磁异常，也称为“地磁异常”或“磁力异常”，是指地球磁场在局部区域因岩石内化学或磁性变化而产生的改变。这种现象主要由地壳内磁性不同的岩石在地磁场作用下产生的附加磁场引起。磁异常的研究对于探测地下结构和理解地球内部过程具有重要意义。在海洋板块上，磁异常的带状分布是支持海底扩张理论的关键证据。磁异常的尺度可以有不同的大小，但尺度的大小并不直接代表异常的强度。此外，磁异常还可能对空间环境造成扰动，影响航天器的正常运行。

磁异常即“地磁异常”，又称“磁力异常”。地磁场的理论分布是有变化的。一般把地磁异常按面积大小分为大陆性异常、区域性异常和局部异常。磁异常的测量对于地球物理学研究和资源钻探具有重要意义，它可以揭示被覆盖材料所遮蔽的地下结构。

磁异常主要是由地壳内磁性不同的岩石受地磁场磁化而产生的附加磁场。一般把地磁异常按面积大小分为大陆性异常、区域性异常和局部异常。磁异常的特征主要决定于磁性体的形状、走向、埋深、倾斜及延深、磁化强度特别是磁化方向，上述因素对磁性异常特征的影响不是孤立的，而是相互联系的。

磁异常通常是在磁场中的一小部分，整个磁场的范围在25,000至65,000毫微特斯拉（nT）。为了测量这些微小的变化，磁强计的灵敏度需要达到10nT或更小。目前主要有三种类型的磁强计用于测量磁异常：

- **磁通量闸磁力计（Fluxgate 磁力仪）**：最初是在第二次世界大战期间为侦测潜水艇而开发的。它的测量元件是在特定坐标轴上的感应器，具有指向性。在陆地上，它通常是垂直向着地面；在飞机、船舶和人造卫星上则需要定向，因此轴是指向磁场的方向。它能够连续测量磁场，但显示的数值会随时间漂移，需要通过反复测量同一地点来修正。

- **质子进动磁强计（Proton 岁差 Magnetometer）**：这种磁强计测量磁场的强度，但不指出方向。每次测量需要一秒钟或更长时间，适用于大多数地面测量，除了钻探和高分辨率梯度调查。

- **光泵磁力仪（Optically Pumped Magnetometer）**：使用碱性气体（如和），具有高采样速率和0.001nT或更高的灵敏度。这种磁强计价格昂贵，通常用于人造卫星和航空磁测。

磁异常不仅在科学研究中有所应用，也成为了科幻作品中的元素。例如，在亚瑟·克拉克的《磐石》系列《太空奥德赛》中，人类在月球附近的第谷坑发现了一个不自然的强磁场，称之为第谷磁异常-1（Tycho Magnetic Anomaly 1，TMA-1），这成为了人类寻找外星文明的线索。

在等值线图上看，一种是狭长异常，（带状分布）即等值线呈长条状或长椭圆状的封闭圈。另一种是等轴异常，即等值线呈圆形，似圆形的封闭圈。

二者的划分视异常值等于1/2极大值的那条等值线，其长轴和短轴之比大于或等于3时就是狭长异常（也称二度异常）反之为等轴异常（也称三度异常）。

在平面等值线图上，其等值线长轴的方向即为它的走向。在剖面平面图上曲线主峰值在测线上的投影位置连线的方向即为它的走向。狭长异常（二度异常）有明显的走向，而等轴异常（三度异常）无明显的走向。对磁异常的走向的描述一般是指走向展布的方向，如异常走向近东西向。或者用方位角表示，如：异常走向100°。

一般采用等值线平面图上零值线以上的第一条起始等值线来划分，也有用异常值1/2极大值的那条等值线来划分的，其单位一般为米或者千米，在实际描述中一定要注意说明采用的哪条等值线来划分的。如：以××nT等值线衡量，异常长××米，宽××米。

一般采用测网点线号来描述分布范围，如：异常分布（位于）××线××点—××线××点。注意一定要说明异常中心位置，中心位置一般系指异常极大值点的位置。

异常的强度指异常的正负极大值和一般强度。根据异常的强弱区分判断引起异常的地质因素，一般来说，磁铁矿引起的异常强度高，而岩体引起的异常相对弱，依据这一特点来区分异常的性质。

