磁法勘探可以解决哪些地质问题

⑴ 磁法勘探

(一)磁法勘探方法简介

磁法勘探是利用地壳内各种岩(矿)石间的磁性差异所引起的磁场变化(磁异常)来寻找有用矿产资源和查明地下地质构造的一种物探方法。应用磁法勘探在研究大地构造、了解基底起伏、圈定火成岩体和寻找含水破碎带等方面均取得了良好的效果,广泛地应用于地热资源勘探中。

1.地磁场

在地球上任何一处,悬挂的磁针都会停止在一定的方位上,这说明地球表面各处都有磁场存在,这个磁场被称为地磁场。地磁场在地球表面的分布是有规律的,它相当于一个位于地心的磁偶极子的磁场,S极位于地理北极附近,N极位于地理南极附近,地磁轴和地理轴有一偏角,常称为磁偏角。

为了研究空间某点的地磁场强度,通常选用直角坐标系统,其原点O选在观测点上,xoy平面为水平面,X轴指向为地理北方,Y轴指向为地理东方,Z轴垂直向下。

地磁强度一般用T表示,它在X,Y,Z3个轴上的投影分量分别为:北分量X,东分量Y,垂直分量Z。T在xoy平面上的投影称为水平分量H,其方向指向磁北。地磁场各分量的方向与坐标轴方向一致时取正,反之取负。H与X轴的夹角称为磁偏角D,当H偏东时,D取正,反之取负。H与T的夹角称为磁倾角I,T下倾时I取正,反之取负。上述X,Y,Z,H,T,D,I各量统称为地磁要素,它们之间的关系如下:

沉积盆地型地热田勘查开发与利用

分析这些关系可知,地磁要素中有各自独立的3组:I,D,H;X,Y,Z;H,Z,D。如果知道其中一组,则其他各要素即可求得。在地磁绝对测量中通常测I,D,H3个要素。磁法勘探一般都是相对测量,地面磁测主要测Z的变化,有时也测H和T;航空磁测主要测定T的变化。

描述磁场的单位,在国际单位制中为特斯拉(T),在磁法勘探中常用它的十亿分之一为单位,称为纳特(nT),即1nT=10^-9T。

2.磁异常

在磁法勘探中,实测磁场总是由正常磁场和磁异常两部分组成。其中正常磁场又由地磁场的偶极子场和非偶极子场(大陆磁场)组成。而磁异常则是地下岩、矿体或地质构造受地磁场磁化后,在其周围空间形成,并叠加在地磁场上的次生磁场。其中含分布范围较大的深部磁性岩层或构造引起的部分,成为区域异常;而由分布范围较小的浅部岩、矿体或地质构造引起的部分,称为局部异常。

如实测磁场为T,正常磁场为T₀,则磁异常T_a可表示为

T_a=T-T₀ 3-5

在航空磁测中,大多测量地磁场总强度T和正常磁场强度T₀的模数差ΔT,即

ΔT=|T|-|T₀| 3-6

在地面磁测中,主要测量磁场的垂直分量变化值Z_a,称为垂直磁异常,即

Z_a=Z-Z₀3-7

式中:Z为实测垂直磁场强度;Z₀为正常垂直磁场强度。

3.岩(矿)石的磁性

自然界的各种岩石具有不同的磁性,即使同种岩石,由于矿物成分、结构特点不同,其磁性也不相同。岩石之间的磁性差异是磁法勘探的物理基础。

岩石的磁性由磁化率和磁化强度表示。磁化率M表示单位体积所具有的磁矩,岩石的磁化强度分为两部分,即

M=M_i+M_r 3-8

式中:M_i为感应磁化强度,表示各种岩石在现代地磁场的磁化下所具有的磁性,M_i主要决定于岩石的磁化率(k)和地磁场强度(T),其关系式为

M_i=kT 3-9

M_r为剩余磁化强度,表示各种岩石在地质历史条件下被古地磁场磁化所保留下来的磁性。M_r基本上不受现代磁场的影响而保持着其固有的数值和方向。古地磁学研究证明,几乎所有的火成岩和大部分陆屑沉积岩都具有剩余磁化强度。

(二)盆地磁性特征

华北盆地天津地区从太古宇结晶基底到第四系盖层,都存在着纵向及横向的磁性差。反映在磁场图上,是区域背景值的相对升高或降低,曲线的平缓或密集,局部异常的大小,强弱及展布方向特点。这种反映正是磁异常解释的依据。

