地磁学ppt课件

1、几种常见的规则形体的磁场,04,(二）无限长水平圆柱体,沿走向水平圆柱体无限伸长，且沿走向方向水平圆柱体的埋深、截面形状、磁化特征稳定。它在空间直角坐标系中的场，只有坐标（x，z）有关，与y无关。,1,几种常见的规则形体的磁场,04,(二）无限长水平圆柱体,截面磁矩,2,几种常见的规则形体的磁场,04,(二）无限长水平圆柱体,3,几种常见的规则形体的磁场,04,(二）无限长水平圆柱体,4,几种常见的规则形体的磁场,04,(二）无限长水平圆柱体,水平圆柱体和球体的Za剖面理论曲线，都是两边有负值的曲线，但其平面等值线图明显不同。 球体近于等轴状异常，而水平圆柱体为长带状（或长椭圆状异常）。,5,

2、几种常见的规则形体的磁场,04,(三）走向无限的板状体,自然界中的许多层状、似层状地质体，都可视为不同厚度、不同长度、不同延深的板状体，典型的例子如岩墙、岩脉、褶皱两翼的岩层。 对于板状体的磁位，通常采用面积分公式来计算。,6,几种常见的规则形体的磁场,04,(三）走向无限的板状体,当板状体被均匀磁化时，磁荷仅分布在上下底面及四个侧 面上。 如果地质体沿走向长度较大， 可将其近似视为走向无限的。 在这种情况下，垂直于走向 的两端面离测点较远，这两 端面上的磁荷对测点磁场的 贡献可以忽略不计，于是只 需考虑上下底面及平行于走 向的两侧面上的磁荷。,7,几种常见的规则形体的磁场,04,(三）走向无

3、限的板状体,当板状体被均匀磁化时，磁荷仅分布在上下底面及四个侧 面上。 如果板又是无限延深的； 则下底面因离地面很远， 它对地面磁场的影响也可 以忽略不计。,8,几种常见的规则形体的磁场,04,(三）走向无限的板状体,代表侧面与地面的夹角，即地质体的倾角，代表Ms 与侧面的夹角， 称为磁化特征角。,顺层磁化：Ms与侧面平行， 侧面无磁荷分布，仅在上下两底面上有磁荷分布。 斜交磁化： 四个面都有磁荷分布。,9,几种常见的规则形体的磁场,04,(三）走向无限的板状体,若板顺层磁化、无限延深，则底面正磁荷在地面引起的磁场可以忽略不计，这时整个板的磁场相当于顶面负磁荷引起。,10,几种常见的规则形体的

4、磁场,04,(三）走向无限的板状体,11,几种常见的规则形体的磁场,04,(三）走向无限的板状体,顺层磁化无限延深厚板（水平磁荷面 （=0）所谓厚板，是指板的宽度大于或等于其上顶埋深的情况,12,几种常见的规则形体的磁场,04,(三）走向无限的板状体,顺层磁化无限延深厚板（水平磁荷面（=0） 顺层磁化无限延深厚板的磁场除与磁化强度有关以外，主要取决于板的顶面对测点的张角。在顶面中心上方坐标原点O 处，最大，故Za取得极大值。测点向两边移动时，逐渐减小至零，Za也随之减小至零。,顺层磁化无限延深厚板磁场,13,几种常见的规则形体的磁场,04,(三）走向无限的板状体,斜交磁化是指板的侧面与磁化强度

5、矢量Ms 斜交的情况。这时板的顶面、底面和侧面都分布磁荷。对于无限延深厚板，底面正磁荷在地面产出的磁场可以忽略不计，其磁场表达式:,斜交磁化无限延深厚板的磁场,对称分量,反对称分量,14,几种常见的规则形体的磁场,04,(三）走向无限的板状体,当-is=0o 时，反对称分量为零，只有对称分量，所以Za曲线对称分布，这就是顺层磁化的情况。随着（-i）角的增大，反对称分量逐渐增大，对称分量逐渐减小； 当-is=90o 时，对称分量为零，只有反对称分量，所以Za曲线呈反对称分布。,斜交磁化无限延深厚板的磁场,15,几种常见的规则形体的磁场,04,(三）走向无限的板状体,斜交磁化无限延深厚板的磁场,1

6、6,几种常见的规则形体的磁场,04,(三）走向无限的板状体,有限延深厚板可以看作是两个埋深不同，但顶面宽度和倾角都相同的无限延深厚板相减的剩余部分。 有限延深厚板与无限延深厚板磁场特征的区别：对顺层磁化有限延深厚板下底面有正磁荷分布 。而无限延深厚板只有上顶面有负磁荷分布，由于下底面磁荷的作用，曲线的两侧都有负值。,有限延深板体磁异常特征曲线的形成过程,17,几种常见的规则形体的磁场,04,(三）走向无限的板状体,走向无限，延深有限的厚板状体的磁场表达式,=0为顺层磁化情形。,18,几种常见的规则形体的磁场,04,(三）走向无限的板状体,走向无限，延深有限的厚板状体的Za剖面曲线与平面等值线,

