地球物理勘探概論復(fù)習(xí)題

1、地球物理勘探復(fù)習(xí)資料地球物理勘探方法（簡(jiǎn)稱(chēng)“物探”）：是以巖礦石等介質(zhì)的物理性質(zhì)差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，利用物理學(xué)原理，通過(guò)觀測(cè)和研究地球物理場(chǎng)的空間與時(shí)間分布規(guī)律以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地質(zhì)研究、環(huán)境工程勘察和地質(zhì)找礦等目的的一門(mén)應(yīng)用學(xué)科。地球物理勘探方法：重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、放射性勘探、地?zé)峥碧?。?yīng)用物探方法所必須具備的地質(zhì)及地球物理?xiàng)l件：1.探測(cè)對(duì)象與周?chē)橘|(zhì)之間必須具有較明顯的物性差異；2.探測(cè)對(duì)象必須具有一定的規(guī)模（即其大小相對(duì)于埋藏深度必須有相應(yīng)的規(guī)模），能產(chǎn)生在地面上可觀測(cè)的地球物理異常場(chǎng)。3.各種干擾因素產(chǎn)生的干擾場(chǎng)相對(duì)于有效異常場(chǎng)必須足夠小，或具有不同的特征，以便能進(jìn)行異常的識(shí)

2、別。物探的多解性：物探資料往往具有多解性，即對(duì)同一異常場(chǎng)有時(shí)可得出不同甚至截然相反的地質(zhì)解釋?zhuān)@種情況往往是由于復(fù)雜的地質(zhì)條件和地球物理場(chǎng)場(chǎng)論自身局限性所造成的。且不可避免。產(chǎn)生多解的原因：（1）數(shù)學(xué)解的不穩(wěn)定性（2）觀測(cè)誤差（3）干擾因素（4）地球深部的不可入性所帶來(lái)的觀測(cè)數(shù)據(jù)中“信息量 ”的不足物探工作：先局部后整體第一章:重力勘探重力勘探是以研究對(duì)象與圍巖存在著密度上的差異為前提條件的。地球上任何物體都要受到重力的作用。物體所受的重力P是除該物體之外的地球質(zhì)量及其他天體質(zhì)量對(duì)物體產(chǎn)生的萬(wàn)有引力F和該物體隨著地球自轉(zhuǎn)而引起的慣性離心力C的合力。P=F+C FGM1M2/R2 CMW2R慣性

3、離心力C的方向垂直于地球自轉(zhuǎn)軸，并沿著R指向球外，并且是由赤道向兩級(jí)逐漸減小的。慣性離心力C是相當(dāng)小的，不足平均重力值的三百分之一，因此重力P基本上是由地球的引力確定的，其方向大致指向地心。地球周?chē)哂兄亓ψ饔玫目臻g稱(chēng)為重力場(chǎng)。P=Mg。一個(gè)重力單位：gu 重力的單位：mGal1Gal (伽) =103 mGal (毫伽) =106 uGal (微伽) =1 cm/s2:1 gu= 10-6 m/s2= 10-1 mGal (毫伽)二、地球的重力場(chǎng)分為：1正常重力場(chǎng)、2重力場(chǎng)隨時(shí)間的變化（長(zhǎng)期變化和短期變化）、3重力異常1正常重力場(chǎng)結(jié)論：地球的正常重力是人們根據(jù)研究的需要而確定的，不同的學(xué)者計(jì)

4、算出的正常重力值還有所區(qū)別，并不是客觀上存在的正常重力場(chǎng)；正常重力值只與計(jì)算點(diǎn)的緯度有關(guān)，沿經(jīng)度方向沒(méi)有變化；正常重力值在赤道處最小而在兩極處數(shù)值最大，相差約5萬(wàn)g.u正常重力值沿緯度方向的變化率與緯度有關(guān)，在緯度45°處的變化率最大(不是線性變化)正常重力值隨高度增加而減小，其變化率約為-3.086 g.um。造成地面上某點(diǎn)的重力觀測(cè)值與該點(diǎn)的正常重力值偏差的原因有：1 重力觀測(cè)是在地球自然表面而不是在水準(zhǔn)面上進(jìn)行的，自然表面與水準(zhǔn)面間的物質(zhì)及觀測(cè)點(diǎn)與水準(zhǔn)面間的高差會(huì)引起重力的變化2 地殼內(nèi)部物質(zhì)并不是呈同心層分布的，地殼內(nèi)物質(zhì)密度的不均勻分布，會(huì)造成實(shí)測(cè)值與正常值的差異3 地球內(nèi)