根据有关物探资料,天津及周边地区地层磁性参数见表3-2。

表3-2 天津周边地区地层磁性参数

由表可见,天津及周边区域地层磁性具有如下特征。

在整个地层序列中,磁性呈相对的渐变过渡,以奥陶系为磁性的最低点,向老地层或新地层方向逐渐增高,而侏罗系的磁性表现出突变的性质。

根据磁性强弱将本区自上而下划分为4个磁性层。

顶部弱磁性层,对应于新生界的粉砂、粘土、泥岩、砂质泥岩和中生界侏罗系砂砾岩、细砂岩。

中部强磁性层,对应中生界侏罗系的火山碎屑岩。

中部弱磁性层,对应古生界泥岩、灰岩、砂岩。

底部强磁性层,对应元古宇白云岩和太古宇片麻岩、麻粒岩等。

磁力勘探结果是利用不同岩层磁性强弱首先作出磁力异常图,对等异常曲线的形状加以分析,推测得出一定的地质结论。

1)查明断裂。异常表现为以下几种形态。连续的正异常:在剖平图上表现为连续的正异常带,在平面上等值线则表现为有一定长度的梯度密集带。断裂形成时或形成后岩浆活动多次发生,岩浆沿断裂向上侵入,这样在断裂的上方就形成了一定长度和一定强度的正异常。串珠状线性异常:构造带各处薄弱程度不同,岩浆侵入的宽窄和深度不同,航磁异常则反映为串珠状的线性异常。线性强磁异常被错开:从剖面图和平面等值线图都可看出,强磁异常轴有明显错动,这往往是平移断层的反映。

2)了解基底起伏。由于老地层和覆盖层有一定的磁性差异,所以航磁是了解基底起伏的有效手段之一,和重力方法有异曲同工之妙。二者可以互相参照,互相补充,从不同物理场反映了基底起伏。

3)圈定火成岩体。岩体是形成地热田的重要因素之一,由于中酸性火成岩体有较强的磁性,根据航磁异常推断,呈长轴状的高磁异常皆为岩体之反映。

(三)天津地区磁场特征与构造关系

从天津地区航磁ΔT等值线图(图3-2)上可以看出,研究区磁性高低相间分布,ΔT在-100～250nT之间,磁异常具有以下特征:

1)武清区西北部磁力低,ΔT为-100nT,反映了武清凹陷的分布。

2)周良庄、尔王庄、胡连庄等地的磁力正异常,反映了沧县隆起的位置;八里台附近的负异常,则反映了隆起区的断凹-白塘口凹陷的位置;静海县磁力高,反映了大城凸起的分布。

3)沿宁河—汉沽—塘沽—大港一带,出现多个正负相间的杂乱磁场区,反映了黄骅坳陷的分布,其中宁河县附近的磁力正异常,反映坳陷区的凸起—宁河凸起的位置。

4)宝坻区南北磁力正负异常呈串珠状分布,反映了宁河-宝坻断裂的存在,同样,天津市东北部以零等值线为界,磁力正负异常相间分布,反映了沧东断裂的分布。

(四)重磁异常与地质剖面关系

图3-3为重磁异常与地质剖面对比图,剖面线以东经117°13'为界,自南向北,从天津市南部边界到宝坻区。从图中可以明显地看出,随着重力异常曲线的高低变化,地质剖面表现为凸凹相间,为正相关关系,在小韩庄凸起、潘庄凸起、王草庄凸起等处,重力异常值高,而在板桥凹陷、白塘口凹陷、武清凹陷等处,重力异常值则低。从图中还可以发现,磁异常曲线与地质剖面的基底起伏基本对应一致,航磁异常曲线高基底表现为凸起,航磁曲线低基底则表现为凹陷,另外在白塘口凹陷附近,有磁性体存在。

⑵ 地球物理勘探能解决哪些工程地质问题

一般主要的是岩性划分，找出大的构造带，构造异常。。。

⑶ 磁法勘探的野外工作方法

磁测有地面磁测、航空磁测、海洋磁测、井中磁测。在此只讨论地面磁测。磁测工作一般分几个阶段：设计阶段、野外施工阶段、资料整理阶段、成果图示阶段、报告编写阶段。每个阶段的具体内容和技术要求，在部颁规范中都有叙述，不赘述。仅对野外磁测的一些基本要点作简要介绍。

1.地球物理前提分析

磁法能解决地质问题，是由于目标体与测区岩石有明显的磁性差异，此时目标体与围岩和其他局部地质体异常可以区分，也就是磁法的应用具有地球物理前提，即方法有效。反之，无地球物理前提。如果设计区有非矿干扰异常无法区分围岩与目标体时，可考虑其他经济的物探方法。因此在设计前，首先要分析工作区的方法有效性——地球物理前提。

2.测网的选择

在设计中，选择合理的测网密度、工作精度，是保证任务又好又快地完成的关键。

测网是由相互平行的等间距的测线和测线上等间距的测点所组成。普查时，测网选择的原则是保证线距能有1～2条测线通过有工业意义的最小矿体异常，在通过异常的测线上能有2～3个测点，目的是保证不漏掉最小的有工业价值的矿体。线距一般代表了比例尺，如线距为100m，则其比例尺为1：10000。

