《地球物理勘查 》教案

1、第一章 緒言（地球物理探測簡介）第一節(jié) 物探在資源勘查中的作用和地位一、物探用于研究板塊、大地構(gòu)造框架、地球的深部1、海底對稱分布的條帶性磁異常及解釋結(jié)果2、中國的深大斷裂（青藏隆起、郯廬斷裂）大多由物探方法確定3、利用地震、重力劃分出地球的圈層結(jié)構(gòu) 二、物探用于小比例尺大面積快速掃描性普查 1、1959-1999年，完成磁測1144萬平方公里，放射性300萬平方公里及少量的航空電法工作。 2、全國1：500萬和1：400萬航磁圖全部完成，部分省區(qū)已完成1：100萬和1：50萬航磁圖。 三、物探用于中比例尺（1：20萬、1：5萬）的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作 圈定巖體、追索礦化帶及礦體、追索隱伏斷裂及指

2、出成礦遠(yuǎn)景區(qū)。 四、物探大量用于大比例尺（1：1萬、1：1千）的詳查和勘探、工程地質(zhì)、地震預(yù)報等 確定礦體的產(chǎn)狀和埋深及幾何形狀規(guī)模等。 五、物探用于黑色金屬、有色金屬、貴金屬、稀有稀土金屬礦床及非金屬、石油、天然氣、煤炭、地下熱水等40余種礦產(chǎn)，效果良好 六、物探測井技術(shù)解決地下礦體走向、延伸、連續(xù)性等問題第二節(jié) 物探的探測方法及發(fā)展歷史與現(xiàn)狀一、物探方法簡介1、重力測量重力儀地面測量、航空測量2、磁力測量磁力儀地面測量、航空測量3、電法電阻率法、激發(fā)極化法、充電法、電磁波法等4、放射性測量 測量、中子測量、氡氣測量等5、地震測量人工地震、天然地震6、測井技術(shù)電、磁、核物理、電磁波7、遙感技

3、術(shù) 被動式 航空攝影可見光波段紅外微波 主動式 雷達(dá)探地雷達(dá)、衛(wèi)星雷達(dá) 二、我國物探方法的發(fā)展歷程 1、解放前的情況 1936年李善幫等在湖南水口山鉛鋅礦進(jìn)行重力、磁測工作。 19361942年丁毅、顧功敘等在安徽當(dāng)涂鐵礦、云南易門銅礦進(jìn)行了電阻率法和自然電場法工作。 1939年翁文波在四川石油溝進(jìn)行測井工作，以電阻率法和自然電場法成功劃分地層 2、50年代，重力、磁法、地震測量主要使用蘇聯(lián)、瑞典、匈牙利的儀器。激發(fā)極化法開始研究。 3、6070年代，北京地質(zhì)儀器廠、重慶地質(zhì)儀器廠建立，能生產(chǎn)各種儀器。 4、80年代，地質(zhì)工作走入低谷。 5、90年代以后，儀器精度高、數(shù)字化、智能化、自動化。

4、三、現(xiàn)狀與展望 1、與發(fā)達(dá)國家相比，儀器精度、解釋自動化水平較低。 2、勘探深度較低。3、工作程度較低。第二章 地球物理探測的物質(zhì)基礎(chǔ)（前提）第一節(jié) 地質(zhì)先驗(yàn)知識和物探方法的選擇一、地質(zhì)先驗(yàn)知識 1、根據(jù)地表觀測的結(jié)果，結(jié)合一些規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)，對地下地質(zhì)情況作出一定程度的推測。但必須依靠山地工程和鉆探的驗(yàn)證。 2、選用物探方法必須遵守物理學(xué)原理地球物理前提。 必須遵守地質(zhì)先驗(yàn)知識地質(zhì)前提，減少地球物理反問題解的非唯一性。 二、物探方法的選擇 1、一般經(jīng)驗(yàn)：應(yīng)考慮巖礦石的成分、結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)特征、圍巖特征、地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)、地形地貌條件、浮土厚度、水文條件等。 2、具體經(jīng)驗(yàn) 放射性測量：尋找放射性礦床和

