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航空磁力测量和磁力异常

2019-05-29

航空磁力测量

航空磁力测量是指由飞机携带磁力、定位等传感器在空中测量地磁场的技术。测量要素包括地磁场总强度、垂直强度、水平强度、梯度和位置、航高等。与陆地磁力测量相比,不受地形、植被和交通等限制,速度快、费用省。

航空磁力测量在军事上可用于对潜艇、水雷、地雷、磁性管线和沉船等磁性目标实施快速定位。与陆地和船载海洋磁力测量相互补充,用于了解地质构造、寻找磁性或与磁性有关的矿体、进行磁性填图、解决城市或工程稳定性和考古等问题。

航空磁力测量选择不同磁力仪采集不同地磁元素,一般是采用质子或光泵磁力仪采集磁场总强度。采用质子磁力仪时,根据氢原子核的质子在地磁场中的旋进频率(f)与地磁场(T)的关系T=23.4872f,测定频率f后即可计算出总磁场强度T的数值。光泵磁力仪也是通过测定光谱频率计算总磁场强度的数值。航空磁力测量测线布设方便,不受水域、森林或地形的限制;工作效率高,测量速度快,作业周期短。

在飞机上观测,测点距离地面具有一定高度,减弱了微小地质体及地表磁性不均匀的干扰,可以使测量结果更真实地反映地下较深处的地质情况,使区域性异常得到突出,对深部构造研究有利。可通过不同高度的飞行来了解磁异常的空间变化特征,因而可以提高测量结果的分析解释能力。其不足是资料分辨率不高,难以反映异常的细节,往往使几个地质体产生的异常在航磁图上合并为一个异常,影响了解释精度,所以,航空磁力测量发现的异常一般需要进行地面或海面验证。

航空磁力测量把航空磁力仪(光泵式、核旋式和磁通门式)、定位仪、磁补偿器等组成的航空磁力测量系统,安装于飞机或其他飞行器中,航高一般为100米左右。在地形起伏较大的地区一般采用直升机测量。采用实时GPS导航定位技术,定位精度2~3米。采样密度大,每6~7米采集一个测点数据。为了减小飞机磁场的干扰,将仪器的探头通过绳揽悬吊在机尾或20~60米的机后空中,并用电缆使探头与记录部分连接,采用连续自动记录方式。

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为消除飞机对探头影响,由磁补偿仪器系统对探头处磁干扰场进行补偿时,称硬补偿;由计算机程序实现对测量数据补偿时,称软补偿。测量数据经过磁补偿后,随飞机航向不同而存在的差异称方向差(或偏向差)。

磁力异常

磁力异常是指消除各种短期磁场变化后,实测磁力值与正常值之差。又称地磁异常或磁异常。它主要是地壳内磁性不同的岩石、矿体、地质构造受地磁场磁化形成,并叠加在地磁场之上的次生磁场。属于内源磁场。一般把地磁异常按面积大小分为大陆磁力异常、区域磁力异常和局部磁力异常。大陆磁力异常源于上地幔涡流,覆盖范围有几千千米;区域磁力异常由深部磁性岩层或地质构造引起,覆盖范围有几百千米;局部磁力异常由浅部磁性体、矿体或地质构造引起的,分布范围较小。由人为原因造成的局部磁场,如,输电线、钻井钢套管、管道线、容器外壳等,又称人工磁异常。

磁力异常信息是地震、火山以及其他环境地质灾害的前兆。对磁力异常测量和分析,有助于阐明区域地质特征,确定断裂带、地下水和火山岩体的位置,是编制地质图、地学研究、矿产资源评价、勘探有关磁性矿藏(如铁矿、铅锌矿、铜矿等)的基础资料,广泛应用于科学研究、工程地质、地震预报、海洋环境、考古、水文等诸多领域。在军事上,磁力异常信息可以为航空探潜、探雷以及沉船和海底管线探测提供依据。

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