磁力仪与磁测工作方法.PDF

第二篇 磁力仪与磁测工作方法 本篇分两章介绍获得磁力勘探中重要基础资料（磁异常与磁参数）的仪器与工作方法。 磁力仪一章以近代电子式仪器为主兼顾机械式仪器，重点介绍基本原理与特点。磁测工作方 法一章，在一般工作原则基础上加强航空、海洋、梯度与微磁测量工作，为扩大磁力勘探应 用领域奠定基础。 第一章 磁力仪 磁力勘探欲达到研究和勘查矿产资源之目的，必须准确测量磁异常的量值，这就需要 有高精度的仪器。通常把磁力勘探进行磁异常数据采集及测定岩石磁参数的仪器，统称为磁 力仪。 从上世纪至今，磁力勘探仪器经历了由简单到复杂，由利用机械原理到现代电子技术 的发展过程。本章主要介绍几种不同类型磁力仪的基本原理。 第一节 概述 一、磁力仪的类别 按照磁力仪的发展历史，以及它应用的物理原理，可分为： 第一代磁力仪 它是应用永久磁铁与地磁场之间相互力矩作用原理，或利用感应线圈 以及辅助机械装置。如机械式磁力仪、感应式航空磁力仪等。 第二代磁力仪 它是应用核磁共振特性，利用高磁导率软磁合金，以及专门的电子线 路。如质子磁力仪，光泵磁力仪，及磁通门磁力仪等。 第三代磁力仪 它是利用低温量子效应，即超导磁力仪。 磁力仪按其内部结构及工作原理，大体上可分为：①机械式磁力仪 如悬丝式磁秤、 刃口式磁秤等；②电子式磁力仪 如质子磁力仪、光泵磁力仪、磁通门磁力仪等。 磁力仪按其测量的地磁场参数及其量值。可分为：①相对测量仪器 如悬丝式垂直磁 力仪等，它是测量地磁场垂直分量 Z 的相对差值；②绝对测量仪器如质子磁力仪等，它是 测量地磁场总强度T 的绝对值；不过亦可测量相对值，或梯度值。 若按测量地磁要素或磁异常的不同，可分为：①测量地磁要素的仪器：如测量地磁倾 角的地磁感应仪，测量地磁偏角的磁偏计，以及测量水平强度的地磁经纬仪等；②测量磁异 常的各种相对测量磁力仪。 若从使用磁力仪的领域来看，它们可分为：地面磁力仪，航空磁力仪，海洋磁力仪， 以及井中磁力仪。 若从测量磁参数的角度可分为：专门测量岩石磁参数的仪器有：无定向磁力仪、旋转 磁力仪等；其它的质子、超导等磁力仪可兼测磁参数。 二、磁力仪的几个主要技术指标 技术指标是反映仪器总体性能的技术数据，通常包括：灵敏度、精密度、准确度、稳 44 定性、测程范围等等。 灵敏度 系指磁力仪反映地磁场强度最小变化的能力（敏感程度）。有时也称作分辨率。 对于用数码显示器读取磁场值的仪器（如质子磁力仪），在其读数装置上估读的最小可 辨别的变化，称为显示灵敏度（或读数能力），如 1nT/字，0.1nT/字等。由于仪器有一个噪 声水平问题，因此灵敏度与显示灵敏度在概念上是有区别的。 精密度 它是衡量仪器重复性的指标，系指仪器自身测定磁场所能达到的最小可靠值。 由一组测定值与平均值的平均偏差表示。在仪器说明书中叫自身重复精度。 准确度 系指仪器测定真值的能力，即与真值相比的总误差。 在磁法勘探工作中，通常把精密度与准确度不予区分，统称为精度。 第二节 机械式磁力仪 它是磁力勘探中最早使用的一类仪器。1915 年阿道夫·施密特刃口式磁秤问世，20 世 纪30 年代末，继而出现凡斯洛悬丝式磁秤，其后它们成为广泛使用的两种地面磁测仪器。 它们都是相对测量的仪器。因其测量地磁场要素的不同，又分为垂直磁力仪及水平磁 力仪。前者测定Z 的相对差值，后者测定平面矢量H 在二个方位上的相对值。 一、悬丝式垂直磁力仪 仪器的核心部分由磁系组成。磁系主要是一根圆柱形磁棒，它悬吊在铬、镍、钛合金 恒弹性扁平丝的中央，丝的一端固定于扭鼓，另一端固定于弹簧，压于压丝