可看出,強磁異常軸有明顯錯動,這往往是平移斷層的反映。

2)了解基底起伏。由於老地層和覆蓋層有一定的磁性差異,所以航磁是了解基底起伏的有效手段之一,和重力方法有異曲同工之妙。二者可以互相參照,互相補充,從不同物理場反映了基底起伏。

3)圈定火成岩體。岩體是形成地熱田的重要因素之一,由於中酸性火成岩體有較強的磁性,根據航磁異常推斷,呈長軸狀的高磁異常皆為岩體之反映。

(三)天津地區磁場特徵與構造關系

從天津地區航磁ΔT等值線圖(圖3-2)上可以看出,研究區磁性高低相間分布,ΔT在-100～250nT之間,磁異常具有以下特徵:

1)武清區西北部磁力低,ΔT為-100nT,反映了武清凹陷的分布。

2)周良庄、爾王莊、胡連庄等地的磁力正異常,反映了滄縣隆起的位置;八里台附近的負異常,則反映了隆起區的斷凹-白塘口凹陷的位置;靜海縣磁力高,反映了大城凸起的分布。

3)沿寧河—漢沽—塘沽—大港一帶,出現多個正負相間的雜亂磁場區,反映了黃驊坳陷的分布,其中寧河縣附近的磁力正異常,反映坳陷區的凸起—寧河凸起的位置。

4)寶坻區南北磁力正負異常呈串珠狀分布,反映了寧河-寶坻斷裂的存在,同樣,天津市東北部以零等值線為界,磁力正負異常相間分布,反映了滄東斷裂的分布。

(四)重磁異常與地質剖面關系

圖3-3為重磁異常與地質剖面對比圖,剖面線以東經117°13'為界,自南向北,從天津市南部邊界到寶坻區。從圖中可以明顯地看出,隨著重力異常曲線的高低變化,地質剖面表現為凸凹相間,為正相關關系,在小韓庄凸起、潘庄凸起、王草庄凸起等處,重力異常值高,而在板橋凹陷、白塘口凹陷、武清凹陷等處,重力異常值則低。從圖中還可以發現,磁異常曲線與地質剖面的基底起伏基本對應一致,航磁異常曲線高基底表現為凸起,航磁曲線低基底則表現為凹陷,另外在白塘口凹陷附近,有磁性體存在。

⑵ 地球物理勘探能解決哪些工程地質問題

一般主要的是岩性劃分，找出大的構造帶，構造異常。。。

⑶ 磁法勘探的野外工作方法

磁測有地面磁測、航空磁測、海洋磁測、井中磁測。在此只討論地面磁測。磁測工作一般分幾個階段：設計階段、野外施工階段、資料整理階段、成果圖示階段、報告編寫階段。每個階段的具體內容和技術要求，在部頒規范中都有敘述，不贅述。僅對野外磁測的一些基本要點作簡要介紹。

1.地球物理前提分析

磁法能解決地質問題，是由於目標體與測區岩石有明顯的磁性差異，此時目標體與圍岩和其他局部地質體異常可以區分，也就是磁法的應用具有地球物理前提，即方法有效。反之，無地球物理前提。如果設計區有非礦干擾異常無法區分圍岩與目標體時，可考慮其他經濟的物探方法。因此在設計前，首先要分析工作區的方法有效性——地球物理前提。

2.測網的選擇

在設計中，選擇合理的測網密度、工作精度，是保證任務又好又快地完成的關鍵。

測網是由相互平行的等間距的測線和測線上等間距的測點所組成。普查時，測網選擇的原則是保證線距能有1～2條測線通過有工業意義的最小礦體異常，在通過異常的測線上能有2～3個測點，目的是保證不漏掉最小的有工業價值的礦體。線距一般代表了比例尺，如線距為100m，則其比例尺為1：10000。

在普查結果的基礎上，對發現的有意義異常，一般布置更大比例尺的詳查，詳細查明異常特徵。為此，測線的方向必須垂直異常走向，線距的大小以保證有3～5條測線通過異常，測線上要求有5～8個點通過異常。同時在觀測中要隨時注意加點，以找到極值或轉折點。