在普查结果的基础上，对发现的有意义异常，一般布置更大比例尺的详查，详细查明异常特征。为此，测线的方向必须垂直异常走向，线距的大小以保证有3～5条测线通过异常，测线上要求有5～8个点通过异常。同时在观测中要随时注意加点，以找到极值或转折点。

3.磁测精度的确定

根据勘探效果与经济的可行性，合理设计精度是必要的。一般在强磁区，精度可降低，弱磁区则要设计较高的精度。由误差理论可知，一般大于3倍均方误差(m)的观测值是可信值，那么在普查时，精度应确定在：最低异常值≥±3m，即m应小于最低异常值的1/3，通常确定磁测精度为m＜(1/5～1/6)B_max低。B_max低为最小有意义的磁异常强度。

4.测量质量的评定

对测量结果的实际精度，常用均方误差(m)来衡量。计算均方误差的方法是在测区中选择代表性的线段、测点进行第二次独立观测检查，若检查点有n个，每个点的第一次观测值为Z_i′，第二次观测值为Z_i″，其差值δ_i=Z_i′-Z_i″(i=1…n)，则

，这是评价质量的常用公式。

5.地面磁测工作方法概述

目前悬丝磁力仪一般只观测垂直Z_a分量，H_a分量可由Z_a换算得知，所以极少作H_a的测量。下面介绍Z_a分量观测的野外方法。

(1)敷设基点或基点网

进行Z_a相对测量时，首先选择测区附近的平静场设一基点，作为该区磁场零值点。测区范围大时，可设分基点，供作早晚基用。也可设基点网。

(2)基点、测点的观测

1)早晚基观测：在野外施工中，当天出工前先要在设立的基点上观测取数，俗称“对早基”，收工前必须再在同一基点观测取数。目的是为了求取当日仪器零点漂移值。

2)测点观测：悬丝磁秤在测点观测时，应记录工作日期、线、点号、观测值、观测时间及仪器温度数据。仪器磁系置于东西向时，读数一般读两次(即磁系N极指东和指西两次)。遇到变化大的异常要立即自行加密测点观测，追踪异常极大值、极小值。

3)质量检查：为了对全区观测质量做出精度的估价，应阶段性地对测点布置一定量的第二次独立观测。第二次观测的仪器应不低于第一次观测仪器的精度。应力求做到三不同：不同时间、不同人、不同仪器观测。每次检查点数应不少于30个。

4)精测剖面：为了解释异常，一般垂直异常长轴方向，并通过异常中心，布置一条点距更密的剖面，以便更详细了解异常的形态，用于进行重点定性定量解释。

6.物性工作的目的意义

对测区岩矿石进行采集标本并测定其磁化率、磁化强度，目的是了解区内岩矿石的磁性，从而判别各类异常的地质属性和用于定量解释。物性资料是异常解释的物理基础。

7.悬丝式磁力仪的ΔZ资料室内计算

以每个观测日的数据为单位，计算方法如下。

1)基点校正：即将当日各测点观测值减去早基值，得到与基点的相对值。

2)日变校正：根据当日日变曲线，确定早基观测时间的日变为起始零值，各点日变值在日变曲线上相应时间位置查取校正值，日变值为负时，校正值为正值。

3)温度校正：观测结果因磁系受温度的变化而呈有规律的变化，必须消除，消除方法是求出各测点与早基的温差，再用温差与温度变化率的乘积作为应校正的值。

4)零点校正：由于仪器在工作中因机械的原因，磁系零点会发生漂移，须要消除。消除方法是：在以上各项校正后，求得早基与晚基的差值，然后以时间为横轴，纵轴以早基为零，在晚基时间点的纵向标出该差值的点位，然后将该点与早基0点连成一条直线，该直线即为校正线，各测点校正值即在相应时间内在线上取值校正。若为负漂移，校正值为正。

5)正常梯度校正：由于测区地磁场由南向北线性增加，我们必须加以校正，使磁异常的背景场校正为平面场。校正方法是在测网平面图上画上等间距的东西向平行线，各线标上校正值，以基点为零校正值线，各测点校正值，即可在相应位置查取。

ΔT数据一般只作零漂和正常梯度校正。

⑷ 磁法勘探在固体矿产勘探中的应用

磁测在固体矿产勘查中的作用主要是直接找矿和间接找矿两方面。

磁测是作为寻找磁铁矿床的方法而产生，并长期发展的。随着磁测精度的提高和基本理论的发展，磁测不仅能发现磁铁矿床，而且可能解决勘探方面的问题：确定矿体的深度、产状要素、磁化强度和估算磁铁矿石的储量。在这方面我国已有多个成功实例。

在间接找矿中，主要是用磁测查找在空间上或成因上与成矿有关的地层、构造、岩浆岩、蚀变岩石、矿化带等控矿因素。此外，利用所寻找矿种与磁性矿物的共生关系找矿，也属于间接找矿。目前磁法勘探的间接找矿作用，发挥的作用还很不够。

