第一章地球的磁场

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1、磁法勘探研究的是磁异常,磁异常主要是由磁性岩矿石在地球磁场磁化作用下而产生，其中岩石磁性是内因，地球磁化场是外因。磁法勘探由内、外因结合的物理基础是：地球磁场和岩石磁性地球磁场 地磁场通过某种物理现象，我们不难察觉到地球通过某种物理现象，我们不难察觉到地球周围的整个空间都有磁场存在，而且这种周围的整个空间都有磁场存在，而且这种磁场有一定的分布和变化规律。磁场有一定的分布和变化规律。如指南针或罗盘就可敏感反映这种磁场的存在地磁场是一个矢量场，分布范围从地核到地磁场是一个矢量场，分布范围从地核到空间磁层边缘的各处。空间磁层边缘的各处。地磁场是磁法勘探的基础。地磁场是磁法勘探的基础。地球磁场近似于放

2、在地心的一个磁偶极子磁场，其基本特征如图。归纳如下：地球有两个磁极，在地理北极附近的磁极叫北磁极，具有S极性，反之亦然。磁轴与地球旋转轴不重合，大致相交11.5。不同纬度地区，磁力线方向可从磁针的偏转方向判定地磁场是矢量场，既有方向也有大小。一、地磁要素一、地磁要素从量的角度描述地磁场，从量的角度描述地磁场，建立一个空间直角坐标系建立一个空间直角坐标系统，定义磁力场的各个要素，统，定义磁力场的各个要素，并用数学公式表示各要素的并用数学公式表示各要素的换算关系。换算关系。坐标系建立：坐标系建立：设以观测点（O）为坐标原点X轴正向指地理北，Y轴正向指东，Z轴正向垂直向下。观测点的地磁场矢量（观测点

3、的地磁场矢量（T）为任意方向，它在坐标系内为任意方向，它在坐标系内可分解为以下分量：可分解为以下分量：x分量（北向分量）：在正北分量（北向分量）：在正北方向（方向（X轴）的投影；轴）的投影；y分量（东向分量）：在正东分量（东向分量）：在正东（Y轴）上的投影；轴）上的投影；z分量（垂直分量）：在垂直分量（垂直分量）：在垂直方向（方向（Z轴）上的投影；轴）上的投影；H分量（水平分量）：在分量（水平分量）：在xoy平面上的投影；平面上的投影；地磁倾角（地磁倾角（I）：）：T与与xoy面的面的交角，约定交角，约定T下倾为正；下倾为正；磁偏角（磁偏角（D）：）：H与地理北的与地理北的夹角，即磁子午面与地

4、理子夹角，即磁子午面与地理子午面的夹角，约定磁北自地午面的夹角，约定磁北自地理北向东偏为正。理北向东偏为正。表述地磁场的七个物理量：表述地磁场的七个物理量：T、x、y、z、H、I、D统称统称为地磁场的七要素为地磁场的七要素该要素可表示任意点地磁场该要素可表示任意点地磁场的大小和方向特征。的大小和方向特征。根据几何关系不难得出这些根据几何关系不难得出这些要素的相互关系式：要素的相互关系式：x=HcosD，y=HsinD，H=TcosI z=TsinI=HtgI，T2=H2+Z2=x2+y2+z2 tgI=z/H,tgD=y/x将七个要素分成三组：将七个要素分成三组：1、直角坐标系有：、直角坐标系

5、有：x、y、z；2、球坐标系有：、球坐标系有：H、D、I3、柱坐标系有：、柱坐标系有：z、H、D已知其中一组，就可求出其它几已知其中一组，就可求出其它几个分量个分量（一）地磁场的结构（一）地磁场的结构地面观测点上地磁场地面观测点上地磁场T是各种不同成分磁场的总是各种不同成分磁场的总和，即有地球内部来源，又有地球外部来源。和，即有地球内部来源，又有地球外部来源。按其来源和变化规律，可分为两大部分：按其来源和变化规律，可分为两大部分：稳定磁场稳定磁场Ts。主要来源固体地球内部；。主要来源固体地球内部；变化磁场变化磁场T。主要来源地球外部。主要来源地球外部。总磁场总磁场T=Ts+T1、稳定磁场：、稳

