Teachingmaterials1.Jiao xin-hua,Wu Yan-gang.《Gravity and magnetic exploration》,GeologicalPublishingHouse，20092.MengLing-shun,Du Xiao-juan.《Gravity and magnetic exploration》,GeologicalPublishingHouse,20093.Guan Zhi-ning.《Geomagnetism field and magnetic exploration》，GeologicalPublishingHouse，20054. Xiong Sheng-qing,Yu Chang-chun,et al.《High precision aeromagnetic technique inmiddle andhighmountain area.》,Geological PublishingHouse，2010Reference books:1.Richard J.Blakley.《Potential Theory in Gravity & Magnetic Applications》,Cambridge UniversityPress, 19962.Luo Xiao-kuan.《Application Geophysics course-gravity and magnetic》, GeologicalPublishingHouse,19913.Geophysics, Geophysical Journal international, Pure and Applied Geophysics,Geophysical Prospecting, et al.Teaching and Research Department -Writer: Solid Geophysics Department-GuoqingMa,Lili LiDate: Mar.1, 2018二、课程简介地磁学作为地球物理学的重要分支学科，在研究地球内部结构、地质构造、金属矿产资源分布、环境监测、考古等诸多领域发挥着重要的作用。《地磁学与磁力勘探》作为我院地球物理学专业的主干课程，课程主要讲授地磁场产生机理、地磁特征、物性磁性、数据采集与整理、数据处理与解释等内容。随着科学技术的进步，磁法勘探理论与方法更新交替，该课程改革是整个地球物理学教学改革的重要内容之一。长期以来，为了适应当代地球物理科学发展和国情需要，教学组在教学内容选择上做到精益求精，多次修订教学大纲，将现代科技发展带来的勘探新技术及新仪器原理、磁力勘探新理论与新方法及时补充到教学内容中，并结合现代教学手段，在地磁学教学实践方面进行了一些有益的探索，获得了优秀的教学效果。教学组始终以我院“研、严、妍”的办学理念指导课程建设，力争把地磁学基础理论、研究方法、创新技术传授给学生，让学生掌握一个完整而真实的地磁学，把素质教育、创新精神、创新能力的培养贯彻到教学实践中来，保持课程的系统性与前沿性，并增强理论、与科研、生产实践相结合，保持专业特17
17 Teaching materials: 1. Jiao xin-hua，Wu Yan-gang.《Gravity and magnetic exploration》, Geological Publishing House，2009 2. Meng Ling-shun，Du Xiao-juan.《Gravity and magnetic exploration》，Geological Publishing House,2009 3. Guan Zhi-ning.《Geomagnetism field and magnetic exploration》， Geological Publishing House，2005 4. Xiong Sheng-qing，Yu Chang-chun,et al. 《High precision aeromagnetic technique in middle and high mountain area.》, Geological Publishing House，2010 Reference books: 1. Richard J. Blakley.《Potential Theory in Gravity & Magnetic Applications》, Cambridge University Press, 1996 2. Luo Xiao-kuan.