7、19,几种常见的规则形体的磁场,04,(三）走向无限的板状体,顺层磁化有限延深厚板的Za磁场,斜交磁化有限延深厚板的Za磁场(a) -i0,20,几种常见的规则形体的磁场,04,(三）走向无限的板状体,顺层磁化、无限延深薄板状体的Za剖面曲线与平面等值线 Za磁场为对称分布的正异常，平面等值线为一系列平行于磁体走向的直线。,21,几种常见的规则形体的磁场,04,(三）走向无限的板状体,顺层磁化、有限延深薄板状体的Za剖面曲线与平面等值线,22,几种常见的规则形体的磁场,04,(三）走向无限的板状体,水平薄板的磁场,自然界中产状水平的磁性薄岩层可看作水平薄板。它可以看作是有限延深厚板特例，即板的

8、下延深度很小的情况。 曲线特征类似于厚板磁场，但中部出现磁场低值，这是由于上下磁荷面靠得太近，产生了较强消磁作用的结果。,斜交磁化水平薄板的 Za 磁场,23,几种常见的规则形体的磁场,04,磁单极单个点磁荷（例：顺轴磁化无限延深柱体） 双极符号相反的两个点磁荷（例：顺轴磁化有限延深柱体） 偶极两个靠的很近，且符号相反的点磁荷（例：球体） 单极线 （例：顺层磁化无限延深薄板） 双极线 无穷多个点磁荷沿直线排列 偶极线,24,几种常见的规则形体的磁场,04,磁单极单个点磁荷（例：顺轴磁化无限延深柱体）,25,几种常见的规则形体的磁场,04,双极符号相反的两个点磁荷（例：顺轴磁化有限延深柱体）,2

9、6,几种常见的规则形体的磁场,04,双极符号相反的两个点磁荷（例：顺轴磁化有限延深柱体） 正、负点磁荷在地面的投影位置不重合，因此这两条曲线叠加后获得的Za曲线失去了对称性。在柱体倾斜方向上出现明显的负值，而在其反方向上偏离原点的某处出现磁场极大值。,27,几种常见的规则形体的磁场,04,偶极两个靠的很近，且符号相反的点磁荷（例：球体） 磁偶极是双极的极间距离2l 0的特例。,28,几种常见的规则形体的磁场,04,“极”的磁场在平面图上显示为等轴状。但是，从单极到双极再到偶极，随着两极间的距离逐渐缩短，它们的磁场也逐渐发生变化。 对单极来说，由于其正磁极埋藏很深，所以Za磁场无负值出现。由双极

10、到偶极，随着正磁极逐渐向负磁极靠近， 磁场的负值范围不断增大，而正值范围逐渐缩小。,综上所述,29,几种常见的规则形体的磁场,04,每个柱体可看成一个负点磁荷，于是薄板的磁场即是由无穷多个负点磁荷沿其走向排列而成的单极线的磁场。,顺层磁化无限延深薄板,30,几种常见的规则形体的磁场,04,顺层磁化有限延深薄板,相当于无穷多个双极沿其走向排列而成的双极线。,31,几种常见的规则形体的磁场,04,水平圆柱体的磁场,水平圆柱体的磁场相当于无穷多个偶极(球体)沿其走向排列而成的偶极线的磁场。所谓偶极线，是指双极线之间的距离2l 0的特例。,32,几种常见的规则形体的磁场,04,厚板可以认为是若干薄板沿

11、 其宽度方向排列而成。,顺层磁化无限延深厚板的磁场,33,复杂形体的正演方法,04,复杂形状的磁体磁场，一般不能得到解析式，只能给出数值解。 地质体按其延伸的不同，分为二度体和三度体。,二度体:当磁性体沿走向无限延伸，且在走向上该磁性体的埋深、截面形状与大小、磁化特点稳定不变，则称此磁性体为二度体，如岩脉、岩墙、接触带等等。 三度体:是指没有明显走向的磁性体或沿走向磁性体的埋深、形状、大小有明显变化的磁性体，如囊状、透镜状、巢状与筒状的磁性体。,34,复杂形体的正演方法,04,二度体磁场的特点：在垂直于走向的任一剖面上，磁场的特征都是相同的。只需求出一条剖面的磁场就可以了（例：无限长水平圆柱体

12、）,35,复杂形体的正演方法,04,均匀磁化的任意截面水平二度体,基本思想：从测点P出发的一簇射线和以P为中心的一簇同心圆弧线将磁性体分割成多个小扇形，这个二度体可以看成是由一系列无限长水平小扇形柱体组成。 每个小扇形柱体在P点处的磁场近似地按圆柱体情形算出，最后把所有这些小扇形柱体的磁场相加，即得到整个二度体在P点的磁场。,36,复杂形体的正演方法,04,三度体 一般采用有限元法计算其磁场，结果是近似的。,基本思想：先将磁性体分割成若干个小的规则形体（单元），对于每个规则形体，可由解析法得出它在测点的磁场值，然后将这些小单元的磁场值相加，即得出整个磁体的磁场值。 根据划分单元形状的不同，分成体元法（长方体）、面元法（平行薄片）、线元法（细长棱柱）。,37,复杂形