5、部物質(zhì)的變動(dòng)及重力日變也會(huì)引起重力場(chǎng)的變化三影響重力儀觀測(cè)精度的因素：(1)溫度影響 (2)氣壓影響 (3)電磁力影響 (4)安置狀態(tài)不一致的影響 (5)零點(diǎn)漂移 6）震動(dòng)的影響零點(diǎn)漂移：彈性重力儀中的彈性元件，在一個(gè)力(如重力)的長(zhǎng)期作用下將會(huì)產(chǎn)生蠕變和彈性滯后(彈性疲勞)等現(xiàn)象，致使彈性元件隨時(shí)間推移而產(chǎn)生極其微小的永久形變，它嚴(yán)重地影響了重力儀的測(cè)量精度，帶來(lái)了幾乎不可克服的零點(diǎn)漂移。重力儀讀數(shù)的這種隨時(shí)間而改變的現(xiàn)象稱(chēng)為零點(diǎn)漂移(或叫零位變化)。為消除這一影響，必須獲得重力儀零漂的基本規(guī)律和在工作時(shí)間段內(nèi)零漂值的大小，以便引入相應(yīng)的校正。所以，在制造儀器時(shí)，應(yīng)選擇適當(dāng)材料和經(jīng)過(guò)時(shí)效處理

6、，盡量使零漂變小并努力作到使它為時(shí)間的線性函數(shù)。這一點(diǎn)，在恒溫精度提高以后，是衡量重力儀性能好壞的重要標(biāo)志。此外，在野外工作中，必須在一批重力值已知的所謂重力基點(diǎn)網(wǎng)的控制下進(jìn)行，才有可能進(jìn)行零點(diǎn)校正。第三節(jié) 重力勘探工作方法測(cè)地工作：為了重力測(cè)量的進(jìn)行和對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行各項(xiàng)校正，需配合一定的測(cè)地工作目的：確定觀測(cè)點(diǎn)位的平面坐標(biāo)并進(jìn)行平面展點(diǎn)。進(jìn)行重力數(shù)據(jù)各項(xiàng)外部校正使用（平面坐標(biāo)和高程）（1）地形校正（包括野外實(shí)測(cè)近區(qū)地形校正值，利用測(cè)點(diǎn)及其測(cè)點(diǎn)以外的坐標(biāo)）；方法：除去測(cè)點(diǎn)所在水準(zhǔn)面以上多余的物質(zhì)，并將水準(zhǔn)面以下空缺的部分用物質(zhì)填補(bǔ)起來(lái)。地形影響恒為負(fù)，地形校正恒為正（2）中間層校正（利用測(cè)點(diǎn)坐

7、標(biāo)）；當(dāng)測(cè)點(diǎn)高于大地水準(zhǔn)面或基準(zhǔn)面時(shí)，h取正，反之取負(fù)。公式：（3）高度校正（利用測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)）；當(dāng)測(cè)點(diǎn)高于大地水準(zhǔn)面或基準(zhǔn)面時(shí)，h取正，反之取負(fù)。公式：（4）正常場(chǎng)校正（緯度校正，利用測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)）；在北半球當(dāng)測(cè)點(diǎn)位于總基點(diǎn)以北時(shí)，D取正。反之取負(fù)。公式：注：（1）和（3）合并起來(lái)統(tǒng)稱(chēng)布格校正手段：各種測(cè)量?jī)x器（經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、紅外儀、GPS等）球體中心埋深增大時(shí)，重力極大值減小，異常寬度相應(yīng)的增大，這條規(guī)律對(duì)任何形體都是適用的。重力異常的疊加;當(dāng)球體異常的水平梯度大于單斜異常水平梯度時(shí)，在球體異常中心附近部位才能形成小的圈閉。當(dāng)球體的剩余密度 0時(shí)疊加后的異常等值線是向異常升高的一方扭曲，反之，不