6、定磁场：Ts=Tsi（地球内部）（地球内部）+Tse（地球外部）（地球外部）Tsi是地球内部稳定场，是地球内部稳定场，Tse是地球外部稳定场是地球外部稳定场由于由于TsiTse，故，故Tse一般可忽略不计，因此通一般可忽略不计，因此通常把稳定场看成由以下三部分组成常把稳定场看成由以下三部分组成T0地球中心偶极子场地球中心偶极子场Tm大陆磁场（世界异常，为非偶极子场）大陆磁场（世界异常，为非偶极子场）T0+Tm定义为地球的定义为地球的基本磁场基本磁场Ta地壳磁场或异常场（磁异常）地壳磁场或异常场（磁异常）Tsi=T0（偶极场）（偶极场）+Tm（大陆磁场）（大陆磁场）+Ta（异常场）（异常场）2、

7、变化磁场、变化磁场T：T=Ti（地球内源地球内源）+Te（地球外源地球外源）Ti地球内源变化场，地球内源变化场，Te地球外源变化场地球外源变化场由于由于T0 Tm，故，故 T0代表了地球磁场空间分布代表了地球磁场空间分布的主要特征，世界地磁图就是以此为依据制作的，的主要特征，世界地磁图就是以此为依据制作的，此图反映了地球基本磁场的分布。此图反映了地球基本磁场的分布。地壳内部岩石矿物及地质体在地磁场磁化作用下地壳内部岩石矿物及地质体在地磁场磁化作用下获得磁性。属非全球性（仅为局部异常），可分获得磁性。属非全球性（仅为局部异常），可分为区域性和局部性磁异常，即：为区域性和局部性磁异常，即：Ta=T

8、a+TaTa是磁法测量和研究的对象，是解释地质是磁法测量和研究的对象，是解释地质问题的重要依据。问题的重要依据。地磁场地磁场T=稳定成分稳定成分Ts+变化成分变化成分T T=T0+Tm+Tse+Ta+Ta+T(Ti+Te)偶极子场偶极子场+大陆磁场大陆磁场+外部稳定场外部稳定场+异常场异常场+变化场变化场u稳定成分稳定成分=内源场内源场Tsi(99%)+外源场外源场Tse（1%）u内源场内源场=偶极子场偶极子场T0（80-85%）+大陆磁场大陆磁场Tm+磁异磁异常场常场Tau变化成分变化成分T(仅为稳定场大小的百分之几仅为稳定场大小的百分之几)=内源场内源场Ti(1/3)+外源场外源场Te（2

9、/3）u内源场：长期变化，周期长内源场：长期变化，周期长u外源场：短期变化，周期短外源场：短期变化，周期短 正常场和磁异常一般是相对而论的，通常把研究对象引起的磁场部分叫做磁异常，而周围环境和围岩引起的磁场统归为正常场 比如当研究大陆磁场Tm时，将其视为磁异常，而叠加在大陆磁场上的其它磁源场（主要是偶极场）就看成是正常场。（二）正常场和磁异常 把研究某局部的磁性体视为磁异常，其它均为正常场。把研究某局部的磁性体视为磁异常，其它均为正常场。磁异常磁异常(Ta)：假设：假设5号异常为研究对象号异常为研究对象 叠加场（观测结果）：叠加场（观测结果）：T=T1+T2+T3+T4+T5+T6 正常场：正

10、常场：T0=T1+T2+T3+T4+T6 磁异常：磁异常：Ta=T5=T-T0（二）正常场和磁异常12345地表地表6是科学界争论的问题几十年来有各种假说，但大多数都由于理论上不能成立而被一个个推翻。目前被大多数人接受的假说是“地核自激化电机假说”埃尔萨塞（1946-1947）地核自激化电机假说的基本观点核内原有弱磁场存在；地核是由可流动的粘质系数较小的金属介质组成的；由于重力作用（温度、压力等），金属介质产生对流，象征一个导体在原有的弱磁场中运动，感应后产生新的较强的磁场。介质不断运动，磁场不断产生，聚集到一定程度（饱和）后稳定下来，形成现在的大地磁场自极化效应。根据地磁测量资料，将所测得的