5、與放射性有關(guān)的礦床。 配合其他方法進(jìn)行地質(zhì)填圖、圈定某些巖體等。 磁法測量：尋找磁鐵礦、銅、鉛、鋅、鉻、鎳、鋁土、金剛石、石棉、硼等礦床。 圈定基性、超基性巖體、大地構(gòu)造、地質(zhì)填圖、成礦區(qū)劃分、水文地質(zhì)等。 重力測量：尋找富鐵礦、含銅鐵礦、配合磁法尋找鉻鐵礦、磁鐵礦。 圈的火成巖體、普查與石油天然氣有關(guān)的構(gòu)造。 尋找密度小的礦產(chǎn)（如鹽巖）。 研究地殼深部構(gòu)造、劃分大地構(gòu)造單元、研究基底的內(nèi)部成分和構(gòu)造變化、起伏規(guī)律、確定斷層的分布、規(guī)模。 地形起伏影響大。 地震測量：主要用于解決地層和地質(zhì)構(gòu)造。石油、煤田、工程地質(zhì)（地下裂隙）、水文地質(zhì)（古河道）等。地形起伏影響大。 電法測量：巖礦石有明顯的電

6、阻率、極化率差異、接地條件較好。 應(yīng)用范圍較廣，方法較多，常用十幾種。第二節(jié) 巖礦石的物理性質(zhì) 一、巖礦石的磁性 1、巖礦石中含磁性礦物的種類和數(shù)量決定其磁性。 磁性的大小以磁化強(qiáng)度表示：M=Mi+Mr Mi為感應(yīng)磁化強(qiáng)度，Mr為剩余磁化強(qiáng)度。 其中Mr=KT K 為巖礦石的磁化率，T為地磁總場。 2、巖礦石的磁化率 反磁性物質(zhì)：（K0）,惰性氣體、金、銀、煤油、蒸餾水、石墨、石膏、石英、大理石、巖鹽等。一般K=-10SI。 順磁性物質(zhì)：（K0）,稀土金屬、鐵族巖類、輝石、石榴子石、黑云母、電氣石等。一般K=10-10SI。 鐵磁性物質(zhì)：（K值很大），磁鐵礦、鈦磁鐵礦、磁黃鐵礦、鐵的氧化物、鐵

7、的硫化物、隕石等。一般K=40-10SI。反磁性物質(zhì)、順磁性物質(zhì)可認(rèn)為無磁性，磁法測量主要針對鐵磁性物質(zhì)。 3、影響巖礦石磁性的因素 與磁性礦物的類型、含量、顆粒大小、結(jié)構(gòu)有關(guān)。 與形成的環(huán)境、溫度、壓力、變質(zhì)作用、氧化等有關(guān)。 二、巖礦石的密度差異性 1、火成巖：主要由礦物成分和含量決定。酸性基性，密度增大。 2、沉積巖：主要與孔隙度、埋深、干燥度有關(guān)。 3、變質(zhì)巖：主要與變質(zhì)性質(zhì)、變質(zhì)程度有關(guān)。 4、礦石：金屬礦一般為3.55，硫化物2.01.5。 5、影響巖礦石密度的主要因素：礦物成分和含量、孔隙度和含水量、埋藏深度。 三、巖礦石的電學(xué)性質(zhì)差異（電阻率、極化率） 1、巖石的電阻率：一般巖

8、漿巖較高，變質(zhì)巖次之，沉積巖最低。 2、礦物的電阻率：與礦物的導(dǎo)電類型和結(jié)構(gòu)構(gòu)造有關(guān)。金屬導(dǎo)電性礦物：天然金屬、石墨等。電阻率在1.24010.M半導(dǎo)體性導(dǎo)電礦物：大部分硫化物、金屬氧化物。黃銅礦、黃鐵礦、輝銅礦、方鉛礦、磁鐵礦等低于1.M，輝銻礦、閃鋅礦、錫石、軟錳礦、鉻鐵礦、赤鐵礦等在1010.M離子性導(dǎo)電礦物：大多數(shù)造巖礦物。長石、石英、云母、角閃石、輝石、巖鹽、石膏等。一般都大于10.M 3、影響電阻率的因素： 良導(dǎo)電礦物的含量及結(jié)構(gòu)構(gòu)造。致密塊狀、侵染狀、星點(diǎn)狀，依次增大。 巖礦石的孔隙度、含水量、及礦化度。 4、極化率：與供電時間、供電頻率、金屬礦物含量和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等有關(guān)。 四、放射

