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1、核磁共振作业（1）：第一章：1、目前 NMR 在那些领域里得到应用？NMR 方法技术在生物、化学、物理学和医学等领域得到广泛深入应用的同时，在地球科学领域中也得到有效的运用。2、NMR 在地学中有哪些应用？在地球科学方面，第一项应用是利用核磁共振原理研制出了准确度高、性能稳定的质子旋进磁力仪。第二项应用是核磁共振测井（NML ） ，以及与之相关的室内 NMR 岩心分析测试。NMR 技术在地球科学中的第三项应用就是核磁共振找水。 3、SNMR（MRS）主要特点有哪些？1、NMR 找水仪是输出功率高、接收灵敏度高并由 PC 机控制的当今世界上最先进的直接探测地下水的地球物理仪器。2、直接找水 3、
2、反演解释具有量化的特点，信息量丰富 4、经济、快速5、缺点：NUMIS 系统的探测深度为 100m，NUMIS+系统的探测深度为 150m，它们尚不能用来探测埋藏深度大于 150m 的地下水；由于核磁共振找水仪的接收灵敏度高，故易受电磁噪声干扰。第二章1、什么是磁旋比磁旋比磁矩与动量矩的比值。2、什么是横向弛豫？平行于磁场 B，自旋将能量传递给周围环境，这个周围环境称为晶格。在稳定磁场和晶格的作用下，原子核系统必须经过一定的时间才能达到稳定的磁化。因此，我们称这一弛豫为自旋晶格弛豫，而且，由于牵涉到磁化强度的纵向分量变化，因此，又称为纵向弛豫，也称之为热弛豫。3、什么是纵向弛豫？弛豫在射频磁场
3、的作用下，核磁矩的进动位相从随机分布趋于密集分布，从而使原子核系统产生横向磁化强度。如果把射频磁场撤去，横向磁化强度随时间逐渐消失，称为自旋自旋弛豫或横向弛豫。4、简述地面核磁共振原理向线圈供入拉摩尔频率的交变电流脉冲，其包络线为矩形。交变磁场激发使地下水中氢核形成宏观磁矩。宏观磁矩在地磁场中产生旋进运动。在切断激发电流脉冲后，用同一线圈拾取 NMR 信号，该信号的包络线呈指数规律衰减。NMR 信号强弱或衰减快慢直接与水中质子的数量有关，即 NMR 信号的幅值与所探测空间内自由水含量成正比。 5、什么是自由感应衰减？由于弛豫作用，磁化强度横向分量按指数形式随时间衰减，衰减的特征时间为 T2。磁
4、化强度的纵向分量随时间而增长，趋向其平衡值 Mo，增长的特征时间为 T1。磁化强度的这种行为称为自由进动衰减。由此得到随时间而周期变化的电动势teAMTtT000sinn2其圆频率 ，其幅度随时间按指数形式衰减，称为自由感应衰减信号。B第三章1、比较质子磁力仪和地面核磁共振仪器不同点：1、在原地方面：磁力仪以地面总磁场为稳定磁场 B0，质子在 B0 作用下产生拉莫尔旋进，测出旋进的频率（拉莫尔频率）即可求出磁场的大小，地面核磁共振仪器不仅要以地面总磁场为稳定磁场 B0 测出该项拉莫尔频率，还要在此基础上加上另一交变磁场，使质子产生能级跃迁从而释放能量，产生弛豫现象，从而测出弛豫时间。2、在测得
5、的参数方面：由于地面核磁共振方法与质子磁力仪测得的参数的不同，他们反映的地下介质的参数也不一样。质子磁力仪测得的是地下介质的磁感应强的，反映的是地下介质的磁性，而核磁共振信号测得的是 E0、T 2 * 、 T1 、 等，反映的是地下含水量的信息、孔隙度、渗透率、导电性等的信息。3、在应用方面：由于测得的参数的不同，二者的主要应用领域也不尽相同，质子磁力仪主要应用于地球物理找矿的应用，而地面核磁共振主要应用于地球物理着水的应用。相同点：1、都应用了核磁共振的原理。2、都会得到自由感应衰减信号。3、都需要测出拉莫尔频率。第四章1、讨论影响核磁共振信号的因素1、自然因素对核磁共振信号的影响导电性对核
6、磁共振信号的影响主要有以下几个方面：a、在有良导层的地方，特别是良导层在含水层上方时，会使核磁共振信号衰减（屏蔽效应） ，导致探测深度降低和垂向分辨率下降。b、上覆良导层的屏蔽效应对深部含水层的影响比对浅部含水层的影响大的多，有漏掉深部含水层的危险。c、核磁共振信号的初始相位灵敏地反应出岩层的导电性。 磁场强度和倾角变化对核磁共振信号的影响：a、地磁场强度决定拉摩尔频率，准确的磁场值确定正确的激发频率。地磁场越强，含水层核磁共振信号幅值越大，则越易探测到深层水；地磁场倾角的变化仅影响浅处（20-25m）含水层的信号幅值。b、地磁场倾角不仅在核磁共振资料反演解释过程中（求解矩阵）利用工区的地磁倾
7、角值，而且在分析、认识核磁共振信号异常时有参考价值。c、如果局部存在磁性不均匀体，将使核磁共振信号的衰减时间常数变小，影响核磁共振找水的地质效果。含水层岩石类型和含水量对核磁共振信号的影响：a、含水岩石的类型可依据含水层的平均孔隙度大小划分，弛豫时间在 30ms1000ms范围内变化，含水岩石可分为长信号含水岩石（整体水，砾岩、粗沙组成的含水层）和短信号含水层（细粒物组成的含水层） 。 电磁噪声对核磁共振信号的影响a、电磁干扰 (electromagnetic interference)无用电磁信号或电磁骚动对有用电磁信号的接收产生不良影响的现象。一般说来电磁干扰源分为两大类：自然干扰源和人为
8、干扰源。自然干扰源主要来源于大气层的天电噪声、地球外层空间的宇宙噪声。人为干扰源是有机电或其他人工装置产生电磁能量干扰，其中一部分是专门用来发射电磁能量的装置，如广播、电视、通信、雷达和导航等无线电设备，称为有意发射干扰源。另一部分是在完成自身功能的同时附带产生电磁能量的发射，如交通车辆、架空输电线、照明器具、电动机械、家用电器以及工业、医用射频设备等等。电磁噪声越大，实测曲线与理论曲线拟合效果越差 。特别是深部的含水层，当噪声水平大于10000nv 时反演结果已经不大可信了。2、人为技术因素对核磁共振信号的影响 天线的形状和大小a、天线可选择圆形、方形、圆八字形、方八字形。天线大小直接影响核磁共振信号的振幅、含水量。在相同激发脉冲矩的情况下，天线尺寸较大的勘探深度大，在同一深度上E0max 明显变大，使垂向分辨能力增强。但是，当探测目标范围相对天线大小而言为有限形体（如含水透镜体）时，不会有这种效果。激发脉冲矩大小和个数b、由浅入深逐步获得各含水层的核磁共振信号，达到探测不同深度含水层的目的。对脉冲矩个数的选择也应该适中（通常 16 个或 12 个） ，地下分层数与脉冲矩个数一样。 若脉冲矩多了，地质效果无明显改善又延长了工作时间；若选择少了，垂向分辨率降低了，探测薄含水层的能力减弱，有可能漏掉含水层，造成不良的地质效果。06111320111001245崔祥楠
