試論電子磁力儀在地質勘查中的應用

王翠平

摘要：在進行地質勘查工作中使用的勘測工具有很多，科學技術的快速發展使得多種新型技術、設備應用到了地質勘察中，改善了原來地質勘測中的不足，提高了勘查的質量和效率。磁法勘探儀也進行了完善和更新，將新型的這電子磁力儀應用到了礦產勘查中，比較常用電子磁力儀有兩種，一種是質子旋進磁力儀，另一種是光泵磁力儀。這兩種磁力儀在應用的過程中都有各自的優缺點，在實際應用的過程中，需要根據不同的地質情況選擇合適的磁力儀，將其優勢發揮出來，以此提高勘查效率。

關鍵詞：電子磁力儀；地質勘查；應用

引言：

磁法勘探是物探方法中應用比較久的地質勘查方法，主要就對地下巖石、礦石或者其他物質的磁性差異引起的磁異常現場進行分析和研究，通過磁法勘探，了解研究地區中礦產資源分布和地質結構情況，這是一種比較常用的物理探測法。科學技術在不斷的進步，在磁力勘探中使用的儀器也在不斷更新和優化，從比較簡單的勘測儀器發展到電子式的勘測儀器，測量精度也在不斷提高，與傳統的測量儀器相比，有效提高了地質勘查工作的質量。

一、磁測儀器概述

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

1、機械磁力儀

機械式磁力儀又稱為磁秤，按照構造特征的差異，儀器可分為懸絲式和刃口式兩類，而每一類又可分為測量磁場水平分量變化值的水平磁秤和測量磁場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、質子磁力儀、光泵磁力儀和超導磁力儀四種。既可用于地磁場的相對測量，又可用于地磁場的絕對測量。

二、電子磁力儀原理

1、質子旋進磁力儀

氫原子核的質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。在外磁場的作用下自旋質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中才能反映出來，如某些碳氫氧化合物液體（水、酒精、甘油等）。在這些樣品中質子受某強磁場激發而具有一定方向排列，去掉外磁場，則質子在地磁場作用下將以同一相位繞地磁場 T 旋進，其旋進頻率 f 與地磁場 T 有以下關系：T=23.4872f，單位為伽馬。當測定出頻率 f 以后即可計算出總磁場強度 T 的數值。利用這種原理制

成的儀器稱為質子旋進磁力儀。

2、光泵磁力儀

根據光泵作用原理作成的磁力儀。因為由光泵作用排列好的原子磁矩，在特定頻率的交變電磁場的作用下，又將產生共振吸收作用，打亂原子的排列情況。發生共振吸收現象的電磁場的頻率與樣品所在點的外磁場強度成一比例關系，故測定這一頻率就可以測出外磁場的值。

三、工作中的應用、應用條件及布設方法

1、磁法勘探的任務

磁法勘探在應用過程中勘測效果比較好的就是對強磁性礦物進行分析和測量，通常對這類礦產的檢測效果是非常好的，比如可以利用這種方法來進行磁鐵礦床的勘察。其可以對礦產周圍的地質問題和某地區區域性問題或者礦區局部的地質構造、巖層變化等問題，都可以進行勘測。

2、應用條件

（1）探測對象必須與周圍巖石之間有較明顯的磁性差異。

（2）應對探測對象的范圍大小、埋藏深度和巖石磁性大小諸因素綜合考慮，磁異常體必須能產生足以使磁力儀觀測到的異常場。

（3）探測對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、工程布設方法

磁測比例尺反映了對磁異常場的研究程度。選擇比例尺和測網，主要是根據地質任務的要求和磁異常場的形態及范圍。對于測網的形態，當探測對象有明顯的走向時，采用矩形測網，測線應垂直于磁異常體的走向方向，當無明顯走向時，采用正方形網。在進行詳查時，為使異常形態特征反映清晰，至少應有 3～5 條測線穿過異常區，點距應使曲線保持連續，使得再加密測網時，異常曲線形態不再發生變化。

四、兩種儀器的優缺點比較

1、質子旋進磁力儀優缺點

（1）優點：質子旋進磁力儀作為絕對測量標準，是別的磁力儀無法比擬的。同時此設備普及率高，大多地質單位都有。

（2）相對于光泵磁力儀的不足：①只能點測。激發一次，測量一次。②容忍梯度低。當工作區域磁場強度變化強烈時，儀器無法讀數。③儀器間的相互影響。測量儀器必須加霍茲海姆線圈，此線圈產生的磁場對周邊的儀器會產生影響。

2、光泵磁力儀優缺點

（1）優點：①相對功耗低，儀器更加輕便。②可以連續度數。采樣頻率 1/s，2/s，10/s 等可任意選擇，可在高速運動中測量。③受磁場梯度影響小，即使靠近鐵金屬也能正常讀數。④對工業電力、廣播的干擾有很強的抑制力。

（2）缺點：讀數穩定性稍差，特別是國產光泵磁力儀。

五、工作應用

1、兩種磁力儀的實際運用

使用磁力儀對某鐵礦山進行地表磁異常測量。在施工前考慮在開采邊緣區磁異常梯度變化必定很大，因此選用光泵磁力儀。實際工作中參照礦山區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，讀數稍有不穩定（±幾十 nT）不影響測量結果。要可以采用質子旋進磁力儀對某勘查區進行地表磁異常測量的磁異常等直線圖，這種圖在可測的范圍內見到正負磁異常，判斷于礦體引起。通過磁異常圖可以對礦體的傾向和走向有基本的判斷，這對槽探和鉆探的布設有著很好的指導意義。

2、兩種電子磁力儀在應用的過程中都有各自的優缺點，電子磁力儀在應用的過程中可以根據自身的特性來對不同地區的礦產分布結構進行分析，其在尋找規模比較的地質結構有著非常顯著的效果。地質勘查技術人員可以將各方面的數據信息整合在一起，根據數據結果來選擇勘測的儀器，將兩種電子磁力儀的優點充分發揮出來，保證測量效果。

結語：

從上文的描述了解到了不同類型的電子磁力儀在地質勘察中的應用原理，掌握了其在工作中的應用條件和布設方式。在實際應用之前需要掌握該地區的地質情況，而且所要勘測的礦產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果。電子磁力儀在應用過程中有優勢也有缺點，工作人員可以根據勘查需求，選擇合適的電子磁力儀，也可以將二者相結合，發揮出各自的優點，保證測量結果的精準性。

參考文獻：

[1]劉迪仁.高精度智能質子磁力儀的檢測技術[J].文摘版：教育，2015（6）：211-211.

[2]譚丁，李楊.磁法勘探在金屬礦的應用論述[J].引文版：工程技術，2015（14）：271-271.

[3]文明，葉洪華.攜帶GPS的高精度磁力儀在金礦勘查中的應用[J].城市建設理論研究：電子版，2013（17）.