9、性差異 1、巖漿巖中不同種類巖石含鈾、釷、鉀含量區(qū)別很大，伴隨酸性增加而增大。 2、變質(zhì)巖中鈾、釷、鉀含量與變質(zhì)前原巖和變質(zhì)程度有關(guān)。 3、沉積巖中鈾、釷、鉀含量區(qū)別很大，常與其中的粘土含量有關(guān)。 4、不同時代的同一種巖石，時代越新放射性越大。 5、影響因素：巖石的放射性強(qiáng)度主要取決于鈾系、釷系、和不成系列的天然放射性元素鉀的含量。 五、彈性差異與影響地震波的因素 1、質(zhì)點(diǎn)間聯(lián)系越緊密，介質(zhì)越堅(jiān)硬，地震波傳播速度越快。在介質(zhì)內(nèi)傳播的波稱為體波，與體應(yīng)變對應(yīng)的稱為縱波。與切應(yīng)變對應(yīng)的稱為橫波。在介質(zhì)分界面?zhèn)鞑サ姆Q為面波，有瑞利面波、勒夫面波兩種。 2、影響地震波速的因素： 巖石的彈性特征與密度。

10、密度大波速也大。 巖石孔隙度和充填物?？紫抖却蟛ㄋ傩　３涮钗锊煌ㄋ僖膊煌?。 上覆巖層的壓力。壓力越大波速越大。 溫度影響巖石組分的晶化或熔化，巖石狀態(tài)的變化影響波速。 巖石的埋深與年代。越深越老波速越大。 第三節(jié) 巖礦體的天然狀態(tài)與地球物理場的關(guān)系 一、天然地質(zhì)體附近周圍存在地球物理場與礦體的形狀、產(chǎn)狀、空間位置有密切的關(guān)系。二、天然地質(zhì)體有規(guī)則（可求出精確解）和不規(guī)則兩種（只能得出近似解）三、正演和反演 由實(shí)測數(shù)據(jù)、曲線推測地質(zhì)體的參數(shù)正演。 由假想地質(zhì)體參數(shù)計(jì)算引起的異常值曲線反演。第四節(jié) 地球物理地質(zhì)模型的建立 一、地球物理地質(zhì)模型：勘查目標(biāo)和周圍地質(zhì)體的地質(zhì)、構(gòu)造、地球物理特征綜合到

11、一起的圖式或圖像。具有一定的幾何參數(shù)和物性特征參數(shù)的抽象化的物探異常體，相似于地下實(shí)際地質(zhì)體。 二、模型的基本要求 1、具有一定的幾何參數(shù)：產(chǎn)狀、形態(tài)、規(guī)模、埋深等，具有相應(yīng)的物性參數(shù)。 2、與地質(zhì)任務(wù)或地質(zhì)測量相一致，推斷方法合理，與地質(zhì)構(gòu)造成礦理論相適應(yīng)。 三、模型的特點(diǎn) 1、典型性、代表性。 2、簡化性。 3、不唯一性。 四、地球物理地質(zhì)模型的建立 1、確定研究對象。 2、觀測資料消除一切干擾和改正。保證數(shù)據(jù)的精度。3、正、反演方法配合使用。 4、物探、化探、地質(zhì)、工程等資料綜合分析解釋。 5、物理模型與地質(zhì)模型相互參照，達(dá)到自洽一致。 五、建立模型常用的方法 1、類比法。 2、數(shù)學(xué)地質(zhì)

