磁法標(biāo)本磁參數(shù)計(jì)算公式修改意見(jiàn)

1、關(guān)于地面高精度磁測(cè)規(guī)范磁性標(biāo)本參數(shù)計(jì)算公式修改意見(jiàn)劉國(guó)棟1,王富群21河南省地礦局第二地質(zhì)勘查院，許昌(461000)2河南省地礦局第二地質(zhì)勘查院許昌(461000)E-mail: HYPERLINK mailto: 摘 要：本文主要闡述磁性標(biāo)本的磁參數(shù)計(jì)算公式的理論推導(dǎo)及其單位換算，指出中華人民 共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)規(guī)范地面高精度磁測(cè)技術(shù)規(guī)程DZ/T 0071-93中給出的磁參數(shù)計(jì)算 公式的不合理性，提出關(guān)于該公式修改意見(jiàn)。關(guān)鍵詞：磁參數(shù)計(jì)算公式高斯第一位置第二位置1 .引言我院在按照中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地面高精度磁測(cè)技術(shù)規(guī)程DZ/T 0071 93中規(guī)定的第一高斯位置法進(jìn)行內(nèi)蒙古標(biāo)

2、本磁參數(shù)測(cè)量并計(jì)算時(shí)碰到磁化率單位問(wèn)題。引用中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)規(guī)范地面高精度磁測(cè)技術(shù)規(guī)程DZ/T 007193中 附錄C的磁化率和剩磁計(jì)算公式1：5r 3117 n+ nr n+nr n+nX 2-n+-34-n+-56-n3Tkt20 Jt20 Jt20 J0 式中：r標(biāo)本中心到探頭中心的距離；X10-6 x 4兀 x SI(K)(1)V標(biāo)本體積；T 當(dāng)?shù)乜偞艌?chǎng)值； 0高斯第一位置剩磁：X10-3 A / m(2)I =-xLx：(n -n )2 +(n -n )2 +(n -n )2 r 2 k%123456用以上兩個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算：按照該規(guī)范附錄C中敘述，,選取單位cm，k選取單位

3、cm3,i重新選取單位：r選取單位m現(xiàn)實(shí)不符，比實(shí)際小了約105倍，由(1)式單位換算可以看出，T0與七選取單位nT；計(jì)算結(jié)果X值與現(xiàn)實(shí)不符，比實(shí)際小了約105倍，I值與現(xiàn)實(shí)相符。k選取單位m3，%與七選取單位T；計(jì)算結(jié)果X值與 I值與現(xiàn)實(shí)也不符，比實(shí)際小了約109倍。r3與k的單位相消，T0與七的單位相消，也就是說(shuō)這 四個(gè)參數(shù)的單位選擇不會(huì)影響計(jì)算結(jié)果。同理：(2)式中，r3與k的單位相消，n的單位單獨(dú)存在，影響到計(jì)算結(jié)果。綜上所述，個(gè)人認(rèn)為是(1)式在推到中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，(2)式正確，n.的單位應(yīng)為nT。公式推導(dǎo)約束條件：、，一 ，、一 n + n高斯第一位置：一1，、，一 ，一 n + n

4、 高斯第二位置：2 2 1，2.1高斯第一位置n + n42 3n + n42 3n + n62 5n + n62 5根據(jù)磁偶極子模型，可得到標(biāo)本在高斯第一位置產(chǎn)生磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度B的大小2B =址4兀 r 3式中：r標(biāo)本中心到探頭中心的距離；m m = 叫 + M）V，為標(biāo)本總磁矩；*0在SI單位中日=4k x 10-7N - A-2 ；0建立以X軸向東，Y軸向北，Z軸向下直角坐標(biāo)系，則: m = （M + M ）V m = （M“ + Mr ）V m = （ m + Mr ）V以Z軸為例:(3)假設(shè)標(biāo)本放置前儀器讀數(shù)為，放置6面與地磁場(chǎng)方向相同讀數(shù)n2，5面與地磁場(chǎng)方向 相同讀數(shù)n，則應(yīng)該有如

5、下關(guān)系：（4） 吒 2（ M + M ）V ）0-9 二 0:; 3 ”4兀r-9*02（Miz - Mrz）V（5）（5-0） -10= 0 偵 rz1求解磁化率（4）式與（5）式相加:(n + n 一 2n ) -10-9 =6 一 -（6）* 2(M + M )V* 2(M - M )V0izrz+ 0izrz4兀r 34兀r 3化簡(jiǎn)求取Mi,由公式k=*TM04兀 r3 -10-9 - (6 + ”5 - n ) 202 *0V(T單位取T)計(jì)算得到：0Miz（7）同理:4兀 r3 . 10-9 .(七 + “5 - n )2 SI (K)2TV0（8）4兀 r3 -10-9 - (2

6、 + 1 - n )K =2 SI (K )x2TV04兀 r3 -10-9 -(氣 + 七-n )K =2 SI (K)r2TV0從而求得磁化率的平均值，K=1/3(K +K +K ):x r z即磁化率X:（9）（10）也可以寫(xiě)成：5 x105 r 3 X =3TV03T V0 rr n+ n)r n+n)r n+n)2n +T4n +-56-nk20)k20)k20)rn+nrn+nrn+nX 2-n+X34-n+-56-nk20)k20)k20)單位cm；式中：標(biāo)本中心到探頭中心的距離，V標(biāo)本體積，單位cm3；T當(dāng)?shù)乜偞艌?chǎng)值，單位nT；n i儀器讀取值，單位nT；2求解剩余磁化強(qiáng)度用（

