王翠平

摘要：在進(jìn)行地質(zhì)勘查工作中使用的勘測(cè)工具有很多，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使得多種新型技術(shù)、設(shè)備應(yīng)用到了地質(zhì)勘察中，改善了原來地質(zhì)勘測(cè)中的不足，提高了勘查的質(zhì)量和效率。磁法勘探儀也進(jìn)行了完善和更新，將新型的這電子磁力儀應(yīng)用到了礦產(chǎn)勘查中，比較常用電子磁力儀有兩種，一種是質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀，另一種是光泵磁力儀。這兩種磁力儀在應(yīng)用的過程中都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，需要根據(jù)不同的地質(zhì)情況選擇合適的磁力儀，將其優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，以此提高勘查效率。

關(guān)鍵詞：電子磁力儀；地質(zhì)勘查；應(yīng)用

引言：

磁法勘探是物探方法中應(yīng)用比較久的地質(zhì)勘查方法，主要就對(duì)地下巖石、礦石或者其他物質(zhì)的磁性差異引起的磁異?，F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析和研究，通過磁法勘探，了解研究地區(qū)中礦產(chǎn)資源分布和地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況，這是一種比較常用的物理探測(cè)法?？茖W(xué)技術(shù)在不斷的進(jìn)步，在磁力勘探中使用的儀器也在不斷更新和優(yōu)化，從比較簡(jiǎn)單的勘測(cè)儀器發(fā)展到電子式的勘測(cè)儀器，測(cè)量精度也在不斷提高，與傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器相比，有效提高了地質(zhì)勘查工作的質(zhì)量。

一、磁測(cè)儀器概述

磁力儀僅是觀測(cè)磁場(chǎng)變化的儀器，種類很多。但總的說來，可分為機(jī)械式磁力儀和電子式磁力儀兩大類。

1、機(jī)械磁力儀

機(jī)械式磁力儀又稱為磁秤，按照構(gòu)造特征的差異，儀器可分為懸絲式和刃口式兩類，而每一類又可分為測(cè)量磁場(chǎng)水平分量變化值的水平磁秤和測(cè)量磁場(chǎng)垂直分量變化值的垂直磁秤。

2、電子式磁力儀

電子式磁力儀包括磁通門磁力儀、質(zhì)子磁力儀、光泵磁力儀和超導(dǎo)磁力儀四種。既可用于地磁場(chǎng)的相對(duì)測(cè)量，又可用于地磁場(chǎng)的絕對(duì)測(cè)量。

二、電子磁力儀原理

1、質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀

氫原子核的質(zhì)子是一種帶有正電荷的粒子，其本身在不停地自旋，具有一定的磁性。在外磁場(chǎng)的作用下自旋質(zhì)子將按一定方向排列，稱為核子順磁性。但其磁性甚微，只是在一些磁化率很低的逆磁性物質(zhì)中才能反映出來，如某些碳?xì)溲趸衔镆后w（水、酒精、甘油等）。在這些樣品中質(zhì)子受某強(qiáng)磁場(chǎng)激發(fā)而具有一定方向排列，去掉外磁場(chǎng)，則質(zhì)子在地磁場(chǎng)作用下將以同一相位繞地磁場(chǎng) T 旋進(jìn)，其旋進(jìn)頻率 f 與地磁場(chǎng) T 有以下關(guān)系：T=23.4872f，單位為伽馬。當(dāng)測(cè)定出頻率 f 以后即可計(jì)算出總磁場(chǎng)強(qiáng)度 T 的數(shù)值。利用這種原理制

成的儀器稱為質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀。

2、光泵磁力儀

根據(jù)光泵作用原理作成的磁力儀。因?yàn)橛晒獗米饔门帕泻玫脑哟啪?，在特定頻率的交變電磁場(chǎng)的作用下，又將產(chǎn)生共振吸收作用，打亂原子的排列情況。發(fā)生共振吸收現(xiàn)象的電磁場(chǎng)的頻率與樣品所在點(diǎn)的外磁場(chǎng)強(qiáng)度成一比例關(guān)系，故測(cè)定這一頻率就可以測(cè)出外磁場(chǎng)的值。

三、工作中的應(yīng)用、應(yīng)用條件及布設(shè)方法

1、磁法勘探的任務(wù)

磁法勘探在應(yīng)用過程中勘測(cè)效果比較好的就是對(duì)強(qiáng)磁性礦物進(jìn)行分析和測(cè)量，通常對(duì)這類礦產(chǎn)的檢測(cè)效果是非常好的，比如可以利用這種方法來進(jìn)行磁鐵礦床的勘察。其可以對(duì)礦產(chǎn)周圍的地質(zhì)問題和某地區(qū)區(qū)域性問題或者礦區(qū)局部的地質(zhì)構(gòu)造、巖層變化等問題，都可以進(jìn)行勘測(cè)。

2、應(yīng)用條件

（1）探測(cè)對(duì)象必須與周圍巖石之間有較明顯的磁性差異。

（2）應(yīng)對(duì)探測(cè)對(duì)象的范圍大小、埋藏深度和巖石磁性大小諸因素綜合考慮，磁異常體必須能產(chǎn)生足以使磁力儀觀測(cè)到的異常場(chǎng)。