12、相關(guān)分析法。 3、反饋法，正反演法。第三章 磁法勘探第一節(jié) 有關(guān)磁學(xué)的基本知識 一、衡量磁場強(qiáng)弱的物理量 1、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義： dF:通電導(dǎo)線的作用力，單位為N,I.dL：電流元（矩），單位為A.M,B：磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位為N/A.M或Wb/M。 2、磁場強(qiáng)度：二、磁法勘探中，地磁場強(qiáng)度的單位：奧斯特（Oe）和SI制單位特斯拉（T）。由于地磁場異常非常弱，一般用奧斯特的10分之一和特斯拉的10分之一（納諾）作單位。 1=10 Oe, 1=1納特（nT）。第二節(jié) 地球磁場 一、地磁要素1、地磁場形狀和極性：地球表面任一點(diǎn)的磁場是矢量，有大小有方向。磁感線形狀與地心處磁偶極子（條形磁鐵或球體）的

13、磁場基本相似，地球的地理南極點(diǎn)附近地下深處為N極（習(xí)慣上稱磁南極），地球的地理北極點(diǎn)附近地下深處為S極（習(xí)慣上稱磁北極）。地表處磁感線大致與地表一致。ZN磁北極方向TH垂向水平（地理北極）方向D2、地磁要素：地球表面任一點(diǎn)的磁場為矢量，其大小稱為地磁總場（T），方向用T與該點(diǎn)指向磁北極水平線的夾角（磁傾角I）和T與該點(diǎn)指向磁北極的夾角（磁偏角D）來表示。地磁總場（T）、磁傾角I、磁偏角D稱為地磁要素。為研究方便，又將磁總場（T）的垂向分量稱為垂直分量（Z）、磁總場（T）的水平方向分量稱為水平分量（H）。 二、地球磁場的組成1、穩(wěn)定部分磁場：起源于地球內(nèi)部。2、變化部分：起源于地球內(nèi)部和外部的感

14、應(yīng)磁場，有長期變化和短期變化部分，有些變化部分與太陽的位置有直接的關(guān)系（日變）。3、地表和內(nèi)部巖礦石的磁場。深部巖礦石的溫度超過居里溫度時將失去磁性。三、正常磁場和磁異常 1、正常場：地球磁場的穩(wěn)定部分和變化部分。 2、磁異常：巖礦石引起的磁場。分為巖石引起的異常（局部背景）和礦體引起的礦致異常。3、磁測方法中一般采用相對測量法。第三節(jié) 磁力儀器 一、現(xiàn)在主要用電子式磁力儀 1、垂直分量測量：主要用飽和式磁通門類儀器。 2、磁傾角和磁偏角測量：主要用飽和式磁通門類儀器。 3、水平分量測量：用刃口式水平磁力儀進(jìn)行。 4、總場測量：主要用質(zhì)子旋進(jìn)式磁力儀或光泵磁力儀進(jìn)行。二、具體使用方法及注意事項(xiàng)

15、、精度等技術(shù)指標(biāo)可參考其使用指南。第四節(jié) 地面磁測方法 一、布置測網(wǎng)與比例尺：比例尺 線距（M） 點(diǎn)距（M） 應(yīng)用范圍 測量方式 測網(wǎng)布設(shè)1：100萬 1萬 連續(xù) 普查 航空1：50萬 5千 連續(xù) 普查 航空或海洋1：20萬 2千 連續(xù) 區(qū)調(diào) 航空或海洋1：10萬 1千 連續(xù) 區(qū)調(diào) 航空或海洋1：5萬 500 50250 區(qū)調(diào) 地面 半儀器法1：2.5萬 250 25100 區(qū)調(diào) 地面 半儀器法1：1萬 100 1050 詳查 地面 儀器法1：5千 50 520 詳查 地面 儀器法1：2千 20 410 詳查 地面 儀器法1：1千 10 25 勘探 地面 儀器法 1：5百 5 12 勘探 地面

16、 儀器法二、確定磁測精度 磁測精度一般分三級：小于1為高精度， 2為中精度，5為低精度磁測總精度是測點(diǎn)觀測誤差（含操作及點(diǎn)位誤差、儀器噪聲均方誤差、儀器一致性誤差以及日變改正誤差）、總基點(diǎn)、正常場與高度等各項(xiàng)改正誤差的總和。在設(shè)計(jì)時可根據(jù)實(shí)際技術(shù)條件，在保證總精度的前提下，提高某項(xiàng)精度和降低另一項(xiàng)精度，可參與下表進(jìn)行誤差分配。 磁測誤差分配表磁測總誤差nT野外觀測均方誤差，nT基點(diǎn)、高程及正常場改正誤差，nT總計(jì)操作及點(diǎn)位誤差儀器一致性誤差儀器噪聲誤差日變改正誤差總計(jì)正常場改正誤差高程改正誤差總基點(diǎn)改正誤差54.362.652.02.02.02.451.01.02.021.561.10.70.