11、地磁要素值按测点的经纬度坐标标在地图上，把数据相同的点连成光滑的曲线，就绘制了地磁要素的等值线图。地磁图可表示地磁场的地理分布特征，按地磁场七大要素，可绘制出相应的七个图件。等偏线图（等偏线图（D）、等倾线图（）、等倾线图（I）、）、H等值线图、等值线图、Z等值线图、等值线图、Y等值线图、等值线图、X等值线图、等值线图、T 等值线图等值线图 地磁图的作用满足地面上定向、航空、航海、资源勘查以及地满足地面上定向、航空、航海、资源勘查以及地磁学本身研究的需要。磁学本身研究的需要。完成地磁观测任务的测点通常为两类：完成地磁观测任务的测点通常为两类：地磁台地磁台连续地测定地磁要素绝对值及随时间变化场值

12、，此类有连续地测定地磁要素绝对值及随时间变化场值，此类有固定的测点。固定的测点。野外测点野外测点在测点上间断地测定地磁要素绝对值在测点上间断地测定地磁要素绝对值由这两类测点组成了某地区、某国家甚至全球范由这两类测点组成了某地区、某国家甚至全球范围的地磁测网。围的地磁测网。当进行全球性的研究时，不可忽略超过陆地面积当进行全球性的研究时，不可忽略超过陆地面积四分之三的海域地磁测量。四分之三的海域地磁测量。地磁测量充分利用海洋磁测、航空磁测和卫星磁测，它们可以在短时间内获得大面积或全球范围的磁场三分量(X，r，Z)及其它地磁要素的地磁资料。地磁要素是随时空变化的，要了解其分布特征，必须把不同时刻所观

13、测的数值都归算到某一特定的日期，国际上将此日期一般选在1月1日零点零分，这个步骤称之为通化。由于地磁场存在长期变化，所以地磁图一般510年重新测定或修正。我国1950年始出版地磁图。等偏线图（D）等倾线图（I）H等值线图Z等值线图Y等值线图X等值线图T 等值线图等偏线图（D）分布特征等偏线图（D）分布特征曲线族分别汇聚在南北两磁极区，曲线族分别汇聚在南北两磁极区，在这两点上在这两点上D从从0360间变化，间变化，说明磁北方向在磁极无定向，没说明磁北方向在磁极无定向，没有固定的磁偏角，可认为南北两有固定的磁偏角，可认为南北两磁极为源头。磁极为源头。全球有两条零偏线（全球有两条零偏线（D=0）分）

14、分布，将全球分为正、负两个布，将全球分为正、负两个 偏偏角区，即在正偏角区磁北方向在角区，即在正偏角区磁北方向在地理北偏东，负偏角区在地理北地理北偏东，负偏角区在地理北偏西。偏西。NENE等倾线图（I）等倾线特征（I）分布特征 等倾线大致和纬度平行分布；等倾线大致和纬度平行分布；零倾线（零倾线（I=0）在地理赤道附）在地理赤道附近近磁赤道，说明地磁场在赤磁赤道，说明地磁场在赤道上是水平方向，垂直分量为道上是水平方向，垂直分量为0，（T=H，Z=0），磁赤道不是直），磁赤道不是直线；线；磁赤道以北磁赤道以北I0，说明，说明T下倾，下倾，磁赤道以南磁赤道以南I0，说明，说明T上仰；上仰；随纬度增大

15、，随纬度增大，I增大，至南北磁增大，至南北磁极处极处I=90，H=0，T=ZH等值线图H等值线图分布特征 H等值线大致沿纬度线排列；等值线大致沿纬度线排列；在赤道附近在赤道附近H最大，最大，HmaxX40000nT;随纬度加大，随纬度加大，H值减小，在磁极处值减小，在磁极处H=0;除两磁极外，全球各点的除两磁极外，全球各点的H均指向均指向北。北。Z等值线图Z等值线分布特征 Z与与I等倾线分布相似，近乎与纬度等倾线分布相似，近乎与纬度线平行；线平行；随纬度增大，随纬度增大，Z绝对值增大，在南绝对值增大，在南北两磁极处北两磁极处Z绝对值最大，绝对值最大，Zmax60007000nT；在磁赤道处在磁