3.磁測精度的確定

根據勘探效果與經濟的可行性，合理設計精度是必要的。一般在強磁區，精度可降低，弱磁區則要設計較高的精度。由誤差理論可知，一般大於3倍均方誤差(m)的觀測值是可信值，那麼在普查時，精度應確定在：最低異常值≥±3m，即m應小於最低異常值的1/3，通常確定磁測精度為m＜(1/5～1/6)B_max低。B_max低為最小有意義的磁異常強度。

4.測量質量的評定

對測量結果的實際精度，常用均方誤差(m)來衡量。計算均方誤差的方法是在測區中選擇代表性的線段、測點進行第二次獨立觀測檢查，若檢查點有n個，每個點的第一次觀測值為Z_i′，第二次觀測值為Z_i″，其差值δ_i=Z_i′-Z_i″(i=1…n)，則

，這是評價質量的常用公式。

5.地面磁測工作方法概述

目前懸絲磁力儀一般只觀測垂直Z_a分量，H_a分量可由Z_a換算得知，所以極少作H_a的測量。下面介紹Z_a分量觀測的野外方法。

(1)敷設基點或基點網

進行Z_a相對測量時，首先選擇測區附近的平靜場設一基點，作為該區磁場零值點。測區范圍大時，可設分基點，供作早晚基用。也可設基點網。

(2)基點、測點的觀測

1)早晚基觀測：在野外施工中，當天出工前先要在設立的基點上觀測取數，俗稱「對早基」，收工前必須再在同一基點觀測取數。目的是為了求取當日儀器零點漂移值。

2)測點觀測：懸絲磁秤在測點觀測時，應記錄工作日期、線、點號、觀測值、觀測時間及儀器溫度數據。儀器磁系置於東西向時，讀數一般讀兩次(即磁系N極指東和指西兩次)。遇到變化大的異常要立即自行加密測點觀測，追蹤異常極大值、極小值。

3)質量檢查：為了對全區觀測質量做出精度的估價，應階段性地對測點布置一定量的第二次獨立觀測。第二次觀測的儀器應不低於第一次觀測儀器的精度。應力求做到三不同：不同時間、不同人、不同儀器觀測。每次檢查點數應不少於30個。

4)精測剖面：為了解釋異常，一般垂直異常長軸方向，並通過異常中心，布置一條點距更密的剖面，以便更詳細了解異常的形態，用於進行重點定性定量解釋。

6.物性工作的目的意義

對測區岩礦石進行採集標本並測定其磁化率、磁化強度，目的是了解區內岩礦石的磁性，從而判別各類異常的地質屬性和用於定量解釋。物性資料是異常解釋的物理基礎。

7.懸絲式磁力儀的ΔZ資料室內計算

以每個觀測日的數據為單位，計算方法如下。

1)基點校正：即將當日各測點觀測值減去早基值，得到與基點的相對值。

2)日變校正：根據當日日變曲線，確定早基觀測時間的日變為起始零值，各點日變值在日變曲線上相應時間位置查取校正值，日變值為負時，校正值為正值。

3)溫度校正：觀測結果因磁系受溫度的變化而呈有規律的變化，必須消除，消除方法是求出各測點與早基的溫差，再用溫差與溫度變化率的乘積作為應校正的值。

4)零點校正：由於儀器在工作中因機械的原因，磁系零點會發生漂移，須要消除。消除方法是：在以上各項校正後，求得早基與晚基的差值，然後以時間為橫軸，縱軸以早基為零，在晚基時間點的縱向標出該差值的點位，然後將該點與早基0點連成一條直線，該直線即為校正線，各測點校正值即在相應時間內在線上取值校正。若為負漂移，校正值為正。

5)正常梯度校正：由於測區地磁場由南向北線性增加，我們必須加以校正，使磁異常的背景場校正為平面場。校正方法是在測網平面圖上畫上等間距的東西向平行線，各線標上校正值，以基點為零校正值線，各測點校正值，即可在相應位置查取。

ΔT數據一般只作零漂和正常梯度校正。

⑷ 磁法勘探在固體礦產勘探中的應用

磁測在固體礦產勘查中的作用主要是直接找礦和間接找礦兩方面。

磁測是作為尋找磁鐵礦床的方法而產生，並長期發展的。隨著磁測精度的提高和基本理論的發展，磁測不僅能發現磁鐵礦床，而且可能解決勘探方面的問題：確定礦體的深度、產狀要素、磁化強度和估算磁鐵礦石的儲量。在這方面我國已有多個成功實例。