《Application Geophysics course-gravity and magnetic》，Geological Publishing House，1991 3. Geophysics, Geophysical Journal international, Pure and Applied Geophysics, Geophysical Prospecting, et al. Teaching and Research Department – Writer: Solid Geophysics Department– Guoqing Ma, Lili Li Date: Mar.1, 2018 二、课程简介 地磁学作为地球物理学的重要分支学科，在研究地球内部结构、地质构造、 金属矿产资源分布、环境监测、考古等诸多领域发挥着重要的作用。《地磁学与 磁力勘探》作为我院地球物理学专业的主干课程，课程主要讲授地磁场产生机理、 地磁特征、物性磁性、数据采集与整理、数据处理与解释等内容。随着科学技术 的进步，磁法勘探理论与方法更新交替，该课程改革是整个地球物理学教学改革 的重要内容之一。长期以来，为了适应当代地球物理科学发展和国情需要，教学 组在教学内容选择上做到精益求精，多次修订教学大纲，将现代科技发展带来的 勘探新技术及新仪器原理、磁力勘探新理论与新方法及时补充到教学内容中，并 结合现代教学手段，在地磁学教学实践方面进行了一些有益的探索，获得了优秀 的教学效果。教学组始终以我院“研、严、妍”的办学理念指导课程建设，力争 把地磁学基础理论、研究方法、创新技术传授给学生，让学生掌握一个完整而真 实的地磁学，把素质教育、创新精神、创新能力的培养贯彻到教学实践中来，保 持课程的系统性与前沿性，并增强理论、与科研、生产实践相结合，保持专业特
色，使学生学有专长。Geomagnetism plays an important role in the field of earth interior structure, geologicstructure, mineral sources distribution, environment monitoring, archaeology etc. as theimportant branch discipline of geophysics. Terrestrial magnetism and magnetic exploration"as our geophysical professional backbone course, course teaching of geomagnetic fieldproduce mechanism, magnetic characteristics and physical properties,data acquisition andprocessing, data processing and interpretation, etc.With the progress of science andtechnology, the theory and method of magnetic exploration have been changed alternately,andthis coursereform is one of the important contents of the wholeteaching reform ofgeophysics. For a long time, in order to meet the needs of contemporary development ofgeophysical science and national conditions, teaching faculty achieve excellence in teachingcontent choice,the revised syllabus for manytimes,the modern exploration in thedevelopment of science and technology has brought about new technology and newequipment principle, magnetic exploration of new theories and new methods in time addedthe content of teaching, and combine the modern teaching means, in the geomagnetismteaching practice has made some beneficial exploration, obtained the good teaching effect.Teaching group has always been to"study, strict, excellent" in our educational philosophy toguidecurriculumconstruction,strivetoputthegeomagnetismbasictheory,researchmethodsinnovation, technology teach