[实用新型]用于探测深海海底热液硫化物的磁探测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种海底磁探测系统，尤其涉及用于探测深海海底热液硫化物磁性的海底磁探测系统。

背景技术

从20世纪80年代起，世界上几个主要工业国家就制定了勘探和开发海底热液硫化物的国家计划。前苏联早在20世纪60年代中期，就在太平洋获得多金属硫化物样品，并对大洋热液过程的成因进行研究。在20世纪60年代和70年代之间，前苏联在太平洋洋中脊和印度洋进行了一系列的调查，以研究低温金属沉积物和热液结壳的成因。除俄罗斯外，大力进行海底硫化物调查勘探和研究工作的主要国家还有美、法、德、英、日、加和澳大利亚。但它们大都是在1979年首次发现了深海黑烟柱、块状硫化物和热液喷口周围的生物种群以后，才大规模地开始这项调查和研究工作的。目前，葡萄牙和意大利也制定了勘探深海热液硫化物的计划。从20世纪80年代开始，美国、法国、德国和日本对东太平洋、大西洋和印度洋中脊的海底热液作了大量勘查和研究，但工作重点集中在活动性热液体系上，勘查手段主要针对热液扩散流的物理～化学晕(温度、浊度、化学量传感器)，以及导致海底热液活动的火山～地震活动(海底地震、声学传感器)。

研究表明，海底磁场强度的低磁异常和已知热液喷口在空间上完全重合。矿物学和地球化学研究发现，热液与洋壳玄武岩反应，会使铁磁性矿物被蒙脱石、钠长石等非磁性矿物取代，因此导致岩石褪磁。在遭受热液蚀变后，玄武岩的磁场强度比蚀变前可下降1000nT以上。此外，磁测结果不仅能发现正在活动的热液喷口，而且能发现已经停止活动的热液蚀变产物。后者对海底硫化物矿体的勘查更为重要，但其它方法却无能为力。

国内在2000-2001年和2003年国家海洋局第一海洋研究所用磁法开展了C2C欧亚光缆路由调查及埕岛油田平台周边海底管线的探测，并取得了较好的探测效果，但都是在浅海。浅海的探测设备没有特殊的耐压要求，不是专门针对深海探测设计，因而也不能仅仅是简单地把浅海探测设备封装起来用来深海探测。

随着全球资源的日趋紧张，世界各国都把目光转移到海洋上来，开始了对海洋领域资源的大力勘探，由于海洋环境的特殊性，这就对探测系统提出了特殊的要求。但深海海底热液硫化物磁探测系统及其相关技术在国内完全是空白。

发明内容

本实用新型提供一种全自动记录的高分辨率探测系统，用于探测海底玄武岩因热液蚀变引起的磁性变化，结合水下定位技术和其它探测手段，确定热液蚀变体的空间位置和分布范围，为海底热液硫化物资源勘查提供依据。还可以实现海底磁场的三分量探测和数据保存，并经由上位计算机读取所测数据。

一种用于探测深海海底热液硫化物的磁探测系统，包括耐压壳体及封装在其内部的探头传感器。

所述的探头传感器由三个相互垂直的的磁通门传感器组成，可以探测空间中任意一点磁感应强度的互相垂直的X、Y、Z三个分量，各探头测量最大范围100000nT，最高分辨率1nT。

就单个磁通门传感器而言，其信号的采集和处理可以采用现有技术，本实用新型采用了三个相互垂直的的磁通门传感器(三个磁通门传感器空间位置相互垂直，三者采集的磁信号亦来自相互垂直的三个空间方位)。

耐压壳体内还设有用于控制探头传感器的三分量电子装置，所述的三分量电子装置包括三组控制单元分别用于控制所述的三个磁通门传感器，每个控制单元均由测量单元和传感器激励单元构成。测量单元和传感器激励单元可以采用现有技术中磁通门传感器的配套电路。

所述的耐压壳体由筒体和用于密封筒体两端的前端盖、后端盖构成。

前端盖及后端盖通过螺钉与筒体的端头固定连接。

耐压壳体的材质采用硬铝2A12，前端盖及后端盖可采用4个M6螺钉与筒体的端头进行紧固，为保证密封效果，前端盖及后端盖与筒体的端头的接触部位采用两道“O”形圈密封。

前端盖及后端盖均带有凸起伸入筒体内，凸起边缘与筒体内壁贴紧。

所述的两道“O”形圈密封分别位于：

筒体内壁与前端盖或后端盖的凸起接触的部位；

以及筒体端面与前端盖或后端盖接触的部位。

这样尤为适于在深海压力较大的场合使用，耐压密封效果更好。

所述的前端盖开有用于引出探头传感器的信号输出线的通孔，该通孔部位采用水密件密封，探头传感器的信号输出线连接到水下控制舱中的主机。

由于本实用新型磁探测系统的工作环境是在深海中并且接近海底，其所受的海水压力非常大，可以达到几十个MPa，这就对系统的承压和密封性能有很高的要求。