磁测寻找磁铁矿床的效果举世公认，最为明显。在寻找其他类型铁矿，以及铜、铅、锌、镍、铬、钼、铝土矿、金刚石、石棉、硼等各种金属与非金属矿床上，虽然大都属于间接找矿，但也起到重要作用。

（一）寻找各类铁矿床

我国铁矿的主要类型有：前震旦纪变质铁矿、碳酸盐类岩石与中酸性侵入体接触带铁矿、火山岩中铁矿、基性侵入岩中铁矿等。

1.变质岩中的铁矿

此类铁矿通常称为鞍山式铁矿，其磁铁矿石的感应磁化强度达0.03A/m～0.2A/m，围岩变质岩的磁化率小，两者有明显的差异。当矿体出露地表，磁异常有明显的峰值，异常可达上万纳特。航空和地面磁测异常就成为寻找此类矿床的有效找矿标志。地磁异常多为条带状，具有明显的走向方向。

2.中酸性侵入体与碳酸盐岩的接触带中的铁矿

此种铁矿产于中酸性侵入体，如闪长岩、花岗闪长岩与石灰岩、泥质灰岩、钙质粉砂岩等碳酸盐岩石的接触带及其附近，在矿体附近往往可见矽卡岩。中酸性侵入体具有磁性，可观测到明显的磁异常。碳酸盐岩石不具磁性，铁矿产于接触带及其附近，在碳酸盐岩石的平静磁场与侵入体磁场的过渡带上叠加的次级磁异常就成为磁测找此类铁矿的标志。

例如图3-8-5是河北某地1∶10万航磁图，图中有一个以30nT为接触带异常背景的孤立异常。由于异常位于某铁矿区外围，有必要查明异常的地质原因。磁异常分布区出露有中奥陶统马家沟灰岩，此种灰岩在该区为成矿围岩；在航磁图上异常处于30nT背景边部，说明异常位于接触带上，处于成矿有利地段。物探人员据此，初步判定可能是矿异常。为查明该异常，又布置了1∶5000比例尺的地面磁测，圈定了一个最大值只有350 nT的低缓异常，见图3-8-6。

图3-8-5 河北某地磁铁矿上的航磁异常

图3-8-6 河北某地磁异常平面图

单位nT

对上述异常经定性分析、定量计算，并研究了磁异常的空间分布和变化特点；根据当地矿体磁性参数和定量计算出的参数做了正演计算后，进一步确定了该异常为矿异常。经钻探验证证实了异常由磁性铁矿所引起。矿体为多层密集排列，而并非球形矿体。因其埋藏较深，故可近似看作球体。

3.火山岩中的铁矿

此类铁矿在我国统称为梅山式铁矿，可以分成两类。一是玢岩侵入火山岩中，分布在火山岩断陷盆地中间，以磁铁矿石为主；另一是玢岩侵入盆地基底层中，主要分布于火山岩断陷盆地边部或隆起断块中，以假象赤铁矿矿石为主。火山岩磁性比磁铁矿通常要小。考虑到火山岩磁场的干扰，用1∶5万或1∶2.5万比例尺航磁可发现铁矿异常。江苏某铁矿产于辉长闪长玢岩和黑云母安山岩接触带内即为此类矿典型一例。

4.基性岩中的铁矿

当地槽褶皱期后或地台活化时，基性岩沿深大断裂侵入，生成钒钛磁铁矿。矿石具有强磁性，基性岩具有磁性，两者仍有差别，仍可借助不同异常特征可用磁测圈定岩体及矿床。

（二）寻找其他金属矿与非金属矿

1.铜矿和铜镍矿

利用磁测找铜矿，一般分两种情况：一是含铜磁铁矿床；另一种是铜矿床中局部含有磁铁矿或磁黄铁矿。

对于含铜磁铁矿床，铜与铁共生，利用磁测找铁间接找铜。如湖北某地在进行1∶20万比例尺航磁测量时，曾在一条测线上发现强度较大的磁异常。开始按铁矿勘探，后来在强磁异常旁侧的次级低缓磁异常找到了深部含铜磁铁矿。

矽卡岩型铜矿和超基性岩中的铜镍矿，往往局部含有磁铁矿或磁黄铁矿。这时磁测仍是找这两种矿的有效手段。由于铜矿体的范围往往超过磁性矿物范围，所以磁测不能用来圈定矿体范围。超基性岩中的铜镍矿，磁异常除作为找矿的标志外，还用来圈定超基性岩体。如甘肃某铜镍矿产于二辉橄榄岩、辉石橄榄岩的超基性岩中，矿石中含有大量磁黄铁矿，磁化率比超基性岩大4倍左右。1∶10万航磁发现异常，地磁检查后发现在矿区外围两个1000 nT左右的异常（见图3-8-7）。根据异常的错动，推测有平推断层。经钻探后在异常50m～100m深处见到了岩体和矿体，该矿现已成为我国大型的铜镍矿产地之一。