students, let the students to grasp a complete and true tomagnetism, put the quality education and the cultivation of innovation spirit and innovationability to carry through teaching practice, keep the course of systemic and advanced, andenhancethetheory,combined with scientificresearch and production practice,maintainaprofessional characteristic, causes the student to learn with expertise.三、教学目的、教学要求、教学重点、考核方式（一）教学目的《地磁学与磁力勘探》讲授地磁学及磁力勘探的基本理论与基本方法，目的是使学生系统地了解地磁场的基本理论，掌握磁力勘探基本原理、基本方法和手段，熟悉磁力仪器操作和野外勘探的工作方法，以地质体的磁性差异为基础，通过对地质体磁异常及地磁场变化特征进行综合分析，研究油气、矿产资源、区域构造分布及地球板块运动，并训练学生分析和解决实际问题的能力，强调基础理论知识的学习，介绍地磁学的前沿理论和方法技术，培养科学研究的兴趣，为今后继续从事磁学理论和应用研究打下良好的基础。（二）教学要求1熟悉地球磁场的正常场和异常场的基本理论，掌握磁力勘探的基本原理和18
18 色，使学生学有专长。 Geomagnetism plays an important role in the field of earth interior structure, geologic structure, mineral sources distribution, environment monitoring, archaeology etc. as the important branch discipline of geophysics. Terrestrial magnetism and magnetic exploration "as our geophysical professional backbone course, course teaching of geomagnetic field produce mechanism, magnetic characteristics and physical properties, data acquisition and processing, data processing and interpretation, etc. With the progress of science and technology, the theory and method of magnetic exploration have been changed alternately, and this course reform is one of the important contents of the whole teaching reform of geophysics. For a long time, in order to meet the needs of contemporary development of geophysical science and national conditions, teaching faculty achieve excellence in teaching content choice, the revised syllabus for many times, the modern exploration in the development of science and technology has brought about new technology and new equipment principle, magnetic exploration of new theories and new methods in time added the content of teaching, and combine the modern teaching means, in the geomagnetism teaching practice has made some beneficial exploration, obtained the good teaching effect. Teaching group has always been to "study, strict, excellent" in our educational philosophy to