（1）异常形态是指曲线是否规则，是否圆滑。是单一磁性体引起，还是由多个磁性体迭加引起。

（2）磁性体具有一定的埋深时异常曲线规则、圆滑、宽缓。磁性体出露地表或埋深较小时异常曲线尖陡、不规则、呈剧烈跳跃。

（3）单一磁性体引起的异常只有一个异常峰值。由多个磁性体迭加引起的异常有多个异常峰值。

磁异常的梯度分水平梯度和垂直梯度。它是磁异常的一个重要特征，水平梯度指异常沿走向和垂直走向两个方向上的变化规律，也是指磁异常变化最快的地方，在有正负异常相伴生的情况下，这个变化最快的地方（磁异常的梯度带），一般处在极大值和极小值之间。

垂直梯度指异常沿垂直方向上的变化规律。用上延或下延一定距离后的异常与实测异常作比较。

异常梯度的描述，在平面等值线图上看，等值线密集的部位其梯度变化大，等值线稀疏的部位梯度变化小。在剖面图上，异常曲线的陡缓反映出它的梯度变化，陡的一侧梯度变化大，缓的一侧梯度变化小。

在实际描述时，将梯度变化大的称为梯度变化陡，梯度变化小的称为梯度变化缓。异常梯度变化的描述，一般采用对比的方法，如：异常的梯度变化北侧较陡，南侧较缓，或异常曲线南缓北陡。最好经过计算有量的概念，即梯度变化××nT/米。计算方法：两点间异常差值除以两点间距离。

不论是垂直磁化还是斜磁化，因磁性体的延深不同，在其正磁异常的两侧或者一侧，均有相伴生的负磁异常。在实际工作中怎样确定正负异常的伴生关系呢。这主要是看它们两者之间的变化是否连续，两者的规模和强度是否相辉映，正负异常既然是伴生的就不能把它们机械地分割开来，而应该作为一个整体来研究。

特别注意，正负异常的强度与正常场的选择有直接关系，正常场选的过低则异常可能全为正值，负值不明显。如果正常场选的太高，正异常分布在大片的负磁场中，正值变小，负值增大。我们在分析研究异常时，要正负异常一起看，不能只注意正值异常，而忽视负值异常。

物性资料是分析研究磁异常的基础，特别要强调的是对复杂磁异常的定性解释，如果没有物性资料是很难进行的，因此在实际工作中，一定要注意收集物性参数。要详细掌握工作区各种岩性的物性资料，认真分析磁异常对应的地质体是否具有磁性，其磁性能否引起实测异常，借以判断引起磁异常的原因。

为了深入了解磁异常的相关知识，以下是一些推荐的专业读物：

- Constable, Catherine G.; Constable, Steven C. "Satellite Magnetic Field Measurements: Applications in Studying the Deep 地球" In The state of the planet: frontiers and challenges in geophysics, edited by Sparks, Robert Stephen John; Hawkesworth, Christopher John. Washington, DC: American Geophysical Union, 2004.

- Hinze, William J.; von Frese, Ralph R.B.; Saad, Afif H. "Gravity and magnetic exploration: principles, practices, and applications." Cambridge: Cambridge University Press, 2013.

- Hinze, R. A. Langel, W. J. "The magnetic field of the 地球's lithosphere: the satellite 透视" Cambridge, U.K.: Cambridge University Press, 2011.

- Kearey, Philip; Brooks, Michael; Hill, Ian. "Magnetic 测量学" In An Introduction to Geophysical Exploration. John Wiley \u0026 Sons.

- Maus, S.; Barckhausen, U.; Berkenbosch, H.; Bournas, N.; Brozena, J.; Childers, V.; Dostaler, F.; Fairhead, J. D.; Finn, C.; et al. "EMAG2: A 2-arc min 分辨率 地球 Magnetic Anomaly Grid compiled from satellite, airborne, and marine magnetic measurements." Geochemistry, Geophysics, Geosystems, August 2009, 10 (8). doi:10.1029/2009GC002471.