在間接找礦中，主要是用磁測查找在空間上或成因上與成礦有關的地層、構造、岩漿岩、蝕變岩石、礦化帶等控礦因素。此外，利用所尋找礦種與磁性礦物的共生關系找礦，也屬於間接找礦。目前磁法勘探的間接找礦作用，發揮的作用還很不夠。

磁測尋找磁鐵礦床的效果舉世公認，最為明顯。在尋找其他類型鐵礦，以及銅、鉛、鋅、鎳、鉻、鉬、鋁土礦、金剛石、石棉、硼等各種金屬與非金屬礦床上，雖然大都屬於間接找礦，但也起到重要作用。

（一）尋找各類鐵礦床

我國鐵礦的主要類型有：前震旦紀變質鐵礦、碳酸鹽類岩石與中酸性侵入體接觸帶鐵礦、火山岩中鐵礦、基性侵入岩中鐵礦等。

1.變質岩中的鐵礦

此類鐵礦通常稱為鞍山式鐵礦，其磁鐵礦石的感應磁化強度達0.03A/m～0.2A/m，圍岩變質岩的磁化率小，兩者有明顯的差異。當礦體出露地表，磁異常有明顯的峰值，異常可達上萬納特。航空和地面磁測異常就成為尋找此類礦床的有效找礦標志。地磁異常多為條帶狀，具有明顯的走向方向。

2.中酸性侵入體與碳酸鹽岩的接觸帶中的鐵礦

此種鐵礦產於中酸性侵入體，如閃長岩、花崗閃長岩與石灰岩、泥質灰岩、鈣質粉砂岩等碳酸鹽岩石的接觸帶及其附近，在礦體附近往往可見矽卡岩。中酸性侵入體具有磁性，可觀測到明顯的磁異常。碳酸鹽岩石不具磁性，鐵礦產於接觸帶及其附近，在碳酸鹽岩石的平靜磁場與侵入體磁場的過渡帶上疊加的次級磁異常就成為磁測找此類鐵礦的標志。

例如圖3-8-5是河北某地1∶10萬航磁圖，圖中有一個以30nT為接觸帶異常背景的孤立異常。由於異常位於某鐵礦區外圍，有必要查明異常的地質原因。磁異常分布區出露有中奧陶統馬家溝灰岩，此種灰岩在該區為成礦圍岩；在航磁圖上異常處於30nT背景邊部，說明異常位於接觸帶上，處於成礦有利地段。物探人員據此，初步判定可能是礦異常。為查明該異常，又布置了1∶5000比例尺的地面磁測，圈定了一個最大值只有350 nT的低緩異常，見圖3-8-6。

圖3-8-5 河北某地磁鐵礦上的航磁異常

圖3-8-6 河北某地磁異常平面圖

單位nT

對上述異常經定性分析、定量計算，並研究了磁異常的空間分布和變化特點；根據當地礦體磁性參數和定量計算出的參數做了正演計算後，進一步確定了該異常為礦異常。經鑽探驗證證實了異常由磁性鐵礦所引起。礦體為多層密集排列，而並非球形礦體。因其埋藏較深，故可近似看作球體。

3.火山岩中的鐵礦

此類鐵礦在我國統稱為梅山式鐵礦，可以分成兩類。一是玢岩侵入火山岩中，分布在火山岩斷陷盆地中間，以磁鐵礦石為主；另一是玢岩侵入盆地基底層中，主要分布於火山岩斷陷盆地邊部或隆起斷塊中，以假象赤鐵礦礦石為主。火山岩磁性比磁鐵礦通常要小。考慮到火山岩磁場的干擾，用1∶5萬或1∶2.5萬比例尺航磁可發現鐵礦異常。江蘇某鐵礦產於輝長閃長玢岩和黑雲母安山岩接觸帶內即為此類礦典型一例。

4.基性岩中的鐵礦

當地槽褶皺期後或地台活化時，基性岩沿深大斷裂侵入，生成釩鈦磁鐵礦。礦石具有強磁性，基性岩具有磁性，兩者仍有差別，仍可藉助不同異常特徵可用磁測圈定岩體及礦床。

（二）尋找其他金屬礦與非金屬礦

1.銅礦和銅鎳礦

利用磁測找銅礦，一般分兩種情況：一是含銅磁鐵礦床；另一種是銅礦床中局部含有磁鐵礦或磁黃鐵礦。

對於含銅磁鐵礦床，銅與鐵共生，利用磁測找鐵間接找銅。如湖北某地在進行1∶20萬比例尺航磁測量時，曾在一條測線上發現強度較大的磁異常。開始按鐵礦勘探，後來在強磁異常旁側的次級低緩磁異常找到了深部含銅磁鐵礦。