图3-8-7 甘肃某铜镍矿区磁异常剖面图

1—镍矿体；2—超基性岩；等值线单位为nT

2.多金属矿与锡矿

多金属矿中的矽卡岩型矿床，往往含有磁铁矿或磁黄铁矿，使用磁测方法较为有效。如河北某地的多金属矿，产于石英斑岩与震旦系的外接触带。航磁异常反映为250nT～500nT的局部异常。经地面工作证实，强磁异常由磁铁矿化矽卡岩引起；而其低缓磁异常系由深达100m以下的以钼为主的铁、铜、锌、钼多金属隐伏矿床所引起。

在许多锡矿区，往往有磁黄铁矿化；且其范围比锡矿化的范围大，发育更广泛。在这种矿床发育地段一般均有磁异常，广西大厂锡矿床就有这种特点。大厂长坡矿区的地质磁性模型，浅部为陡产状体而深部为平缓层状体，反映了该区地质构造控制的特点。基于这样的模式指导进一步磁异常的解释，定量建立了大厂长坡及大福楼磁异常与锡矿推断关系图。利用这些推断结果而设计的钻孔，发现了新的矿床，其规模属于大中型。

3.铬铁矿

铬铁矿产于超基性岩中，而超基性岩有较强的磁性，用磁测可以圈定超基性岩体。能否从中区分出矿体异常，则要视矿体与岩体是否有磁性差异而定。如云南某地，铬铁矿产于浅变质的矽质粉砂岩、泥质板岩、千枚岩中，铬铁矿具有较强磁性，而围岩属磁性弱的浅变质岩。因此，在铬铁矿上有数百纳特的磁异常，见图3-8-8。该区依据这些异常找矿，见矿率达50%以上。

4.基性与超基性岩中的石棉矿

由于石棉矿与基性、超基性岩有成因关系，而基性、超基性岩具有磁性，故利用磁测圈定这些岩体间接指出石棉矿的赋存部位。辽宁某地层区内震旦纪厚层灰岩的平静磁场中出现北西向分布的规则磁异常带，异常强度在150nT～300nT，呈狭长带状、梯度较大；工区南部构造复杂，Ⅱ号异常走向变化为断层错动所致，见图3-8-9。经多个钻孔控制，证实此磁异常带为与石棉矿共生的辉绿岩引起。

图3-8-8 云南某地铬铁矿区磁异常图

图3-8-9 辽宁某石棉矿区磁异常平剖图

5.铝土矿

前苏联利用磁测寻找铝土矿进行了较多研究，前苏联本土的铝土矿床可分为：①风化壳型（红土型）；②复成型（红土-沉积型）；③古地台、新地台及地槽褶皱区沉积型（再深积型等类型）。其中地台型磁测效果最好。

6.硼矿

辽宁某地硼矿产于太古宙变粒岩层（深变质岩）所夹大理岩中。有两种类型的矿体，一为硼镁石为主，含有磁铁矿的矿体；另一为硼镁石-硼镁铁矿共同组成的矿体。

磁铁矿-硼镁石矿的磁化率一般为（10000～15000）×4π×10^－5SI。虽然硼镁石矿体不具磁性，但可利用与硼镁石在成因上有空间关系的磁铁矿，采用磁测来寻找硼镁石矿。由已知矿体得知该区无磁性干扰，因此认为异常以硼镁石为主的含磁铁矿的矿体所引起。对异常进行验证，在11m～15m深处见到了较大的硼矿体。

7.金、铂、金刚石、钨等砂矿

在普查这些矿床时，可用地球物理方法圈出隐伏的古河床、河谷、矿囊以及其他在砂矿中堆积有重矿物的地段。这些重矿物富集的地段常有磁铁矿。因此，普查隐伏砂矿时，常用垂向电测深法确定基岩表面起伏。若在基岩埋深最大的地段或古阶地上发现磁场增高，则能推测有磁性矿物。

⑸ 磁法勘探在石油天然气勘探中的应用

磁法勘探是以测量磁场的微小变化为基础的。磁性岩石的分布发生任何变化都会引起磁场的相应变化。大多数沉积岩几乎都是无磁性的，而下伏火成岩和基岩通常是弱磁性的。根据磁性资料确定了基岩的深度，也就确定了沉积物的厚度。因基底面起伏能在上覆沉积岩中形成有利于油气聚集的构造起伏，确定基岩的起伏能为油气勘探提供有用资料。

很长一段时间，不同比例尺（主要是1∶50万、1∶20万）的磁测在石油地球物理勘探中的作用主要限于大区域地质构造的解释，如圈定沉积盆地、研究区域地质构造特征和根据二级构造异常确定油气远景区等。随着高精度航空磁测工作的开展，构造航磁不仅在查明区域地质构造方面能起到重要作用，在寻找局部沉积构造和油气田方面也能起到重要作用。