guide curriculum construction, strive to put the geomagnetism basic theory, research methods, innovation, technology teach students, let the students to grasp a complete and true to magnetism, put the quality education and the cultivation of innovation spirit and innovation ability to carry through teaching practice, keep the course of systemic and advanced, and enhance the theory, combined with scientific research and production practice, maintain a professional characteristic, causes the student to learn with expertise. 三、教学目的、教学要求、教学重点、考核方式 （一）教学目的 《地磁学与磁力勘探》讲授地磁学及磁力勘探的基本理论与基本方法，目 的是使学生系统地了解地磁场的基本理论，掌握磁力勘探基本原理、基本方法和 手段，熟悉磁力仪器操作和野外勘探的工作方法，以地质体的磁性差异为基础， 通过对地质体磁异常及地磁场变化特征进行综合分析，研究油气、矿产资源、区 域构造分布及地球板块运动，并训练学生分析和解决实际问题的能力，强调基础 理论知识的学习，介绍地磁学的前沿理论和方法技术，培养科学研究的兴趣，为 今后继续从事磁学理论和应用研究打下良好的基础。 （二）教学要求 1 熟悉地球磁场的正常场和异常场的基本理论，掌握磁力勘探的基本原理和
方法；2熟悉磁力仪及相关仪器设备的基本原理、功能与操作；3掌握磁法勘探工作的步骤，培养学生独立设计、施工直至系统地完成磁数据采集、整理工作：4掌握磁异常的正演理论、重磁异常关系及常规条件下规则几何形体磁异常的正演公式和基本特征，培养学生对实测磁异常场源性质的识别能力；5了解复杂条件下不规则地质体的磁异常的基本计算方法；6了解磁数据处理与转换常规方法及新方法进展：7.了解磁异常反演方法的基本原理和流程；8熟悉磁勘探的应用范围及数据的成图方式。（三）预备知识或先修课程要求在进行《地磁学与磁力勘探》课程学习之前，需完成《高等数学》、《大学物理》、《地球物理场论》课程的学习。（四）教学方式课堂教学采用板书为主，辅以多媒体的教学方式。课堂将进行提问、讨论、作业等方式检验教学效果。实验教学由授课教师现场指导学生实现测量仪器和计算机编程的实现，完成实验并提交实验报告。（五）考核方式本课程成绩由三部分组成：平时成绩20%，包括课堂讨论、课外作业、讨论课等；实验成绩20%，包括实验课堂表现、试验报告等；期末考试成绩60%，考试采取闭卷方式。四、各章节教学内容及学时分配绪论(2学时)第一节地磁学的研究对象及发展历程（1学时）第二节、磁法勘探与重力勘探的特征与区别（1学时）教学重点：明确地磁学的研究对象，磁力学的发展、趋势及其分类，介绍地磁学研究的作用及意义，以及磁法与重力、电法、地震方法的区别与联合，无其是与重力勘探之间的区别。重点明确磁法异常与重力异常在深度、幅值、研究对象方面的区别。学习要求：掌握地磁学研究对象的特征及重磁勘探的区别与联系，熟悉磁法勘探测量参数及磁法勘探的发展趋势。第一章地球磁场（4学时）第一节磁学基本概念（1学时）19
19 方法； 2 熟悉磁力仪及相关仪器设备的基本原理、功能与操作； 3 掌握磁法勘探工作的步骤，培养学生独立设计、施工直至系统地完成磁数 据采集、整理工作； 4 掌握磁异常的正演理论、重磁异常关系及常规条件下规则几何形体磁异常 的正演公式和基本特征，培养学生对实测磁异常场源性质的识别能力； 5 了解复杂条件下不规则地质体的磁异常的基本计算方法； 6 了解磁数据处理与转换常规方法及新方法进展； 7. 了解磁异常反演方法的基本原理和流程； 8 熟悉磁勘探的应用范围及数据的成图方式。 （三）预备知识或先修课程要求 在进行《地磁学与磁力勘探》课程学习之前，需完成《高等数学》、《大学物 理》、《地球物理场论》课程的学习。 （四）教学方式 课堂教学采用板书为主，辅以多媒体的教学方式。课堂将进行提问、讨论、 作业等方式检验教学效果。实验教学由授课教师现场指导学生实现测量仪器和计 算机编程的实现，完成实验并提交实验报告。 （五）考核方式 本课程成绩由三部分组成：平时成绩 20%，包括课堂讨论、课外作业、讨论 课等；实验成绩 20%，包括实验课堂表现、试验报告等；期末考试成绩 60%， 考试采取闭卷方式。 四、各章节教学内容及学时分配 绪 论 (2 学时) 第一节 地磁学的研究对象及发展历程（1 学时） 第二节、磁法勘探与重力勘探的特征与区别（1 学时） 教学重点：明确地磁学的研究对象，磁力学的发展、趋势及其分类，介绍地磁学 研究的作用及意义，以及磁法与重力、电法、地震方法的区别与联合，尤其是与 重力勘探之间的区别。重点明确磁法异常与重力异常在深度、幅值、研究对象方 面的区别。 学习要求：掌握地磁学研究对象的特征及重磁勘探的区别与联系，熟悉磁法勘探 测量参数及磁法勘探的发展趋势。 第一章 地球磁场(4 学时) 第一节 磁学基本概念（1 学时）