7、4）式減去（5）式：（ - ）.10-9 二2SI (K )-4kx 10-6SI (K ) (11)(12)求取M :rz同理:4兀 r3.10-9. (n6 - n5)M 2A - m-1r2叩4兀 r 3.10 -9. (n2 n1)M 2A - m-1rx2叩4兀 r 3.10 -9. (n4 n3)M 2A - m-1ry2叩標(biāo)本的剩余磁化強(qiáng)度，M =(M2 + M2 + M2 :r* rx ryrz.4兀 r 3.10-9M =r 2旦V0:,n - n、 ，,n - n、 ，,n -n .- (- )2 + (- )2 + (6 )2 A . m-1222代入410-7N. A-

8、2，m）式化簡(jiǎn)，即剩余磁化強(qiáng)度I:I = J_：(n 一 n )2 + (n - n )2 + (n - n )2 .10-3 A - m-1 r 2 V*123456（13）（14）（15）（16）（17）r式中：標(biāo)本中心到探頭中心的距離，單位cm；V標(biāo)本體積，單位cm3；ni儀器讀取值，單位nT；2.2高斯第二位置根據(jù)磁偶極子模型，可得到標(biāo)本在高斯第二位置產(chǎn)生磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度B的大小:式中：r標(biāo)本中心到探頭中心的距離；m m = （Mi + M）V，為標(biāo)本總磁矩；R 在SI單位中日=4兀x10-7N. A-2 ；這與高斯第一位置相比，。只差了二倍的關(guān)系，一次可以仿照高斯第一位置推導(dǎo)過(guò)程來(lái)導(dǎo)出高

9、斯第一位置測(cè)量時(shí)的，磁化率和剩余磁化強(qiáng)度。一應(yīng)注意的是，在第二位置上，儀器讀數(shù) 變小;為了保持與高斯第一位置形式一致，需要進(jìn)行一次符號(hào)運(yùn)算。同樣以Z軸為例：|1 (M +M )V TOC o 1-5 h z (n -n )-10-9 = o(18)0 64兀,3 in 匕W)V(19)(n -n )40-9 = 9午仁.1力0 54兀,31求解磁化率(4)式與(5)式相加，化簡(jiǎn)求取心:IZA f , n +n、 TOC o 1-5 h z 4兀尸3 -10-9 - (n 一 6)M =%(20)訖日VoLl M E同樣由公式K =(T單位取T)計(jì)算得到：T o o f z n +n 、 4兀,

10、310-9( 一)K =%S/(K)(21)xTVo/ f / n +n、4k r3 -10-9 - (n 一 )2 si(K)TV0 f z n +n、4ti r3 -10-9 - (n - 6 )02s/(k)(22)同理得到平均磁化率X :4兀尸3 Y 3ToTVo(23)17n +n )(n +n )n +n X nia- +n-Y+n.6-VLl o2 Jo2 JI o2 J JS7(k)也可以寫(xiě)成這樣的形式:106 ,3Y 3TY。式中：-V T 0n 7n +n(n +nn +n )n12+n34+n -56Ll027I 2)02 J J-標(biāo)本中心到探頭中心的距離，單位cm； 標(biāo)

11、本體積，單位cm3；當(dāng)?shù)乜偞艌?chǎng)值，單位nT；-儀器讀取值，單位nT；4k x 10-6 5/(k)(24)2求解剩余磁化強(qiáng)度用(4)式減去(5)式，求取沮:rz4兀,3.10-9 .()M A m-i(25)僅|H V0同理：n n471F3 -10-9 ( 21)M =A m-irx|Ll V0(26)4兀 r3 10-9(n4 n3) TOC o 1-5 h z M =A m-i(27)ry|LX V標(biāo)本的剩余磁化強(qiáng)度，M = .：M2 + M2 + M2 : r Y rx ry rz4兀r3 x10-9 n -n、,n -n、,n -n、，M =x ：( )2 + ( )2 + ( )2

12、Axm-i(28)*0代入*0 = 4k x 10-7NA-2, (16)式化簡(jiǎn)，即剩余磁化強(qiáng)度:1: 一 .I = 5r3 ：(n 一 n )2 + (n n )2 + (n n )2 10-3 A m-1(29)rV、123456r式中：標(biāo)本中心到探頭中心的距離，單位cm；V 標(biāo)本體積，單位cm3；n .儀器讀取值，單位nT；實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析3.1總結(jié)中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地面高精度磁測(cè)技術(shù)規(guī)程DZ/T007193中關(guān)于 剩余磁化強(qiáng)度和剩余磁化率的計(jì)算公式單位標(biāo)注不明確，規(guī)范引用公式適用于CGSM制， 而不是SI制，但是規(guī)范內(nèi)容闡述全都應(yīng)用SI單位。3.2建議做適當(dāng)修正，以滿足行業(yè)規(guī)

13、范的唯一性和標(biāo)準(zhǔn)性。參考文獻(xiàn)1地面高精度磁測(cè)技術(shù)規(guī)范中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)部1993-05-18發(fā)布，1994-01-01實(shí)施焦新華吳燕岡重力與磁法吉林大學(xué)20053應(yīng)用地球物理一磁法教程成都地質(zhì)學(xué)院，武漢地質(zhì)學(xué)院，河北地質(zhì)學(xué)院和合肥工業(yè)學(xué)院合編 地 質(zhì)出版社1980Some Correct Opinions about Calculative Formulas for Parameters of the Geomagnetic SamplesLiu Guodong1， Zhang Peiyao2DDWTGCKC Office of the Henan Province, Xuchang, (461000)DDWTGCKC Office of the Henan Province, Xuchang, (461000)AbstractThis paper simply introduced the deduction about the calculative formulas for parameters of the geomagnetic samples and units， gave out some correct opinions about calculative formulas for param