图3-8-4是由低磁场背景上局部升高异常所反映的TAD长垣。磁性体位于3km～5km深处，长垣为中生界沉积构造。在轴部钻井，于井深4188m见上侏罗统中有磁性安山岩及玄武岩，其厚度达104m。

当沉积盖层中存在一定厚度的磁性沉积层时，盖层褶皱构造就能引起与其相应的磁异常。磁性岩层多为含有少量磁铁矿的陆源岩层，如砂岩之类。如四川盆地下三叠统飞仙关组、侏罗系上沙溪庙组等为磁性层。其岩性多为砂岩、页岩。除四川盆地外，塔里木盆地、柴达木盆地也都有磁性地层组成的背斜、向斜构造。

由上可知，磁测不仅能解决油气盆地内有关磁性基底的起伏、断裂、岩性等区域地质问题，还可通过对ΔT局部异常的提取和研究，圈定盖层中的局部构造。

近年有人提出在油田上空发现存在高波数（高频）、低幅值（400m～4000m，几nT至30nT）磁异常，认为这种异常是近地表土壤中磁铁矿颗粒的反映。磁铁矿是由氢氧化铁、氧化物或赤铁矿的还原形成。这种磁铁矿的形成被认为是石油渗出的直接结果，因而利用这种异常可以判定油气藏的存在。有人提出油气藏上方碳氢化合物形成还原柱，氧化还原电位产生的自然电流产生磁异常，利用这些现象进而找油的设想。

图3-8-4 TAD长垣在磁场上的反映

1—ΔT剖面；2—航磁圈定构造；3—地震构造；（a）剖面平面图；（b）ΔT剖面

⑹ 磁法勘探的应用范围

在区域地质调查中的应用包括：
①进行大地构造分区，研究深大断裂，确定接回触带、断裂带、破碎带和基答底构造；
②划分沉积岩、侵入岩、喷出岩以及变质岩的分布范围，进行区域地质填图；
③研究区域矿产的形成和分布规律。
在普查找矿工作中的应用包括：
①直接寻找磁铁矿床，普查与磁铁矿共生的铅、锌、铜、锡等弱磁性矿床，普查与磁铁矿共生的金、锡、铂等砂矿床；
②普查铝土矿、锰矿、褐铁矿和菱铁矿等弱磁性沉积矿床；
③查明各种控矿构造并进行控矿因素填图，圈定基性、超基性岩，寻找铬、镍、钒、钴、铜、石棉等矿产；
④圈定火山颈以寻找金刚石，圈出热液蚀变带以寻找夕卡岩型矿床和热液矿床（见气化热液矿床；
⑤普查油气田和煤田构造，研究磁性基底控制的含油气构造，圈定沉积盖层中的局部构造，以及探测与油气藏（见圈闭）有关的磁异常，进行普查找油研究与火成岩有关的煤田构造及圈定火烧煤区的范围。
在矿产详查勘探中，对磁异常作定量解释可用来追索和圈定磁性矿体，确定钻探孔位并指导钻探工作的进行。
磁法勘探还可用于研究深部地质构造，估算居里点深度以研究地热和进行地震蕴震层分析及地震预报的研究。还可应用于考古、寻找地下金属管道等工作。

⑺ 想了解一些磁法勘探的基本常识

磁法勘探的基本常识
磁法勘查是应用地球物理学（简称物探）的一个重要分支。
磁法勘查是以岩石间的磁性差异为基础，通过研究天然磁场的空间分布规律和变化来解决地质问题的。勘查是物探方法中就用最早、理论最成熟、工作最轻便、效率高、成本低、通用性最强的方法，也是目前矿产勘查中应用最广的一种方法。
人类很早就发现了磁的现象。地球周围存在磁场，称地地磁场，地磁场可以近似地看作在地心处的一磁偶极子所产生的磁场，其磁化轴与地球的旋转轴大约成11.5度的交角。
影响岩矿石磁性的因素很多，可分为内在因素和外在因素。内因有磁性矿物的成分、含量、颗粒大小、结构等；外因有磁化场强、温度、压力等。
大部分矿物是顺磁性的，少量为抗磁性的。分布最广的铁磁性矿物是铁的氧化物，如磁铁矿、钛磁铁矿、赤铁矿等；在硫化矿物中有磁黄铁矿；以及一些分布较广，磁性较弱的铁磁性矿物，如菱铁矿、褐铁矿等。

磁力仪的介绍
磁力仪可分为相对磁力仪和绝对磁力仪，也可分为地面、航空、海洋、卫星和井孔磁力仪，我国使用过的磁力仪有：悬丝磁力仪、光泵磁力仪，还有磁力梯度仪、超导磁力仪等。现在电子在力仪已完全取代机械磁力仪，观测精度也由过去的几十纳特提高到一个纳特左右，甚至更小。
现在使用最普通的是河北大地探测技术有限公司的PM-2质子磁力仪、MCL-2磁通门磁力仪、MCL-5总场磁力仪、MCL-6三分量磁力仪