16、赤道处Z=0 磁赤道以北磁赤道以北Z0，方向垂直向下，方向垂直向下，反之亦然。反之亦然。T等值线图T等值线分布特征大部分地区的大部分地区的T等值线也几乎与纬度线等值线也几乎与纬度线平行；平行；T强度大小由赤道向两极逐渐增大，赤强度大小由赤道向两极逐渐增大，赤道处有极小：道处有极小：Tmin=H30004000nT，磁极处有极大磁极处有极大Tmax=Z 60007000nTm 大陆磁场垂直强度有四个较为明显的大陆磁场区，即：东亚、南极大陆、非洲西部、大洋洲东亚、南极大陆、非洲西部、大洋洲地球基本磁场的模式：依据各地磁场要素在地理分布上的依据各地磁场要素在地理分布上的基本特征，可以认为基本特征，可

17、以认为地球基本磁场地球基本磁场的模式是一个位于地球中心并与地的模式是一个位于地球中心并与地球旋转轴斜交的磁偶极子的磁场，球旋转轴斜交的磁偶极子的磁场，通过计算可以知道，磁轴和地理轴通过计算可以知道，磁轴和地理轴斜交斜交11.5的中心偶极子场与地磁的中心偶极子场与地磁要素分布吻合得最好。要素分布吻合得最好。我国境内地磁要素的地理分布 垂直分量（Z）SN，Z最大变化可达最大变化可达60000nT以上，即，以上，即，从从-10000nT增大到增大到56000nT，其中负号表，其中负号表明南方某地明南方某地Z方向向上；方向向上；水平分量（H）SN，H值从值从40000nT降至降至21000nT，最，最

18、大变化可达大变化可达13000nT以上；以上；我国境内地磁要素的地理分布 磁倾角（磁倾角（I）SN，I值由值由-10增大到增大到70，最大变化为，最大变化为80以上；以上；磁偏角（磁偏角（D）零偏线从蒙古穿过我国中部偏西的甘肃和西藏延伸到尼泊零偏线从蒙古穿过我国中部偏西的甘肃和西藏延伸到尼泊尔、印度，零偏线以东，为负，由尔、印度，零偏线以东，为负，由0-11，以西为正，以西为正，由由05。总场强度（总场强度（T）S N，变化值为，变化值为41000nT至至60000nT 教材教材P8，表，表1-1-1为我国各地地磁要素值为我国各地地磁要素值六、关于地磁场的单位CGSM制单位制单位磁场强度：磁场

19、强度：常用单位为常用单位为“伽马（伽马（）”1伽马（伽马（）=10-5奥斯特（奥斯特（Oe）磁感应强度：磁感应强度：高斯高斯奥斯特与高斯两者量纲相同，有时可通用。奥斯特与高斯两者量纲相同，有时可通用。SI制单位（国际单位）制单位（国际单位）特斯拉（特斯拉（T）。此量纲较大，通常用）。此量纲较大，通常用“纳特纳特（nT）”，1纳特（纳特（nT）=10-9特斯拉（特斯拉（T）=10-5高斯高斯=1伽马（伽马（）一、均匀磁化球体的磁场 均匀磁化球体的磁场与中心磁偶均匀磁化球体的磁场与中心磁偶极子的磁场等同；极子的磁场等同；中心磁偶极子在空间任一点中心磁偶极子在空间任一点P的的磁位的表达式为：磁位的表

20、达式为：其中：其中：M-磁偶极子的磁矩磁偶极子的磁矩（M=2ml）;r-偶极子中心偶极子中心o到计到计算点（算点（P）的距离；）的距离；-偶极子磁偶极子磁矩的方向与径向矩的方向与径向r之间的夹角。之间的夹角。cos42rMu 如果近似将地球视为如果近似将地球视为均匀磁化球体，并假均匀磁化球体，并假设磁轴与地理轴重合，设磁轴与地理轴重合，那么通过以上求解不那么通过以上求解不难得出地球表面或空难得出地球表面或空间任一点的磁位表达间任一点的磁位表达式。式。-P-P点所处的纬度；点所处的纬度；0 0真空导磁系数真空导磁系数=4=410-7亨利亨利/米米cos420RMuP 90sin420RMuP-根