17、50.71.2120.70.70.710.870.70.30.30.30.4970.280.280.3注：操作及點(diǎn)位誤差中，含點(diǎn)位不重合、探頭高度不準(zhǔn)、探桿傾斜等誤差三、掃面工作 1、選擇基點(diǎn)。基點(diǎn)根據(jù)工作需要分總基點(diǎn)、分基點(diǎn)。并進(jìn)行聯(lián)測，聯(lián)測精度計(jì)算公式與一致性公式相同。 2、檢查儀器一致性：在現(xiàn)場無異常區(qū)選擇2540個點(diǎn)進(jìn)行一致性檢查測量，一致性精度計(jì)算公式為,m為總觀測次數(shù)，n為點(diǎn)數(shù)。 3、逐點(diǎn)逐線測量和記錄。 4、質(zhì)量檢查：一般為總工作量的5，應(yīng)盡量選擇低緩異常區(qū)進(jìn)行，應(yīng)盡量均勻分布。工作原則為“一同三不同”。精度計(jì)算公式為。接頭點(diǎn)可按質(zhì)檢點(diǎn)進(jìn)行精度計(jì)算。5、各項(xiàng)改正：零點(diǎn)掉格，溫度改

18、正，基點(diǎn)改正，日變改正，緯度改正，高度改正。高度改正：應(yīng)按地形圖上所定點(diǎn)位確定每個測點(diǎn)的高程。一般高程誤差不大于高度改正允許誤差，如表：表2高程誤差分配表磁測總誤差，nT高度改正誤差，nT允許高程誤差，m51.041.620.729.210.2811.66、計(jì)算總精度：四、剖面測量：與掃面工作中的路線測量相同，但比例尺一般較大，點(diǎn)距較小。五、磁性參數(shù)測定和統(tǒng)計(jì)工作 1、巖礦石磁性參數(shù)測定 普通標(biāo)本：a. 同類巖礦石標(biāo)本不能少于10-20塊，大小一般為6×6×8cm。 b.采用高斯第一位置（或第二位置）測量。常用第一位置。 C.儀器始終開放，周圍物體不得移動。標(biāo)本中心到儀器中

19、心的距離測量準(zhǔn)確到0.5cm，體積測量準(zhǔn)確到1立方厘米。未放標(biāo)本前讀數(shù) d.要求在x軸（北）上正、反兩次讀數(shù),、y軸（東）上正、反兩次讀數(shù),、z（下）上正、反兩次讀數(shù),。計(jì)三個方向上6次讀數(shù)。e.且滿足， f.計(jì)算公式： 磁偏角： 磁傾角： 2、磁參數(shù)測定質(zhì)量檢查用相對誤差表示：質(zhì)檢工作量為10-20。計(jì)算公式：, 。 3、磁參數(shù)的統(tǒng)計(jì)工作：同類標(biāo)本或同一地區(qū)的標(biāo)本一般服從正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布。 當(dāng)標(biāo)本不足30塊時，一般只計(jì)算算術(shù)平均值。 當(dāng)大于30塊時，應(yīng)分組統(tǒng)計(jì)，一般用直方圖表示。 標(biāo)本塊數(shù)與分組數(shù)的經(jīng)驗(yàn)曲線：102030404568310008006005004003002001008