⑻ 磁法勘探可用来解决哪些地质问题

磁法勘探的基本常识 磁法勘查是应用地球物理学（简称物探）的一个重要分支。 磁法勘查是以岩石间的磁性差异为基础，通过研究天然磁场的空间分布规律和变化来解决地质问题的。勘查是物探方法中就用最早、理论最成熟、工作最轻便、效率高、成本低、通用性最强的方法，也是目前矿产勘查中应用最广的一种方法。 人类很早就发现了磁的现象。地球周围存在磁场，称地地磁场，地磁场可以近似地看作在地心处的一磁偶极子所产生的磁场，其磁化轴与地球的旋转轴大约成11.5度的交角。 影响岩矿石磁性的因素很多，可分为内在因素和外在因素。内因有磁性矿物的成分、含量、颗粒大小、结构等；外因有磁化场强、温度、压力等。 大部分矿物是顺磁性的，少量为抗磁性的。分布最广的铁磁性矿物是铁的氧化物，如磁铁矿、钛磁铁矿、赤铁矿等；在硫化矿物中有磁黄铁矿；以及一些分布较广，磁性较弱的铁磁性矿物，如菱铁矿、褐铁矿等。 磁力仪的介绍 磁力仪可分为相对磁力仪和绝对磁力仪，也可分为地面、航空、海洋、卫星和井孔磁力仪，我国使用过的磁力仪有：悬丝磁力仪、光泵磁力仪，还有磁力梯度仪、超导磁力仪等。现在电子在力仪已完全取代机械磁力仪，观测精度也由过去的几十纳特提高到一个纳特左右，甚至更小。 现在使用最普通的是河北大地探测技术有限公司的PM-2质子磁力仪、MCL-2磁通门磁力仪、MCL-5总场磁力仪、MCL-6三分量磁力仪

⑼ 工程地震勘探可以解决哪些地质问题

程地震勘探的地震地质条件： 工程物探的最终目的是要有效的解决工程地质问题，在 一个工区内能否使用地震勘探解决工程地质的问题，很 大程度上取决于该地区的地震地质条件。

⑽ 磁法勘探在其他方面的应用

（一）在煤田火烧区上的应用

在许多煤盆地中，燃烧过的煤层上方有强磁异常。这是由于煤层中的氧化铁和氢氧化铁受高温作用变成磁铁矿的缘故。根据煤层燃烧后的热剩磁特点，我国物探人员在西北三省的十七个勘探区二十二个测区用磁法和自然电场法探测煤田火区，取得了较好效果。

煤层露头自然发火经历为低温氧化、自热、着火与遍燃、燃烧、降温熄火。按发生发展的进程，则煤层火区可分为五个带：①吸附水蒸发带；②挥发物涌出带；③发火带；④燃烧带；⑤还原熄灭带等。煤层经过燃烧，顶底板及其夹矸受到强烈的高温作用而形成烧变岩。顶底板中的铁质多数是赤铁矿、黄铁矿、菱铁矿、褐铁矿等，随着烧变岩的形成它们大部分转变成磁性矿物。由于这种作用是从300℃～800℃高温下冷却发生，因而获得热剩磁，且其磁化方向与冷却时的地磁场方向相同。火区观测到的磁异常就是由该温差顽磁性所引起。由此推测，还原带的烧变岩正处于降温阶段，尚未降到正常温度，所以只能得到部分热剩磁；熄灭带比还原带得到更多热剩磁，故推知后者的磁性要强于前者；发火与燃烧带尚未获得热剩磁。存在这样的磁异常特征：熄灭带磁异常最强；从熄灭带到燃烧带磁异常逐渐减弱；在涌出带和水蒸气带上观测不到磁异常。

图3-8-10 宁夏汝箕沟火区一条剖面上的磁异常与自然电位曲线

在圈定火区范围时一般根据磁异常特征，以Z_a异常为例，在煤层倾斜一侧的Z_a极小值点可定为下部边界，而在另一侧的Z_a零值点定为上部边界。当多层叠加时则要考虑这些特征点的叠加位移影响。在宁夏汝箕沟煤田应用磁测圈定了火区底界并经钻孔验证，结果和推断吻合。

图3-8-10是宁夏汝箕沟火区的磁异常与自然电位曲线，自然电位出现台阶形曲线，反映了燃烧与降温熄灭两个大阶段，磁异常反映典型的从熄灭带到燃烧带异常减弱的特征。

（二）在地热调查中的应用

利用磁测可以勾画出地热区的坳陷和基底构造，寻找控制地下热水的构造，如断层和火成岩等。火成岩在正常情况下有一定磁性，在热水活动范围内因热蚀变作用而使磁性降低，这有利于利用磁测圈定热蚀变带。故不同地质成因的地热，调查可得到不同磁异常特征。下面介绍低负磁异常特征的地热田调查。