矽卡岩型銅礦和超基性岩中的銅鎳礦，往往局部含有磁鐵礦或磁黃鐵礦。這時磁測仍是找這兩種礦的有效手段。由於銅礦體的范圍往往超過磁性礦物范圍，所以磁測不能用來圈定礦體范圍。超基性岩中的銅鎳礦，磁異常除作為找礦的標志外，還用來圈定超基性岩體。如甘肅某銅鎳礦產於二輝橄欖岩、輝石橄欖岩的超基性岩中，礦石中含有大量磁黃鐵礦，磁化率比超基性岩大4倍左右。1∶10萬航磁發現異常，地磁檢查後發現在礦區外圍兩個1000 nT左右的異常（見圖3-8-7）。根據異常的錯動，推測有平推斷層。經鑽探後在異常50m～100m深處見到了岩體和礦體，該礦現已成為我國大型的銅鎳礦產地之一。

圖3-8-7 甘肅某銅鎳礦區磁異常剖面圖

1—鎳礦體；2—超基性岩；等值線單位為nT

2.多金屬礦與錫礦

多金屬礦中的矽卡岩型礦床，往往含有磁鐵礦或磁黃鐵礦，使用磁測方法較為有效。如河北某地的多金屬礦，產於石英斑岩與震旦系的外接觸帶。航磁異常反映為250nT～500nT的局部異常。經地面工作證實，強磁異常由磁鐵礦化矽卡岩引起；而其低緩磁異常系由深達100m以下的以鉬為主的鐵、銅、鋅、鉬多金屬隱伏礦床所引起。

在許多錫礦區，往往有磁黃鐵礦化；且其范圍比錫礦化的范圍大，發育更廣泛。在這種礦床發育地段一般均有磁異常，廣西大廠錫礦床就有這種特點。大廠長坡礦區的地質磁性模型，淺部為陡產狀體而深部為平緩層狀體，反映了該區地質構造控制的特點。基於這樣的模式指導進一步磁異常的解釋，定量建立了大廠長坡及大福樓磁異常與錫礦推斷關系圖。利用這些推斷結果而設計的鑽孔，發現了新的礦床，其規模屬於大中型。

3.鉻鐵礦

鉻鐵礦產於超基性岩中，而超基性岩有較強的磁性，用磁測可以圈定超基性岩體。能否從中區分出礦體異常，則要視礦體與岩體是否有磁性差異而定。如雲南某地，鉻鐵礦產於淺變質的矽質粉砂岩、泥質板岩、千枚岩中，鉻鐵礦具有較強磁性，而圍岩屬磁性弱的淺變質岩。因此，在鉻鐵礦上有數百納特的磁異常，見圖3-8-8。該區依據這些異常找礦，見礦率達50%以上。

4.基性與超基性岩中的石棉礦

由於石棉礦與基性、超基性岩有成因關系，而基性、超基性岩具有磁性，故利用磁測圈定這些岩體間接指出石棉礦的賦存部位。遼寧某地層區內震旦紀厚層灰岩的平靜磁場中出現北西向分布的規則磁異常帶，異常強度在150nT～300nT，呈狹長帶狀、梯度較大；工區南部構造復雜，Ⅱ號異常走向變化為斷層錯動所致，見圖3-8-9。經多個鑽孔控制，證實此磁異常帶為與石棉礦共生的輝綠岩引起。

圖3-8-8 雲南某地鉻鐵礦區磁異常圖

圖3-8-9 遼寧某石棉礦區磁異常平剖圖

5.鋁土礦

前蘇聯利用磁測尋找鋁土礦進行了較多研究，前蘇聯本土的鋁土礦床可分為：①風化殼型（紅土型）；②復成型（紅土-沉積型）；③古地台、新地台及地槽褶皺區沉積型（再深積型等類型）。其中地台型磁測效果最好。