8、形成圈閉，向異常降低一方扭曲區(qū)域異常是疊加異常中的一部分，主要是由分布較廣的中、深部地質(zhì)因素引起的重力異常。這種異常特征是幅值較大，范圍也較廣，但水平梯度小。局部異常是疊加異常中的一部分，主要是指相對(duì)區(qū)域因素而言范圍有限的研究對(duì)象引起的范圍和幅度較小的異常，異常水平梯度相對(duì)較大。由于局部異常是從布格異常中去掉區(qū)域異常后剩余部分，故局部異常也稱(chēng)剩余異常。第二章，磁法勘探存在于地球周?chē)木哂写帕ψ饔玫目臻g，稱(chēng)地磁場(chǎng)。它是由1：基本磁場(chǎng)、2：變化磁場(chǎng)和3：磁異常三部分組成。地磁要素是按一定的規(guī)律分布在地表的：（1）等Z線、等H線（等I線）都大致平行于地理緯線（2）在赤道附近（磁赤道上），垂直分量Z和

9、磁傾角I為零，水平分量H最大，地下介質(zhì)在這里被“水平磁化”。隨著緯度的增大，Z和I的絕對(duì)值也增大，而H逐漸減小。（3）在北半球T向下，I為正；在南半球T向上，I為負(fù)。地下介質(zhì)在這里被“傾斜磁化”（4）在兩極附近某處，I達(dá)到±90°，H為零，Z的絕對(duì)值最大，它們就是地球的磁極。在地理北極附近的叫“磁北極”，它具有S極的極性；在地理南極附近的叫“磁南極”，它具有N極的極性。處于這兩個(gè)磁極附近的地下介質(zhì)被“垂直磁化”磁測(cè)的野外工作方法:1磁測(cè)精度的確定（電子式磁力儀）（均方誤差小于2nT的為特高精度磁測(cè)）2地磁場(chǎng)的日變觀測(cè)（設(shè)立日變觀測(cè)站作用是消除地磁場(chǎng)周日變化和短周期擾動(dòng)等的影

10、響）3巖石磁參數(shù)的測(cè)量有效磁化強(qiáng)度矢量：我們假設(shè)磁性體為均勻磁化且不考慮退磁和剩磁，磁體的總磁化強(qiáng)度矢量為M，Ms為M在XOZ(觀測(cè)剖面)的投影（分量），為有效磁化強(qiáng)度矢量。在空間坐標(biāo)系中，M可分解成Mx、My和Mz三個(gè)分量。其中Mx與Mz的合成矢量Ms稱(chēng)為有效磁化強(qiáng)度（或剖面磁化強(qiáng)度）， Ms與x軸正向的夾角i，稱(chēng)為有效磁化傾角?？碱}考題磁性體與其磁場(chǎng)的剖面對(duì)應(yīng)關(guān)系1、兩側(cè)無(wú)負(fù)異常的T曲線：順層（或順軸）磁化無(wú)限延伸板狀體（或柱狀體）的T異常為兩側(cè)無(wú)負(fù)值的曲線2、一側(cè)有負(fù)異常的T曲線：斜磁化無(wú)限延深板狀體的T剖面曲線為一側(cè)有負(fù)值的曲線3、兩側(cè)有負(fù)異常的T曲線：T剖面曲線兩側(cè)出現(xiàn)負(fù)值，是磁性體