秦皇岛龙家店热田，地表为第四系覆盖，厚度50m～100m，其下为区域变质的花岗片麻岩。地表水在下部增温后从破碎带上升到第四系中被一层粘土覆盖，形成热田。花岗片麻岩有较强的磁性，由于热退磁作用使受到热水侵蚀的花岗片麻岩磁性减弱。由图3-8-11的Z_a曲线可见，Z_a负异常基本上圈定了由于热水而使岩石蚀变产生的蚀变带，间接地确定了热水的存在，从而圈定了热水分布范围。视电阻率拟断面图基本上确定了热水分布范围。

图3-8-11 秦皇岛龙家店地热田地质物探综合剖面图

（据黄力军，1988）

1—第四系覆盖；2—花岗片麻岩；

3—断裂带

（三）在考古与环境磁学中的应用

随着高精度磁测工作的开展，磁法勘探已成为探查古遗存空间分布的主要地球物理方法之一。由于古地磁学的发展，磁性地层学成为确定古遗存、古人类化石时代的重要手段。随着第四纪沉积物磁性特征深入研究，环境磁学又有新的研究方向。

有史以来、史前期的古遗存（古遗址、墓葬、建筑等）、古人类化石本身、所处地层的磁性与周围环境有所差异，这种差异就构成磁学考古的基础。这种差异的起因如下。

a.被火烧过的泥土制品、土壤、石块等可获得较强的磁性。这类物质因热作用引起化学变化及获得热剩磁，而使磁性增强。火烧过的物质要比一般土壤的磁性高出1～2个数量级。

b.有机质的腐烂使土壤获得较强磁性。这是由于有机质腐烂的过程中氧化还原作用使赤铁矿变为磁铁矿的结果。

c.人为翻动的土壤或夯土，因土质结构、密度等发生变化，以及掺入人工制品（陶片、烧土等）的残渣、颗粒等都可以使其与周围天然沉积物之间出现磁性差异。如夯土磁化率增大，掩埋沟穴的虚土磁性相对减弱。因而在夯土的墓葬、墙基等上部可观测到明显的正（高）磁异常，其沟、穴上有负（低）异常。

d.天然沉积物的颗粒在沉积过程中，受重力、水动力及地磁场力的控制，沉积物的磁化率将是各向异性的。其磁化率椭球的长轴κ_max将平行于水平的沉积面，在河相沉积情况下κ_max轴向为水流控制。这可以用来研究沉积物在形成时的水流方向。另外，沉积物在沉积及磁性获得的过程中与气候（如温度）环境有关，这种相关性在较厚的沉积剖面上可显示出来。

研究对象因不同方式获得磁性，这就为实现考古及环境磁学等的应用提供了物理前提。

1.考古

图3-8-12为河南新郑某处古墓葬的ΔT磁异常图，测网线距2m，点距1m。由图可见，在已知墓葬A、B、C及大型陪葬坑上显示出有一定强度、轮廓明显的磁异常。如A异常清楚显示该墓有一较长的南北向墓道，墓室的东南侧有两个小耳室。据其形态，考古工作者判定为汉代“甲”字型砖墓。B异常的形态表明该墓为典型的“刀”字型砖墓，图中黑粗轮廓线是根据磁异常推断的结果。C异常较弱，墓的轮廓显示不清晰，这表明该墓为一土坑墓，非砖结构。E、D异常反映的是两个新发现的墓葬。陪葬坑的磁异常南、北部分有较大区别，表明坑内有较多的陶器等物品，主要堆放在坑的南半部。推断该区这些遗存埋深1m～2m，实际钻探证实了磁测结果的分析。

图3-8-12 河南新郑某处古墓葬的ΔT磁异常图

1—零等值线；2—正异常等值线（nT）；3—负异常等值线（nT）；4—点号/线号

2.环境磁学

对第四纪沉积物的磁性研究结果表明，沉积物的磁化率和天然剩余磁化强度值的大小可用来揭示沉积时的古气候情况。一般认为，它们的高值代表相对温暖（或热）的气候，否则相反。

（四）在城市、工程环境与军事中的应用

1.寻找沉船、水雷等隐伏爆炸物

磁测在寻找沉船、未爆炸水雷、炸弹等各种人文遗弃物方面发挥重要作用。王传雷（2000）在长江下游用水上高精度磁测方法探明了抗日战争时期的沉船等各种钢铁遗弃物，获得较好的效果。

2.探测水下潜艇

利用低空飞行的飞行器进行航空磁测可以发现水下潜艇。潜艇虽经在出港之前消磁，但是还有一定强度的磁异常可以观测到。为了识别潜艇，需要在监测的海域做高精度磁测，以便获得正常磁场背景，再与实时测量的磁场对比来发现潜艇异常。若将探测目标近似看作均匀磁化旋转长椭球体模型，则可以正演计算潜艇产生的磁异常，并用最优化方法反演潜艇空间位置。