地球物理实习课程磁力测勘.PDF

地球物理實習課程：磁力測勘 課程 磁力測勘實習 英名 geomagnetic survey practical training 時數 2 小時 含儀器解說及野外施測 ( ) 方法原理 地球磁場的基本要素包括地磁場總強度、水平分量、南北分量、東西分 量、垂直分量、磁偏角及磁傾角。通常以地磁場總強度、磁偏角與磁傾角 來描述某一點的地磁場大小與方向。地球磁場約為 2.5 至 6.8萬 nT 。磁力 測勘觀測地磁場的微量變化，單位為伽瑪（ γ）或奈特斯拉（nT ），1γ＝1nT -5 ＝10 高斯。 早期的磁力測勘都為探測金屬礦體，現在則常用於測勘沉積岩厚度、基 盤面起伏、沉積岩中之火成岩侵入等。 磁力測勘與重力測勘流程類似 。在野外進行磁力測勘須紀錄測站的經緯 度、高程、時間和地磁場總強度 。將測站的觀測值，扣除理論磁力值、日 變化修正、時間修正、高程修正，就可以得到磁力異常圖(magnetic anomaly map)，代表地下地質構造所造成的磁力異常效應。相較於重力，磁力對測 點位置比較不敏感，故磁力修正較簡單： 磁力異常值= 地磁場總強度觀測值-全球地磁參考場 -日變化修正-時間修正-高程修正 全球地磁參考場 國際空中磁測及地磁學會(IAGA)每五年會公佈國際的地： 磁參考場 (IGRF) 。 日變化修正：台灣地區的日變化量大約為 10 ~ 50nT ，通常以最近測勘區 的地磁固定站來進行日變化修正。 時間修正：由於地磁場隨著時間不斷的改變，要將所有的觀測資料修正到 同一時間點。 高程修正：由 IGRF 的模型中得知，全磁場的垂直向梯度約為 -2.3nT/100m ，也就是測點高度每上升100 公尺，磁場強度變小 2.3nT 。 磁力異常資料可利用延伸法和微分法進行地下不同深度異常分析。另外 採用二維的富利葉轉換(2DFFT)，計算居禮溫度面和磁性基盤面深度 。磁性 基盤面代表地下磁感率較強的地層，在構造高區的磁性基盤面較淺 。居禮 溫度面的深度表示地下有效磁場的最深深度，低於該面深度則因為地溫達 到居禮溫度(Curie point)物質的磁性將會消失。居禮溫度面越深，表示該 區域的地溫梯度較小。通常在有地熱存在的地區，其居禮溫度面會較淺， 古老地盤地區的居禮溫度面則會較深。台灣地區的居禮面深度約在10幾公 里。 儀器 磁 力 測 勘 通 常 是 利 用 質 子 進 動 式 磁 力 儀 （ proton-precession magnetometer ）量測地球磁場總強度 。質子磁力儀是利用碳氫類液體中氫 原子裡的質子或中子旋轉來量測地球全磁場。碳氫液體如水、煤油、酒精 中的質子當作既小且旋轉的磁偶極，這些質子被極化線圈裡的規則電流所 產生的磁場極化而排列。當電流移去，則會順著地球磁場的方向自旋，旋 轉頻率（f）與地球磁場（B t ）有關： 質子進動磁力儀精確度