• 地球磁场：地球本身及其周围的磁场叫 做地球磁场。
• 地磁场是矢量场，其分布范围广，从地 核到 空间磁层边缘处处有分布。
应用地球物理学原理第二章
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• 地磁场的分布、变化规律及起源等问题 是地磁学研究的范畴。
• 在 磁法勘探工作中，由磁测设计、野外 施工、资料整理、磁异常提取直至推断 解释，都必须考 虑地磁场的分布特征和 变化规律。
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•3
• (1) • 在地面上观测所得到的地磁场T是各种不
同成分的磁场的总和。 • 它们的场源分布有的在地球内部，有的
在地面之上的大气层中。 • 按其来源和规律不同，可将地磁场分为
两部分：一是主要来源于固体地球内部 TＳ
• 二是主要起因于固体地球外部的变化磁 场δ
§2.2 地球磁场的基本特征
• 在地球上，悬挂起来的能在水平面内自 由转动的磁针，总是静止在靠近地球的 南北方向上。
• 人们规定:磁针指南的那个极为它的指南 磁极，衡称为南磁极或负磁极，用S表示；
• 指北的那个极为它的指北磁极，简称北 磁极或正磁极，用N表示。
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• •1
• 地磁要素 描述地磁场大小与方向特征的 物理量。
• 地磁场是一个矢量场，因此，空间任何 一点的地磁场F必须用三个独 立的分量 才能表示出来。
• 这些分量的名称及其度量方法，根据采 用坐标系的不同而不同。
•
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• 例如， • 直角坐标系中用北向分量X， 东向分量
Y和垂直分量Z 表示，这些分量分别以 地理 • 北、地理东和垂直向下指向地心为正向; • 球坐标系中用磁偏角D、磁倾角I和水平 分量H表示。 • D是F偏离正北方向的角 度，以F偏东为 正、偏西为负；
•
Tsi
场，占稳定磁场总量的99%以上；
• Tse 是起源于地球外部的稳定磁场，仅 占1%以下。
• δＴe是变化磁场的外源场，约占变 化磁 场总量的2/3；
• δＴi为内源场约占其总量的1/3,δＴi实 际上也是由于外部电流 感应而引起的。
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• 一般情况下，变化场为稳定场的万分之 几，偶尔可达到百分之几。
• 而对于磁法勘查来说，测定和研究地壳 磁场，则是解决地质构造和矿产资 源调
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• 综上所述，地球磁场的构成可用下式表 示：
T T 0 T m T s eT a / T a //T
•
Tse，因数量级极
的目的不同，可将地磁场
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• 此外，称 F 所在的垂直平面为磁子午面。 各要素之间并不互相独立，其关系如图
• 6·2·6所示，其关系式为:
•
F＝X2＋Y2＋Z2
•
H2＝X2＋Y2
•
Y＝HsinD
•
Z＝HtanI
• 地磁七个要素中只要知道其中三个独立 的要素，那么其余四个也可以计算出来 了，故又称三个独立的要素为地磁三要 素。
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•
T 可以表示为：
•
T=TS+ δＴ
• 继1838年高斯提出球谐分析之后，1885 年由A·史密特(A Schmidt)利用总磁场 的球谐分析方法和面积分法，把稳定磁 场和变化磁场分解为起源于地球内、外 的两部分，故有 TS TSi TSe
T Ti Te
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• I是F 偏离水平面角度，在北半球取F下 倾的I 为正，在南半球取F上仰的I为正； H是F在水平面上的投影，以指磁北为正 向;
• 柱坐标中用磁偏角D,水平分量H和垂直 分量Z表示。
• 地磁学中人们把描述地磁场大小和方向 的物理量X、Y、Z、H、D、I、F 称做 地磁要素。
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•2
• 目前国际上统一使用“国际单位制(SI 制)”，用特斯拉或符号 T 表示地磁场强 度单位
•
)
为实用单位。
1T1Wb/M2(韦伯／2)， 米 1nT＝10－9T
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• 在地球物理文献中，过去使用电磁单位 (CGSM)制：
• 其中用G(高斯)单位或γ（伽马)表示磁感 应强度B；
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• 表征地磁场的物理量是地磁场感应强度。
• 由于相当长的时间内一直沿用CGSM制，
在CGSM制中 ，真空中磁感应强度与磁场
强度（
）相当，因
此以往的磁法勘探书中将磁感应强度称
做磁场强度 。
• 本书沿用这一习惯称法，除岩矿石磁化
磁场确系磁场强度外，其它章节所提及
地磁场强度
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• 内源稳定磁场的另一个组成部分，是地 壳内的岩石矿物及地质体在基本磁场磁 化作用下所产生的磁场，称为地壳磁场， 又称为异常场或磁异常，以Tａ表示。
• 其分布范围一般在数公 里或数十公里者， 称为局部异常(Ta′)，达数百或数千公 里者，称为区域磁场(Ta″)。
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• 这两部分磁异常对编制世界地磁图来说， 均属全球地磁场的局部现象，应属于光 滑滤波除掉的部分。
• 故通常所指的地球稳定磁场主要是内源 稳定场，它由以下三部分组成
TsiT0TmTa
•
T０为中心偶极子磁场，Tｍ为非偶
极子磁场，也称为大陆磁场或世界异常，
这两部分的磁场之和又称为地球基本磁
场，编制的世界地磁图大多为地球基本
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• 其 中T０场几乎占80-85%,故它代表了地 磁场空间分布的主要特征。
• 用Oe(奥斯特)表示磁场强度F的大小。
• 在此单位制中空气和真空中的μ ≈ 1，所 以在空气中
•
B＝F
• 1G与1Oe在数值上相等。
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• 目前已普遍使用国际单位制，在国际单 位制中：
• 磁感应强度B的单位为N/(A*m)，即牛顿 /(安培·米)，称为特斯拉，用T表示，它 与G和γ 的换算关系为： 1G = 10-4 T gauss (G) = 10-4 T 1 γ＝10－9 T＝1nT（纳特） Earth's field ~ 0.3-0.6 gauss
分为正常地磁场(正常场)和磁异常(异常 场)两部分 。 • 在地磁学研究中，有确定的正常地磁场 和明确含义的磁异常的概念。 • 而通常情况下，正常场和异常场是相对 的概念，正常磁场可以认为是磁异常(即 所要研究的磁场)的背景场或基准场。