21、据磁场和磁位的关系：可求出磁场可求出磁场T沿直角坐标系轴上的三个分量：沿直角坐标系轴上的三个分量：则：则：graduTxuXyuYzuZcos4130RMurHXsin4230RMruZ）（地磁场水平分量指北0Y2123022)sin31(4RMHZTtgHZtgI2由以上公式可见，地磁要素大小都与计算点的磁由以上公式可见，地磁要素大小都与计算点的磁纬度有密切关系，而与该点的经度大小无关。纬度有密切关系，而与该点的经度大小无关。cos4130RMurHXsin4230RMruZ）（地磁场水平分量指北0Y2123022)sin31(4RMHZTtgHZtgI2如：如：在两极地处，在两极地处，=9

22、0；Z=T，X=H=0，I=90；在赤道处，在赤道处，=0；Z=0，T=H=0，I=0。以上讨论均以均匀磁化球体（偶极子场）表示之，可为以上讨论均以均匀磁化球体（偶极子场）表示之，可为一级近似值。一级近似值。二、地磁场的正常梯度磁轴与地理轴斜交时的地磁场三分量磁轴与地理轴斜交时的地磁场三分量（x、y、z）相对于球坐标的正常梯度）相对于球坐标的正常梯度场，即分别在经度、纬度、径向方向的场，即分别在经度、纬度、径向方向的变化值（导数值）变化值（导数值）以以z分量为例：分量为例：ZZZsin11、磁轴与地理旋转轴重合的磁轴与地理旋转轴重合的地心偶极子地心偶极子的正的正常梯度场常梯度场沿子午线方向的梯

23、度场（沿子午线方向的梯度场（x方向地理北向）方向地理北向）RZRmRH2sin4400023RTZHRTRHRmRZ2cos4240沿高度方向的梯度场RHRmrHRr3cos4340RZRmrZRr3sin4640RTRT30举例说明北京地区1986年的Z=46329nT，H=29460nT，取地球半径R=6371mk，则其梯度值为：水平分量在水平分量在X方向的梯度：方向的梯度：-3.6nT/km；水平分量在径向（水平分量在径向（r）方向的梯度：）方向的梯度：-13.9nT/kmkmnTRmRHXH/6.3sin440kmnTRHRmrHRr/9.133cos4340举例说明垂直分量在垂直分量

24、在X方向的梯度：方向的梯度：9.2nT/km；垂直分量在径向（垂直分量在径向（r）方向的梯度：）方向的梯度：-21.8nT/kmkmnTRHRmRZXZ/2.92cos4240kmnTRZRmrZRr/8.213sin4640举例说明讨论：讨论：上述举例说明：上述举例说明：当高度升高当高度升高1km，Z、H值分别减小值分别减小21.8nT和和13.9nT向两极方向移动向两极方向移动1km时，时，Z绝对值增加绝对值增加9.2nT，H值减值减小小3.6nT正常梯度值是随着地理坐标及高度变化而变化正常梯度值是随着地理坐标及高度变化而变化的。的。在较大范围内进行地面或航空高精度磁测时，在较大范围内进行

25、地面或航空高精度磁测时，必须消除随地理坐标及高度变化的影响必须消除随地理坐标及高度变化的影响正常梯度的变化特征地磁场强度各分量的梯度均与R成反比，表明随着高度的增大，梯度为负，场值较小；如果在地形高差较大的地区开展磁法测量，应考如果在地形高差较大的地区开展磁法测量，应考虑地形的影响，进行必要的地形校正。虑地形的影响，进行必要的地形校正。在磁法勘探中为保证资料的可靠性，提取地下磁在磁法勘探中为保证资料的可靠性，提取地下磁性介质的磁异常，应在观测数据中消除由于地理性介质的磁异常，应在观测数据中消除由于地理坐标和高度变化带来的干扰。坐标和高度变化带来的干扰。叠加在地球基本磁场上的变化场，指的叠加在地

26、球基本磁场上的变化场，指的是随时间变化而变化的磁场；是随时间变化而变化的磁场；从它们的特征和成因来说，总体可以分从它们的特征和成因来说，总体可以分为两大类型：为两大类型：一类是地球内部场源缓慢变化的长期变化一类是地球内部场源缓慢变化的长期变化场，场，另一类主要起因于地球外部场源的短期变另一类主要起因于地球外部场源的短期变化场。化场。一、长期变化场 地磁场长期变化总的特点是随时间变化缓慢、地磁场长期变化总的特点是随时间变化缓慢、周期长。周期长。一般周期可为年、几十年，甚至更长。一般周期可为年、几十年，甚至更长。近百年来的磁场的长期变化主要是通过世界近百年来的磁场的长期变化主要是通过世界各地的地磁