第二节地磁要素（1学时）第三节地磁场构成及分布规律（1.5学时）第四节地磁场起源（0.5学时）教学重点：系统学习磁化率、磁化强度、地球磁场、磁异常、地磁要素等相关概念和基本理论，对地球正常地磁场、磁异常等的概念及各个分量的计算，结合磁位、拉普拉斯方程解等基础知识严格定义并说明，介绍地磁场起源及产生机制。通过课程讲授使学生了解地球磁场、磁异常的基本概念，地磁正常场计算依据与表达式，地磁正常场的分布以及变化，引起磁异常的地质、地球物理条件。掌握地磁要素、总磁异常及各个磁异常分量的定义及物理含义，了解地磁场产生机制。学习要求：掌握磁场产生机理及所满足的拉普拉斯方程（位场），描述磁场的地磁要素分布及特征，地球正常场分布特征及最佳拟合中心偶极子场。第二章岩石的磁性（4学时，理论2学时，实验2学时）第一节物质的磁性、岩（矿）石磁性特征（1学时）第二节岩石感应磁化和剩余磁化（0.5学时）第三节地质体磁化的消磁作用（0.2学时）第四节古地磁学（2.3学时，含2学时实验）教学重点：物质磁场特征及磁滞现象，随外磁场强度和温度的变化。岩石感应磁化、剩余磁化的相关概念、基本理论及产生原因，了解岩石磁性的来源、组成及不同目的情况下所选取的研究对象。使学生掌握感磁和剩磁产生的机制及其分类，掌握部分岩矿石、典型构造的磁性特征，感应磁化强度与磁化率关系的计算。介绍古地磁学的研究方法及应用，主要了解地磁场长期变化研究的价值和意义，以及在实际中进行磁性资料获取所需要注意的事项，了解磁倾角、磁偏角及磁方向的计算方法以及测量方式，并掌握运用古地磁资料来进行磁极倒转、大陆漂移、海底扩张的研究工作。学习要求：不同类型物质磁性随外磁场强度和温度的变化特征，明确铁磁性物质的性质，感应磁化与剩余磁化的区别，剩余磁化种类及稳定性试验，以及剩磁研究的方法与意义。第三章磁法勘探仪器（2学时）第一节磁力仪类别（0.5学时）第二节机械式磁力仪及测量原理（0.5学时）第三节电子（质子）式磁力仪及测量原理（1学时）教学重点：介绍磁力仪的种类、功能及不同测量目的下磁力仪的选择，让学生了解常用磁力仪（重点了解质子式磁力仪）的操作流程以及野外工作中利用磁力仪获得实测资料的过程。通过课程讲授使学生掌握质子磁力仪的测量原理，并介绍20
20 第二节 地磁要素（1 学时） 第三节 地磁场构成及分布规律（1.5 学时） 第四节 地磁场起源（0.5 学时） 教学重点：系统学习磁化率、磁化强度、地球磁场、磁异常、地磁要素等相关概 念和基本理论，对地球正常地磁场、磁异常等的概念及各个分量的计算，结合磁 位、拉普拉斯方程解等基础知识严格定义并说明，介绍地磁场起源及产生机制。 通过课程讲授使学生了解地球磁场、磁异常的基本概念，地磁正常场计算依据与 表达式，地磁正常场的分布以及变化，引起磁异常的地质、地球物理条件。掌握 地磁要素、总磁异常及各个磁异常分量的定义及物理含义，了解地磁场产生机制。 学习要求：掌握磁场产生机理及所满足的拉普拉斯方程（位场），描述磁场的地 磁要素分布及特征，地球正常场分布特征及最佳拟合中心偶极子场。 第二章 岩石的磁性(4 学时，理论 2 学时，实验 2 学时) 第一节 物质的磁性、岩（矿）石磁性特征（1 学时） 第二节 岩石感应磁化和剩余磁化（0.5 学时） 第三节 地质体磁化的消磁作用（0.2 学时） 第四节 古地磁学（2.3 学时，含 2 学时实验） 教学重点：物质磁场特征及磁滞现象，随外磁场强度和温度的变化。岩石感应磁 化、剩余磁化的相关概念、基本理论及产生原因，了解岩石磁性的来源、组成及 不同目的情况下所选取的研究对象。使学生掌握感磁和剩磁产生的机制及其分类， 掌握部分岩矿石、典型构造的磁性特征，感应磁化强度与磁化率关系的计算。介 绍古地磁学的研究方法及应用，主要了解地磁场长期变化研究的价值和意义，以 及在实际中进行磁性资料获取所需要注意的事项，了解磁倾角、磁偏角及磁方向 的计算方法以及测量方式，并掌握运用古地磁资料来进行磁极倒转、大陆漂移、 海底扩张的研究工作。 学习要求：不同类型物质磁性随外磁场强度和温度的变化特征，明确铁磁性物质 的性质，感应磁化与剩余磁化的区别，剩余磁化种类及稳定性试验，以及剩磁研 究的方法与意义。 第三章 磁法勘探仪器(2 学时) 第一节 磁力仪类别（0.5 学时） 第二节 机械式磁力仪及测量原理（0.5 学时） 第三节 电子（质子）式磁力仪及测量原理（1 学时） 教学重点：介绍磁力仪的种类、功能及不同测量目的下磁力仪的选择，让学生了 解常用磁力仪(重点了解质子式磁力仪)的操作流程以及野外工作中利用磁力仪 获得实测资料的过程。通过课程讲授使学生掌握质子磁力仪的测量原理，并介绍