6.硼礦

遼寧某地硼礦產於太古宙變粒岩層（深變質岩）所夾大理岩中。有兩種類型的礦體，一為硼鎂石為主，含有磁鐵礦的礦體；另一為硼鎂石-硼鎂鐵礦共同組成的礦體。

磁鐵礦-硼鎂石礦的磁化率一般為（10000～15000）×4π×10^－5SI。雖然硼鎂石礦體不具磁性，但可利用與硼鎂石在成因上有空間關系的磁鐵礦，採用磁測來尋找硼鎂石礦。由已知礦體得知該區無磁性干擾，因此認為異常以硼鎂石為主的含磁鐵礦的礦體所引起。對異常進行驗證，在11m～15m深處見到了較大的硼礦體。

7.金、鉑、金剛石、鎢等砂礦

在普查這些礦床時，可用地球物理方法圈出隱伏的古河床、河谷、礦囊以及其他在砂礦中堆積有重礦物的地段。這些重礦物富集的地段常有磁鐵礦。因此，普查隱伏砂礦時，常用垂向電測深法確定基岩表面起伏。若在基岩埋深最大的地段或古階地上發現磁場增高，則能推測有磁性礦物。

⑸ 磁法勘探在石油天然氣勘探中的應用

磁法勘探是以測量磁場的微小變化為基礎的。磁性岩石的分布發生任何變化都會引起磁場的相應變化。大多數沉積岩幾乎都是無磁性的，而下伏火成岩和基岩通常是弱磁性的。根據磁性資料確定了基岩的深度，也就確定了沉積物的厚度。因基底面起伏能在上覆沉積岩中形成有利於油氣聚集的構造起伏，確定基岩的起伏能為油氣勘探提供有用資料。

很長一段時間，不同比例尺（主要是1∶50萬、1∶20萬）的磁測在石油地球物理勘探中的作用主要限於大區域地質構造的解釋，如圈定沉積盆地、研究區域地質構造特徵和根據二級構造異常確定油氣遠景區等。隨著高精度航空磁測工作的開展，構造航磁不僅在查明區域地質構造方面能起到重要作用，在尋找局部沉積構造和油氣田方面也能起到重要作用。

圖3-8-4是由低磁場背景上局部升高異常所反映的TAD長垣。磁性體位於3km～5km深處，長垣為中生界沉積構造。在軸部鑽井，於井深4188m見上侏羅統中有磁性安山岩及玄武岩，其厚度達104m。

當沉積蓋層中存在一定厚度的磁性沉積層時，蓋層褶皺構造就能引起與其相應的磁異常。磁性岩層多為含有少量磁鐵礦的陸源岩層，如砂岩之類。如四川盆地下三疊統飛仙關組、侏羅繫上沙溪廟組等為磁性層。其岩性多為砂岩、頁岩。除四川盆地外，塔里木盆地、柴達木盆地也都有磁性地層組成的背斜、向斜構造。

由上可知，磁測不僅能解決油氣盆地內有關磁性基底的起伏、斷裂、岩性等區域地質問題，還可通過對ΔT局部異常的提取和研究，圈定蓋層中的局部構造。

近年有人提出在油田上空發現存在高波數（高頻）、低幅值（400m～4000m，幾nT至30nT）磁異常，認為這種異常是近地表土壤中磁鐵礦顆粒的反映。磁鐵礦是由氫氧化鐵、氧化物或赤鐵礦的還原形成。這種磁鐵礦的形成被認為是石油滲出的直接結果，因而利用這種異常可以判定油氣藏的存在。有人提出油氣藏上方碳氫化合物形成還原柱，氧化還原電位產生的自然電流產生磁異常，利用這些現象進而找油的設想。