（3）探測(cè)對(duì)象的磁異常能夠從其它干擾背景中分辨出來，或者能夠消除它們的影響。

3、工程布設(shè)方法

磁測(cè)比例尺反映了對(duì)磁異常場(chǎng)的研究程度。選擇比例尺和測(cè)網(wǎng)，主要是根據(jù)地質(zhì)任務(wù)的要求和磁異常場(chǎng)的形態(tài)及范圍。對(duì)于測(cè)網(wǎng)的形態(tài)，當(dāng)探測(cè)對(duì)象有明顯的走向時(shí)，采用矩形測(cè)網(wǎng)，測(cè)線應(yīng)垂直于磁異常體的走向方向，當(dāng)無明顯走向時(shí)，采用正方形網(wǎng)。在進(jìn)行詳查時(shí)，為使異常形態(tài)特征反映清晰，至少應(yīng)有 3～5 條測(cè)線穿過異常區(qū)，點(diǎn)距應(yīng)使曲線保持連續(xù)，使得再加密測(cè)網(wǎng)時(shí)，異常曲線形態(tài)不再發(fā)生變化。

四、兩種儀器的優(yōu)缺點(diǎn)比較

1、質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀優(yōu)缺點(diǎn)

（1）優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀作為絕對(duì)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，是別的磁力儀無法比擬的。同時(shí)此設(shè)備普及率高，大多地質(zhì)單位都有。

（2）相對(duì)于光泵磁力儀的不足：①只能點(diǎn)測(cè)。激發(fā)一次，測(cè)量一次。②容忍梯度低。當(dāng)工作區(qū)域磁場(chǎng)強(qiáng)度變化強(qiáng)烈時(shí)，儀器無法讀數(shù)。③儀器間的相互影響。測(cè)量?jī)x器必須加霍茲海姆線圈，此線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)周邊的儀器會(huì)產(chǎn)生影響。

2、光泵磁力儀優(yōu)缺點(diǎn)

（1）優(yōu)點(diǎn)：①相對(duì)功耗低，儀器更加輕便。②可以連續(xù)度數(shù)。采樣頻率 1/s，2/s，10/s 等可任意選擇，可在高速運(yùn)動(dòng)中測(cè)量。③受磁場(chǎng)梯度影響小，即使靠近鐵金屬也能正常讀數(shù)。④對(duì)工業(yè)電力、廣播的干擾有很強(qiáng)的抑制力。

（2）缺點(diǎn)：讀數(shù)穩(wěn)定性稍差，特別是國(guó)產(chǎn)光泵磁力儀。

五、工作應(yīng)用

1、兩種磁力儀的實(shí)際運(yùn)用

使用磁力儀對(duì)某鐵礦山進(jìn)行地表磁異常測(cè)量。在施工前考慮在開采邊緣區(qū)磁異常梯度變化必定很大，因此選用光泵磁力儀。實(shí)際工作中參照礦山區(qū)域的磁異常等直線圖，如果圖中磁異常大于 10000nT 范圍，均為礦山采礦坑引起的異常，異常值變化很明顯，讀數(shù)稍有不穩(wěn)定（±幾十 nT）不影響測(cè)量結(jié)果。要可以采用質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀對(duì)某勘查區(qū)進(jìn)行地表磁異常測(cè)量的磁異常等直線圖，這種圖在可測(cè)的范圍內(nèi)見到正負(fù)磁異常，判斷于礦體引起。通過磁異常圖可以對(duì)礦體的傾向和走向有基本的判斷，這對(duì)槽探和鉆探的布設(shè)有著很好的指導(dǎo)意義。

2、兩種電子磁力儀在應(yīng)用的過程中都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，電子磁力儀在應(yīng)用的過程中可以根據(jù)自身的特性來對(duì)不同地區(qū)的礦產(chǎn)分布結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，其在尋找規(guī)模比較的地質(zhì)結(jié)構(gòu)有著非常顯著的效果。地質(zhì)勘查技術(shù)人員可以將各方面的數(shù)據(jù)信息整合在一起，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果來選擇勘測(cè)的儀器，將兩種電子磁力儀的優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮出來，保證測(cè)量效果。

結(jié)語：

從上文的描述了解到了不同類型的電子磁力儀在地質(zhì)勘察中的應(yīng)用原理，掌握了其在工作中的應(yīng)用條件和布設(shè)方式。在實(shí)際應(yīng)用之前需要掌握該地區(qū)的地質(zhì)情況，而且所要勘測(cè)的礦產(chǎn)一定要與周圍的巖層有明顯磁性差異，這樣才能保證勘查的結(jié)果。電子磁力儀在應(yīng)用過程中有優(yōu)勢(shì)也有缺點(diǎn)，工作人員可以根據(jù)勘查需求，選擇合適的電子磁力儀，也可以將二者相結(jié)合，發(fā)揮出各自的優(yōu)點(diǎn)，保證測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性。

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