27、台长期连续的观测进行研究的。各地的地磁台长期连续的观测进行研究的。另外间接的研究方法有：另外间接的研究方法有：考古地磁及古地磁，可研究更长时间范围的特性考古地磁及古地磁，可研究更长时间范围的特性特征和周期变化以及变化轨迹。特征和周期变化以及变化轨迹。地磁场长期变化的特点基本地磁场长期缓慢变化原因是地球内部。基本地磁场长期缓慢变化原因是地球内部。各地磁要素的变化特点：各地磁要素的变化特点：1、D、I有周期性变化趋势，如：有周期性变化趋势，如：15801820年的年的240年间，伦敦的年间，伦敦的D变化了变化了35。2、上海佘山地磁台观测到的地磁要素变化、上海佘山地磁台观测到的地磁要素变化（191

28、01960）：）：Z变化了变化了600700nT；H变化了变化了300nT以上；以上；D自自220变为变为450 3、大陆磁场（非偶极子场）西向漂移，偶极子场也、大陆磁场（非偶极子场）西向漂移，偶极子场也是如此，漂移速率为每年几分之一的经度。是如此，漂移速率为每年几分之一的经度。4、长期变化的、长期变化的“焦点焦点”是西向漂移的较快处，或称是西向漂移的较快处，或称为变化中心，为等值线的若干中心，焦点处变化可为变化中心，为等值线的若干中心，焦点处变化可达达150nT/年。焦点不固定，西向漂移。年。焦点不固定，西向漂移。5、西向漂移的周期为、西向漂移的周期为600年，每年约以经度年，每年约以经度0

29、.18的速度西移，磁场强度数值变化周期为的速度西移，磁场强度数值变化周期为60年。年。6、地心偶极子磁矩的衰减速率每年约、地心偶极子磁矩的衰减速率每年约0.05%。预计。预计在在200年后，地球磁矩将变得很小，甚至消失。这种年后，地球磁矩将变得很小，甚至消失。这种现象揭示了地球磁极倒转的征兆。现象揭示了地球磁极倒转的征兆。7、地磁场变化的测试结果、地磁场变化的测试结果北磁极的位置测量结果北磁极的位置测量结果1831年：年：70.1N,96.8W1904年：年：70.5N,96.5W1948年：年：73N,100W1975年：年：76.2N,100.6W19041975年，地磁极位移的速度年，地

30、磁极位移的速度9km/年年二、地磁场的短期变化 主要起因主要起因主要起因于固体地球外部的各种电流体系主要起因于固体地球外部的各种电流体系（如高空电离层的涡旋电流体系）。（如高空电离层的涡旋电流体系）。按其变化特征也可以分为两类：按其变化特征也可以分为两类：一类是按一定的周期连续出现，且变化平缓而一类是按一定的周期连续出现，且变化平缓而有规律，称为有规律，称为平静变化平静变化；另一类是偶然发生、持续一定时间后就消失，另一类是偶然发生、持续一定时间后就消失，是短暂而复杂的变化，变化幅度可以很强烈，是短暂而复杂的变化，变化幅度可以很强烈，也有的很小，称之为也有的很小，称之为扰动变化扰动变化。(一)平

31、静变化 太阳静日变化（Sq）地磁日变化周期：周期：24小时小时太阴静日变化（SL）变化幅度变化幅度12nT，一般忽略不计，一般忽略不计地磁日变 变化特征周而复始，从不间断，振周而复始，从不间断，振幅易变，但相位不变，幅易变，但相位不变，24小时为一个周期；小时为一个周期；变化幅度白天大（变化幅度白天大（618点），夜间小；夏季大，点），夜间小；夏季大，冬季小；冬季小；变化形态和幅度因地而异，变化形态和幅度因地而异，但同纬度区变化相近；但同纬度区变化相近；在在30纬度区变化最大。纬度区变化最大。地磁日变 变化特征我国地磁日变一般在我国地磁日变一般在1114时幅度减小最多，时幅度减小最多，基本特征