圖3-8-4 TAD長垣在磁場上的反映

1—ΔT剖面；2—航磁圈定構造；3—地震構造；（a）剖面平面圖；（b）ΔT剖面

⑹ 磁法勘探的應用范圍

在區域地質調查中的應用包括：
①進行大地構造分區，研究深大斷裂，確定接回觸帶、斷裂帶、破碎帶和基答底構造；
②劃分沉積岩、侵入岩、噴出岩以及變質岩的分布范圍，進行區域地質填圖；
③研究區域礦產的形成和分布規律。
在普查找礦工作中的應用包括：
①直接尋找磁鐵礦床，普查與磁鐵礦共生的鉛、鋅、銅、錫等弱磁性礦床，普查與磁鐵礦共生的金、錫、鉑等砂礦床；
②普查鋁土礦、錳礦、褐鐵礦和菱鐵礦等弱磁性沉積礦床；
③查明各種控礦構造並進行控礦因素填圖，圈定基性、超基性岩，尋找鉻、鎳、釩、鈷、銅、石棉等礦產；
④圈定火山頸以尋找金剛石，圈出熱液蝕變帶以尋找夕卡岩型礦床和熱液礦床（見氣化熱液礦床；
⑤普查油氣田和煤田構造，研究磁性基底控制的含油氣構造，圈定沉積蓋層中的局部構造，以及探測與油氣藏（見圈閉）有關的磁異常，進行普查找油研究與火成岩有關的煤田構造及圈定火燒煤區的范圍。
在礦產詳查勘探中，對磁異常作定量解釋可用來追索和圈定磁性礦體，確定鑽探孔位並指導鑽探工作的進行。
磁法勘探還可用於研究深部地質構造，估算居里點深度以研究地熱和進行地震蘊震層分析及地震預報的研究。還可應用於考古、尋找地下金屬管道等工作。

⑺ 想了解一些磁法勘探的基本常識

磁法勘探的基本常識
磁法勘查是應用地球物理學（簡稱物探）的一個重要分支。
磁法勘查是以岩石間的磁性差異為基礎，通過研究天然磁場的空間分布規律和變化來解決地質問題的。勘查是物探方法中就用最早、理論最成熟、工作最輕便、效率高、成本低、通用性最強的方法，也是目前礦產勘查中應用最廣的一種方法。
人類很早就發現了磁的現象。地球周圍存在磁場，稱地地磁場，地磁場可以近似地看作在地心處的一磁偶極子所產生的磁場，其磁化軸與地球的旋轉軸大約成11.5度的交角。
影響岩礦石磁性的因素很多，可分為內在因素和外在因素。內因有磁性礦物的成分、含量、顆粒大小、結構等；外因有磁化場強、溫度、壓力等。
大部分礦物是順磁性的，少量為抗磁性的。分布最廣的鐵磁性礦物是鐵的氧化物，如磁鐵礦、鈦磁鐵礦、赤鐵礦等；在硫化礦物中有磁黃鐵礦；以及一些分布較廣，磁性較弱的鐵磁性礦物，如菱鐵礦、褐鐵礦等。

磁力儀的介紹
磁力儀可分為相對磁力儀和絕對磁力儀，也可分為地面、航空、海洋、衛星和井孔磁力儀，我國使用過的磁力儀有：懸絲磁力儀、光泵磁力儀，還有磁力梯度儀、超導磁力儀等。現在電子在力儀已完全取代機械磁力儀，觀測精度也由過去的幾十納特提高到一個納特左右，甚至更小。
現在使用最普通的是河北大地探測技術有限公司的PM-2質子磁力儀、MCL-2磁通門磁力儀、MCL-5總場磁力儀、MCL-6三分量磁力儀

⑻ 磁法勘探可用來解決哪些地質問題

磁法勘探的基本常識 磁法勘查是應用地球物理學（簡稱物探）的一個重要分支。 磁法勘查是以岩石間的磁性差異為基礎，通過研究天然磁場的空間分布規律和變化來解決地質問題的。勘查是物探方法中就用最早、理論最成熟、工作最輕便、效率高、成本低、通用性最強的方法，也是目前礦產勘查中應用最廣的一種方法。 人類很早就發現了磁的現象。地球周圍存在磁場，稱地地磁場，地磁場可以近似地看作在地心處的一磁偶極子所產生的磁場，其磁化軸與地球的旋轉軸大約成11.5度的交角。 影響岩礦石磁性的因素很多，可分為內在因素和外在因素。內因有磁性礦物的成分、含量、顆粒大小、結構等；外因有磁化場強、溫度、壓力等。 大部分礦物是順磁性的，少量為抗磁性的。分布最廣的鐵磁性礦物是鐵的氧化物，如磁鐵礦、鈦磁鐵礦、赤鐵礦等；在硫化礦物中有磁黃鐵礦；以及一些分布較廣，磁性較弱的鐵磁性礦物，如菱鐵礦、褐鐵礦等。 磁力儀的介紹 磁力儀可分為相對磁力儀和絕對磁力儀，也可分為地面、航空、海洋、衛星和井孔磁力儀，我國使用過的磁力儀有：懸絲磁力儀、光泵磁力儀，還有磁力梯度儀、超導磁力儀等。現在電子在力儀已完全取代機械磁力儀，觀測精度也由過去的幾十納特提高到一個納特左右，甚至更小。 現在使用最普通的是河北大地探測技術有限公司的PM-2質子磁力儀、MCL-2磁通門磁力儀、MCL-5總場磁力儀、MCL-6三分量磁力儀