仪器性能及应用范围，掌握野外常用磁力仪的操作过程及参数含义。学习要求：了解不同类型磁力仪类型及测量原理，掌握质子磁力仪的测量原理及参数含义。第四章磁法勘探的野外工作方法（8学时：讲课4学时，实验4学时）第一节磁测工作设计（0.5学时）第二节地面及航空野外磁测数据采集（1学时）第三节地面磁测数据整理与图示（3学时，含2学时实验）第四节航空磁测数据整理（3学时，含2学时实验）第五节岩石磁性参数的测定和磁性参数的统计（0.5学时）教学重点：介绍航空、地面野外磁法测量的技术设计、野外施工过程、实测资料整理方法以及岩石磁性测定的简单步骤，解释地磁场日常变化产生的原因及对测量值的影响，地面磁法数据校正流程及方法，讲述数据不同成图方式的差异及目的性（2学时的校正方法与绘图实验），并讲述航空磁测与地面测量校正方法的差异及原理（2学时的磁数据调平实验），介绍岩石标本的磁性测定方法及原理。通过课程讲授使学生了解针对不同勘探目标的野外磁法测量过程，掌握磁法施工技术设计、实测磁法资料的整理及磁性参数的测定。学习要求：地面、航空磁法测量流程及数据校正方法，并注重介绍航空与地面差异的原因以及校正方法的区别和实现手段。第五章磁性体的磁场及特征（7学时：讲课4学时，实验3学时）第一节磁性体磁场的基本计算公式（2学时）第二节规则几何形体的磁场（5.5学时，含3学时实验）第三节复杂几何形体的磁场（0.5学时）教学重点：推导重磁异常之间的泊松公式，利用泊松关系式推导出简单条件下规则几何形体的总磁异常、各分量的计算表达式及其物理意义。分析不同形体总磁异常及各个分量在斜磁化和垂直磁化情况下的异常特征，为磁法资料反演计算奠定基础，并为磁异常初步推断解释提供依据（包括4学时磁异常正演计算实验）。通过课程讲授使学生了解规则几何形体磁异常计算的假定条件及其与自然界类似形状地质体的差别，理解规则几何形体磁异常及各个分量计算的基本原理和物理意义，掌握规则儿何形体总异常及各个分量异常的计算公式及异常特征，了解不规则地质体的磁异常的计算方法。学习要求：重点掌握倾斜磁化与垂直磁化异常区别，以及倾斜磁化条件下磁异常的特征及分布规律，并对比同源情况下重磁异常的特征。第六章磁数据处理与解释方法介绍（3学时：讲课2学时，实验1学时）第一节磁数据不同处理方法的介绍与目的（2学时，含1学时实验）21
21 仪器性能及应用范围，掌握野外常用磁力仪的操作过程及参数含义。 学习要求：了解不同类型磁力仪类型及测量原理，掌握质子磁力仪的测量原理及 参数含义。 第四章 磁法勘探的野外工作方法(8 学时：讲课 4 学时，实验 4 学时) 第一节 磁测工作设计（0.5 学时） 第二节 地面及航空野外磁测数据采集（1 学时） 第三节 地面磁测数据整理与图示（3 学时，含 2 学时实验） 第四节 航空磁测数据整理（3 学时，含 2 学时实验） 第五节 岩石磁性参数的测定和磁性参数的统计（0.5 学时） 教学重点：介绍航空、地面野外磁法测量的技术设计、野外施工过程、实测资料 整理方法以及岩石磁性测定的简单步骤，解释地磁场日常变化产生的原因及对测 量值的影响，地面磁法数据校正流程及方法，讲述数据不同成图方式的差异及目 的性（2 学时的校正方法与绘图实验），并讲述航空磁测与地面测量校正方法的 差异及原理（2 学时的磁数据调平实验），介绍岩石标本的磁性测定方法及原理。 通过课程讲授使学生了解针对不同勘探目标的野外磁法测量过程，掌握磁法施工 技术设计、实测磁法资料的整理及磁性参数的测定。 学习要求：地面、航空磁法测量流程及数据校正方法，并注重介绍航空与地面差 异的原因以及校正方法的区别和实现手段。 第五章 磁性体的磁场及特征(7 学时：讲课 4 学时，实验 3 学时) 第一节 磁性体磁场的基本计算公式（2 学时） 第二节 规则几何形体的磁场（5.5 学时，含 3 学时实验） 第三节 复杂几何形体的磁场（0.5 学时） 教学重点：推导重磁异常之间的泊松公式，利用泊松关系式推导出简单条件下规 则几何形体的总磁异常、各分量的计算表达式及其物理意义。分析不同形体总磁 异常及各个分量在斜磁化和垂直磁化情况下的异常特征，为磁法资料反演计算奠 定基础，并为磁异常初步推断解释提供依据(包括 4 学时磁异常正演计算实验)。 通过课程讲授使学生了解规则几何形体磁异常计算的假定条件及其与自然界类 似形状地质体的差别，理解规则几何形体磁异常及各个分量计算的基本原理和物 理意义，掌握规则几何形体总磁异常及各个分量异常的计算公式及异常特征，了 解不规则地质体的磁异常的计算方法。 学习要求：重点掌握倾斜磁化与垂直磁化异常区别，以及倾斜磁化条件下磁异常 的特征及分布规律，并对比同源情况下重磁异常的特征。 第六章 磁数据处理与解释方法介绍（3 学时：讲课 2 学时,实验 1 学时） 第一节 磁数据不同处理方法的介绍与目的（2 学时，含 1 学时实验）