32、与世界地磁日基本特征与世界地磁日变化在北半球中低纬度变化在北半球中低纬度区的特征相近。区的特征相近。地磁日变化引起的原因与太阳紫外线辐射的强与太阳紫外线辐射的强度大小、时间长短有关度大小、时间长短有关研究地磁日变化的意义掌握地磁场随时间变化的基本特征；在进行磁法勘探是必须做日变校正；目前正研究用地磁日变化来进行矿与非矿异常的区分和地震预报日变化在一定程度上可改变地磁场日变化在一定程度上可改变地磁场地磁场的年变化变化特征以年为周期的变化；以年为周期的变化；夏天有极大，冬天有极小；夏天有极大，冬天有极小；我国每年我国每年Z变化变化2070nT，H变化变化1550nT在对地磁要素进行绝对的观测或对早

33、期资料进行在对地磁要素进行绝对的观测或对早期资料进行研究时，都需要作年变化修正。研究时，都需要作年变化修正。（二）扰动变化 叠加在平静变化场水平上的地磁扰动，变化叠加在平静变化场水平上的地磁扰动，变化幅度可小于幅度可小于1nT到到n10 nT，持续时间可小，持续时间可小于于1秒到几天不等，而且相互重叠。秒到几天不等，而且相互重叠。地磁扰动可分为两类：地磁扰动可分为两类：一类为无明显周期，变化幅度范围较大的磁扰动。一类为无明显周期，变化幅度范围较大的磁扰动。按其物理机制又可分成六种，其中磁暴往往遍及全球按其物理机制又可分成六种，其中磁暴往往遍及全球另一类为变化幅度很小，具有准周期结构特征的地磁脉

34、另一类为变化幅度很小，具有准周期结构特征的地磁脉动动 同样它也可进一步分类。同样它也可进一步分类。与磁法勘探关联更密切的是磁暴和地磁脉动，与磁法勘探关联更密切的是磁暴和地磁脉动，1、磁暴 磁暴是一种强烈韵磁扰动。从赤道到极地均可观察到磁暴现象，而且几乎是全球同时发生。发生时对地磁场水平分量的强度影响特别显著，而对垂直分量影响相对小些。因此，通常研究磁暴的形态和特征是通过水平分量强度变化来进行的。1、磁暴 磁暴的一般特征地磁场的强烈变化，幅度在地磁场的强烈变化，幅度在几个几个nT到到n103nT，对水平分量影响巨大；对水平分量影响巨大；对地磁场强度影响的时间可在几小时对地磁场强度影响的时间可在几

35、小时几天不等；几天不等；具有高纬度地区发生多；小磁暴多；春秋季多的具有高纬度地区发生多；小磁暴多；春秋季多的显著规律。显著规律。属全球性，往往在全球同时发生。属全球性，往往在全球同时发生。磁暴强度从低磁纬度到高磁纬度逐渐变强磁暴强度从低磁纬度到高磁纬度逐渐变强1、磁暴 引发磁暴的原因与太阳黑子的爆发有关，具有与太阳黑子的爆发有关，具有11年为周期年为周期的特点；的特点；太阳黑子爆发出现高速离子流，相当于良太阳黑子爆发出现高速离子流，相当于良导体，在切割磁力线后产生感应电流，从导体，在切割磁力线后产生感应电流，从而形成干扰磁场。而形成干扰磁场。野外磁测时，如监测到磁暴，应立刻停止野外磁测时，如监测到磁暴，应立刻停止工作。工作。2、地磁脉动 地磁脉动是一种地磁场的微扰变化，它具有准周期的特点，一般周期介于n10-1n102s，频率范围从毫赫兹到数赫兹，振幅的变化范围为n10-3n10s(在强扰动期间也可达数百纳特)。地磁脉动分为：稳定连续型脉动（稳定连续型脉动（Pc型）型）不规则形或衰减型脉动（不规则形或衰减型脉动（Pi型）型）2、地磁脉动 除某些较强的地磁脉动外，一般的地磁脉动对磁测影响不大，无需进行数据修正。本章要点地磁场七要素及其分布规律地磁场的结构及磁异常地磁场的正常梯度地磁场的日变化