⑼ 工程地震勘探可以解決哪些地質問題

程地震勘探的地震地質條件： 工程物探的最終目的是要有效的解決工程地質問題，在 一個工區內能否使用地震勘探解決工程地質的問題，很 大程度上取決於該地區的地震地質條件。

⑽ 磁法勘探在其他方面的應用

（一）在煤田火燒區上的應用

在許多煤盆地中，燃燒過的煤層上方有強磁異常。這是由於煤層中的氧化鐵和氫氧化鐵受高溫作用變成磁鐵礦的緣故。根據煤層燃燒後的熱剩磁特點，我國物探人員在西北三省的十七個勘探區二十二個測區用磁法和自然電場法探測煤田火區，取得了較好效果。

煤層露頭自然發火經歷為低溫氧化、自熱、著火與遍燃、燃燒、降溫熄火。按發生發展的進程，則煤層火區可分為五個帶：①吸附水蒸發帶；②揮發物湧出帶；③發火帶；④燃燒帶；⑤還原熄滅帶等。煤層經過燃燒，頂底板及其夾矸受到強烈的高溫作用而形成燒變岩。頂底板中的鐵質多數是赤鐵礦、黃鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦等，隨著燒變岩的形成它們大部分轉變成磁性礦物。由於這種作用是從300℃～800℃高溫下冷卻發生，因而獲得熱剩磁，且其磁化方向與冷卻時的地磁場方向相同。火區觀測到的磁異常就是由該溫差頑磁性所引起。由此推測，還原帶的燒變岩正處於降溫階段，尚未降到正常溫度，所以只能得到部分熱剩磁；熄滅帶比還原帶得到更多熱剩磁，故推知後者的磁性要強於前者；發火與燃燒帶尚未獲得熱剩磁。存在這樣的磁異常特徵：熄滅帶磁異常最強；從熄滅帶到燃燒帶磁異常逐漸減弱；在湧出帶和水蒸氣帶上觀測不到磁異常。

圖3-8-10 寧夏汝箕溝火區一條剖面上的磁異常與自然電位曲線

在圈定火區范圍時一般根據磁異常特徵，以Z_a異常為例，在煤層傾斜一側的Z_a極小值點可定為下部邊界，而在另一側的Z_a零值點定為上部邊界。當多層疊加時則要考慮這些特徵點的疊加位移影響。在寧夏汝箕溝煤田應用磁測圈定了火區底界並經鑽孔驗證，結果和推斷吻合。

圖3-8-10是寧夏汝箕溝火區的磁異常與自然電位曲線，自然電位出現台階形曲線，反映了燃燒與降溫熄滅兩個大階段，磁異常反映典型的從熄滅帶到燃燒帶異常減弱的特徵。

（二）在地熱調查中的應用

利用磁測可以勾畫出地熱區的坳陷和基底構造，尋找控制地下熱水的構造，如斷層和火成岩等。火成岩在正常情況下有一定磁性，在熱水活動范圍內因熱蝕變作用而使磁性降低，這有利於利用磁測圈定熱蝕變帶。故不同地質成因的地熱，調查可得到不同磁異常特徵。下面介紹低負磁異常特徵的地熱田調查。

秦皇島龍家店熱田，地表為第四系覆蓋，厚度50m～100m，其下為區域變質的花崗片麻岩。地表水在下部增溫後從破碎帶上升到第四系中被一層粘土覆蓋，形成熱田。花崗片麻岩有較強的磁性，由於熱退磁作用使受到熱水侵蝕的花崗片麻岩磁性減弱。由圖3-8-11的Z_a曲線可見，Z_a負異常基本上圈定了由於熱水而使岩石蝕變產生的蝕變帶，間接地確定了熱水的存在，從而圈定了熱水分布范圍。視電阻率擬斷面圖基本上確定了熱水分布范圍。

