试论电子磁力仪在地质勘查中的应用

王翠平

摘要：在进行地质勘查工作中使用的勘测工具有很多，科学技术的快速发展使得多种新型技术、设备应用到了地质勘察中，改善了原来地质勘测中的不足，提高了勘查的质量和效率。磁法勘探仪也进行了完善和更新，将新型的这电子磁力仪应用到了矿产勘查中，比较常用电子磁力仪有两种，一种是质子旋进磁力仪，另一种是光泵磁力仪。这两种磁力仪在应用的过程中都有各自的优缺点，在实际应用的过程中，需要根据不同的地质情况选择合适的磁力仪，将其优势发挥出来，以此提高勘查效率。

关键词：电子磁力仪；地质勘查；应用

引言：

磁法勘探是物探方法中应用比较久的地质勘查方法，主要就对地下岩石、矿石或者其他物质的磁性差异引起的磁异常现场进行分析和研究，通过磁法勘探，了解研究地区中矿产资源分布和地质结构情况，这是一种比较常用的物理探测法。科学技术在不断的进步，在磁力勘探中使用的仪器也在不断更新和优化，从比较简单的勘测仪器发展到电子式的勘测仪器，测量精度也在不断提高，与传统的测量仪器相比，有效提高了地质勘查工作的质量。

一、磁测仪器概述

磁力仪仅是观测磁场变化的仪器，种类很多。但总的说来，可分为机械式磁力仪和电子式磁力仪两大类。

1、机械磁力仪

机械式磁力仪又称为磁秤，按照构造特征的差异，仪器可分为悬丝式和刃口式两类，而每一类又可分为测量磁场水平分量变化值的水平磁秤和测量磁场垂直分量变化值的垂直磁秤。

2、电子式磁力仪

电子式磁力仪包括磁通门磁力仪、质子磁力仪、光泵磁力仪和超导磁力仪四种。既可用于地磁场的相对测量，又可用于地磁场的绝对测量。

二、电子磁力仪原理

1、质子旋进磁力仪

氢原子核的质子是一种带有正电荷的粒子，其本身在不停地自旋，具有一定的磁性。在外磁场的作用下自旋质子将按一定方向排列，称为核子顺磁性。但其磁性甚微，只是在一些磁化率很低的逆磁性物质中才能反映出来，如某些碳氢氧化合物液体（水、酒精、甘油等）。在这些样品中质子受某强磁场激发而具有一定方向排列，去掉外磁场，则质子在地磁场作用下将以同一相位绕地磁场 T 旋进，其旋进频率 f 与地磁场 T 有以下关系：T=23.4872f，单位为伽馬。当测定出频率 f 以后即可计算出总磁场强度 T 的数值。利用这种原理制

成的仪器称为质子旋进磁力仪。

2、光泵磁力仪

根据光泵作用原理作成的磁力仪。因为由光泵作用排列好的原子磁矩，在特定频率的交变电磁场的作用下，又将产生共振吸收作用，打乱原子的排列情况。发生共振吸收现象的电磁场的频率与样品所在点的外磁场强度成一比例关系，故测定这一频率就可以测出外磁场的值。

三、工作中的应用、应用条件及布设方法

1、磁法勘探的任务

磁法勘探在应用过程中勘测效果比较好的就是对强磁性矿物进行分析和测量，通常对这类矿产的检测效果是非常好的，比如可以利用这种方法来进行磁铁矿床的勘察。其可以对矿产周围的地质问题和某地区区域性问题或者矿区局部的地质构造、岩层变化等问题，都可以进行勘测。

2、应用条件

（1）探测对象必须与周围岩石之间有较明显的磁性差异。

（2）应对探测对象的范围大小、埋藏深度和岩石磁性大小诸因素综合考虑，磁异常体必须能产生足以使磁力仪观测到的异常场。

（3）探测对象的磁异常能够从其它干扰背景中分辨出来，或者能够消除它们的影响。

3、工程布设方法

磁测比例尺反映了对磁异常场的研究程度。选择比例尺和测网，主要是根据地质任务的要求和磁异常场的形态及范围。对于测网的形态，当探测对象有明显的走向时，采用矩形测网，测线应垂直于磁异常体的走向方向，当无明显走向时，采用正方形网。在进行详查时，为使异常形态特征反映清晰，至少应有 3～5 条测线穿过异常区，点距应使曲线保持连续，使得再加密测网时，异常曲线形态不再发生变化。

四、两种仪器的优缺点比较

1、质子旋进磁力仪优缺点

（1）优点：质子旋进磁力仪作为绝对测量标准，是别的磁力仪无法比拟的。同时此设备普及率高，大多地质单位都有。

（2）相对于光泵磁力仪的不足：①只能点测。激发一次，测量一次。②容忍梯度低。当工作区域磁场强度变化强烈时，仪器无法读数。③仪器间的相互影响。测量仪器必须加霍兹海姆线圈，此线圈产生的磁场对周边的仪器会产生影响。

2、光泵磁力仪优缺点

（1）优点：①相对功耗低，仪器更加轻便。②可以连续度数。采样频率 1/s，2/s，10/s 等可任意选择，可在高速运动中测量。③受磁场梯度影响小，即使靠近铁金属也能正常读数。④对工业电力、广播的干扰有很强的抑制力。

（2）缺点：读数稳定性稍差，特别是国产光泵磁力仪。

五、工作应用

1、两种磁力仪的实际运用

使用磁力仪对某铁矿山进行地表磁异常测量。在施工前考虑在开采边缘区磁异常梯度变化必定很大，因此选用光泵磁力仪。实际工作中参照矿山区域的磁异常等直线图，如果图中磁异常大于 10000nT 范围，均为矿山采矿坑引起的异常，异常值变化很明显，读数稍有不稳定（±几十 nT）不影响测量结果。要可以采用质子旋进磁力仪对某勘查区进行地表磁异常测量的磁异常等直线图，这种图在可测的范围内见到正负磁异常，判断于矿体引起。通过磁异常图可以对矿体的倾向和走向有基本的判断，这对槽探和钻探的布设有着很好的指导意义。

2、两种电子磁力仪在应用的过程中都有各自的优缺点，电子磁力仪在应用的过程中可以根据自身的特性来对不同地区的矿产分布结构进行分析，其在寻找规模比较的地质结构有着非常显著的效果。地质勘查技术人员可以将各方面的数据信息整合在一起，根据数据结果来选择勘测的仪器，将两种电子磁力仪的优点充分发挥出来，保证测量效果。

结语：

从上文的描述了解到了不同类型的电子磁力仪在地质勘察中的应用原理，掌握了其在工作中的应用条件和布设方式。在实际应用之前需要掌握该地区的地质情况，而且所要勘测的矿产一定要与周围的岩层有明显磁性差异，这样才能保证勘查的结果。电子磁力仪在应用过程中有优势也有缺点，工作人员可以根据勘查需求，选择合适的电子磁力仪，也可以将二者相结合，发挥出各自的优点，保证测量结果的精准性。

参考文献：

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