11、下延伸度不大的表現(xiàn)第四章：電法勘探（電法勘探是以巖（礦）石間的電性差異為基礎(chǔ)，通過(guò)觀測(cè)和研究與這種電性差異有關(guān)的電場(chǎng)和電磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)和變化規(guī)律，來(lái)查明地下構(gòu)造或?qū)ふ矣杏玫V產(chǎn)的一類(lèi)地球物理勘探方法。）電阻率法是傳導(dǎo)類(lèi)電法勘探方法之一；注：電阻率值越大，導(dǎo)電性越差，當(dāng)電流沿著一段導(dǎo)體的延伸方向流過(guò)時(shí)，導(dǎo)體的電阻R與其長(zhǎng)度L成正比，與垂直于電流方向的導(dǎo)體橫截面積S成反比，即 R=ls。式中比例系數(shù)成為該導(dǎo)體的電阻率。因此電阻率在數(shù)值上等于電流垂直通過(guò)單位面積立方體截面時(shí)，該導(dǎo)體所呈現(xiàn)的電阻。電阻率的倒數(shù)即為導(dǎo)電率，直接表征了巖石的導(dǎo)電性能。地電斷面:是指根據(jù)地下地質(zhì)體電阻率的差異性而劃分界線的斷面

12、。這些界線可能同地質(zhì)體、地質(zhì)層位的界線吻合，也可能不一致。視電阻率實(shí)質(zhì):電場(chǎng)有效作用范圍內(nèi)各種地質(zhì)體電阻率的綜合影響值。電剖面法:電剖面法是電阻率法中的一個(gè)大類(lèi)。 特點(diǎn)：采用不變的供電極距，并使電極裝置沿觀測(cè)剖面移動(dòng)，逐點(diǎn)觀測(cè)視電阻率的值，由于供電極距不變，探測(cè)深度就可以保持在同一范圍內(nèi)，因此，電剖面法了解的是沿剖面方向，地下某一深度范圍內(nèi)不同電性物質(zhì)的分布情況。分類(lèi)：1聯(lián)合剖面法，2對(duì)稱(chēng)剖面法，3中間梯度法。聯(lián)合剖面法非常適合尋找產(chǎn)狀陡傾的層狀或脈狀地質(zhì)體（當(dāng)供電極距大于這些地質(zhì)體的寬度時(shí)，可以把它們視為脈狀良導(dǎo)體）。雖然利用聯(lián)合剖面法在直立高阻薄脈上也有異常顯示，但其效果比在直立低阻薄脈上

13、差，加之與其它對(duì)高阻薄脈同樣有效的電剖面方法相比，它的效率又低，因此，一般都不用聯(lián)合剖面法尋找高阻地質(zhì)體。聯(lián)合剖面法優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 由兩個(gè)三極裝置組成，可以提供較為豐富的地質(zhì)信息，分辨能力強(qiáng)，異常明顯等，并且可以定性判斷良導(dǎo)薄脈體的脈頂位置及脈的傾向。出現(xiàn)“正交點(diǎn)”缺點(diǎn)： 有無(wú)窮遠(yuǎn)極，野外工作中裝置笨重，地形影響大。適用范圍： 此方法可用于尋找產(chǎn)狀陡傾的層狀或脈狀低阻體或斷裂破碎帶，劃分巖層的直立接觸面等 中間梯度法特點(diǎn)：（1）利用均勻場(chǎng)勘探。 （2）裝置系數(shù)K不是恒定的，而是逐點(diǎn)變化的；（3）由于AB供電極距大，不僅在AB連線的中部，同時(shí)在連線兩側(cè)1/6AB范圍內(nèi)電場(chǎng)均近似于均勻電場(chǎng)，具有“一線供電，多線測(cè)量”的優(yōu)點(diǎn)，效率較高。應(yīng)用范圍：中間梯度法主要用來(lái)尋找產(chǎn)狀陡傾的高阻薄脈（如石英脈、偉晶巖脈等）優(yōu)點(diǎn)： 裝置簡(jiǎn)單，尋找產(chǎn)狀陡傾的高阻薄脈的效率高，并具有“一線布極，多線測(cè)量”的特點(diǎn)”。缺點(diǎn)： 應(yīng)用面較窄，低阻異常不明顯，一般不用此方法尋找低阻對(duì)稱(chēng)四極剖面法的實(shí)