圖3-8-11 秦皇島龍家店地熱田地質物探綜合剖面圖

（據黃力軍，1988）

1—第四系覆蓋；2—花崗片麻岩；

3—斷裂帶

（三）在考古與環境磁學中的應用

隨著高精度磁測工作的開展，磁法勘探已成為探查古遺存空間分布的主要地球物理方法之一。由於古地磁學的發展，磁性地層學成為確定古遺存、古人類化石時代的重要手段。隨著第四紀沉積物磁性特徵深入研究，環境磁學又有新的研究方向。

有史以來、史前期的古遺存（古遺址、墓葬、建築等）、古人類化石本身、所處地層的磁性與周圍環境有所差異，這種差異就構成磁學考古的基礎。這種差異的起因如下。

a.被火燒過的泥土製品、土壤、石塊等可獲得較強的磁性。這類物質因熱作用引起化學變化及獲得熱剩磁，而使磁性增強。火燒過的物質要比一般土壤的磁性高出1～2個數量級。

b.有機質的腐爛使土壤獲得較強磁性。這是由於有機質腐爛的過程中氧化還原作用使赤鐵礦變為磁鐵礦的結果。

c.人為翻動的土壤或夯土，因土質結構、密度等發生變化，以及摻入人工製品（陶片、燒土等）的殘渣、顆粒等都可以使其與周圍天然沉積物之間出現磁性差異。如夯土磁化率增大，掩埋溝穴的虛土磁性相對減弱。因而在夯土的墓葬、牆基等上部可觀測到明顯的正（高）磁異常，其溝、穴上有負（低）異常。

d.天然沉積物的顆粒在沉積過程中，受重力、水動力及地磁場力的控制，沉積物的磁化率將是各向異性的。其磁化率橢球的長軸κ_max將平行於水平的沉積面，在河相沉積情況下κ_max軸向為水流控制。這可以用來研究沉積物在形成時的水流方向。另外，沉積物在沉積及磁性獲得的過程中與氣候（如溫度）環境有關，這種相關性在較厚的沉積剖面上可顯示出來。

研究對象因不同方式獲得磁性，這就為實現考古及環境磁學等的應用提供了物理前提。

1.考古

圖3-8-12為河南新鄭某處古墓葬的ΔT磁異常圖，測網線距2m，點距1m。由圖可見，在已知墓葬A、B、C及大型陪葬坑上顯示出有一定強度、輪廓明顯的磁異常。如A異常清楚顯示該墓有一較長的南北向墓道，墓室的東南側有兩個小耳室。據其形態，考古工作者判定為漢代「甲」字型磚墓。B異常的形態表明該墓為典型的「刀」字型磚墓，圖中黑粗輪廓線是根據磁異常推斷的結果。C異常較弱，墓的輪廓顯示不清晰，這表明該墓為一土坑墓，非磚結構。E、D異常反映的是兩個新發現的墓葬。陪葬坑的磁異常南、北部分有較大區別，表明坑內有較多的陶器等物品，主要堆放在坑的南半部。推斷該區這些遺存埋深1m～2m，實際鑽探證實了磁測結果的分析。

圖3-8-12 河南新鄭某處古墓葬的ΔT磁異常圖

1—零等值線；2—正異常等值線（nT）；3—負異常等值線（nT）；4—點號/線號

2.環境磁學

對第四紀沉積物的磁性研究結果表明，沉積物的磁化率和天然剩餘磁化強度值的大小可用來揭示沉積時的古氣候情況。一般認為，它們的高值代表相對溫暖（或熱）的氣候，否則相反。

（四）在城市、工程環境與軍事中的應用

1.尋找沉船、水雷等隱伏爆炸物

磁測在尋找沉船、未爆炸水雷、炸彈等各種人文遺棄物方面發揮重要作用。王傳雷（2000）在長江下游用水上高精度磁測方法探明了抗日戰爭時期的沉船等各種鋼鐵遺棄物，獲得較好的效果。

2.探測水下潛艇

利用低空飛行的飛行器進行航空磁測可以發現水下潛艇。潛艇雖經在出港之前消磁，但是還有一定強度的磁異常可以觀測到。為了識別潛艇，需要在監測的海域做高精度磁測，以便獲得正常磁場背景，再與實時測量的磁場對比來發現潛艇異常。若將探測目標近似看作均勻磁化旋轉長橢球體模型，則可以正演計算潛艇產生的磁異常，並用最優化方法反演潛艇空間位置。