自然界的岩石和矿石具有不同磁性，可以产生各不相同的磁场，它使地球磁场在局部地区发生变化，出现地磁异常。利用磁力仪发现和研究这些磁异常，进而可以寻找磁性矿体和研究地质构造。磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一，它主要用来寻找和勘探有关矿产（如铁矿、铅锌矿、铜矿等）、进行地质填图等。

质子磁力仪（proton precession magnetometer），它利用静态激发质子在地磁场内的拉莫尔进动效应测量磁场。但它功耗大，只能进行间断测量，灵敏度不高。

当没有外界磁场作用于含氢液体时，其中质子磁矩无规则的任意指向，不显现宏观磁矩。若垂直于地磁场T的方向，加一强人工磁场Ho，则样品中的质子磁矩，将按Ho方向排列起来，此过程称为极化。然后切断磁场Ho ，则地磁场对质子有μp×T的力矩作用，试图将质子拉回到地磁场方向，由于质子自旋，因而在力矩作用下，质子磁矩μp将绕着地磁场T的方向作旋进运动，叫做拉莫尔旋进。

在圆柱形有机玻璃容器内，装满富含氢的工作物质，容器置于线圈之中。线圈通以电流，使其内产生极化磁场Ho ，其方向沿线圈轴向，大致垂直于地磁场T。沿着合成磁场（Ho+T）的方向（可以认为Ho 的方向就是合成磁场的方向），在工作物质内产生一宏观磁矩M（M是随时间逐渐增强的，要经过一段时间才能达到饱和值）。沿Ho方向建立起磁矩M后，迅速切断外磁场，在切断时间内，使M的方向和大小来不及发生明显的变化，结果质子磁化强度矢量开始绕地磁场T旋进。 一般极化线圈同时作为接收线圈， 并线圈调谐在旋进频率f上。

质子磁矩的旋进，将在接收线圈中产生感应电压信号，如图1所示。

1) 矿产勘察，根据矿石中有用矿物质具有磁性或有磁性矿物与之共生的特点，进行直接找矿，或根据矿体在成因 或空间上与某些磁性地质体构造有关的特点，进行间接找矿。这些矿包括铁矿、铅锌矿、铜矿等 。

2) 配合矿区勘探，研究矿体的埋深、产状和连续性，研究矿体的形状、大小，估计矿床规模 ? 石油、天然气勘察，研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题

3) 地震前兆监测，火山观测以及其它环境及灾害地质工作

4) 配合基础地质调查，进行地质填图

5) 对铁桶、铁罐等铁制品埋藏物定位

6) 探测与磁性相关的地质构造

7) 铁制军火侦测

8) 断层定位

9) 工程勘察

10) 管线探测

11) 环境勘探

12) 考古

13) 水文

WCZ-1质子磁力仪

WCZ-2质子磁力仪