20、060504030205000 六、磁測主要成果圖 1、磁異常剖面圖點(diǎn)號Z2、磁異常平面剖面圖某地磁異常平面等值線圖 1：10000 0100200300400500500某地磁異常平面剖面圖 1：10000 1cm=5003、磁異常平面等值線圖 從磁異常值的最高值點(diǎn)開始，以等差或等比等值線圈定異常。4、交通位置圖5、實(shí)際材料圖：包括工區(qū)地理位置、經(jīng)緯度、大地坐標(biāo)，工區(qū)的面積、各施工方法的面積及區(qū)域，驗(yàn)證工程的預(yù)計(jì)位置，物性標(biāo)本的采集點(diǎn)，面積性工作的線號、點(diǎn)號，基點(diǎn)的位置，生活基地的位置等。6、成果推斷圖點(diǎn)號Z覆蓋層矽卡巖灰?guī)r鐵礦閃常巖7、日變曲線及標(biāo)本磁性統(tǒng)計(jì)圖時間Z8、圖的整飾（1）圖框：

21、圖框起著壓邊和襯托圖面內(nèi)容的作用，其寬度應(yīng)與圖面大小相適應(yīng)。圖框一般由幾個線條組成。 （2）圖名：圖名由工作地區(qū)名稱、測區(qū)名稱或編號、物探方法及參數(shù)名稱，圖的類別四部分順序排列組成。除測區(qū)編號和物探參數(shù)用代號外，其余均用漢字。 （3）比例尺：自由分幅的圖件可只寫數(shù)字比例尺（空間坐標(biāo)比例尺），且比例尺位于圖件上方正中的圖名與上圖框之間。 （4）圖例：凡是圖中所繪出的各種圖形符號文字符號，線條和物探參數(shù)的比例尺等，均必須列入圖例，并確切說明其代表的內(nèi)容。圖例由左向右從上到下排列，其順序?yàn)椋旱刭|(zhì)符號、物探符號、物探干擾物等特殊地理符號。如點(diǎn)線號、曲線說明。 （5）技術(shù)說明：它寫明使用圖件時須了解的數(shù)

22、據(jù)和方法技術(shù)情況。如：工作比例尺，裝置大小，基線方向，使用儀器，參數(shù)比例尺等。 （6）責(zé)任表：所有的工作設(shè)計(jì)或成果報告的附圖，除交通位置圖外，都須有責(zé)任表。一般為長10cm，寬6cm，基形式及內(nèi)容見下表: (制 圖 單 位) （圖 名）擬 編順 序 號審 核圖 號清 繪比 例 尺技術(shù)負(fù)責(zé)日 期隊(duì) 長資料來源第五節(jié) 簡單幾何形體的磁異常 一、柱體 1、順軸磁化無限延深的傾斜柱體 2、順軸磁化有限延深的傾斜柱體Zaa阿aJrZaJr二、板狀體：二度體，理論上認(rèn)為其走向無限延伸，實(shí)際中長寬比10即可。1、順層磁化無限延深板狀體 2、順層磁化有限延深板狀體ZaJrZaJr三、斜交磁化板狀體：當(dāng)Js與板

23、的延深面斜交時，交角為，此種情況為斜磁化。1、斜交磁化無限延深板狀體 2、斜交磁化有限延深板狀體 只在一側(cè)出現(xiàn)負(fù)值，與交角所在方向一致。 兩側(cè)都出現(xiàn)負(fù)值，曲線不對稱。ZaJrZaJrZaJr四、水平圓柱一般以Zmax的一半值判斷異常的平面形態(tài)：若長寬比3，為等軸異常，反之為條帶狀異常。五、球體剖面與水平圓柱一樣，平面圖為等軸狀（同心圓），周圍出現(xiàn)負(fù)值區(qū)。Zad1d2六、磁異常埋深的簡單計(jì)算 1、切線法2、選擇法利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) 給定截面形狀、埋深等參數(shù)。 給定k、Jr等參數(shù)。 計(jì)算剖面上各點(diǎn)由設(shè)定截面引起的異常值，并與原始觀測值比較。 重復(fù)上述步驟，直到剖面上各點(diǎn)的計(jì)算值與觀測值的差異小到滿意為

24、止。 此時的截面即為最終選擇的截面。第六節(jié) 磁異常的地質(zhì)解釋 一、磁異常的定性解釋：定性解釋包括兩個主要內(nèi)容，一是初步判斷引起異常的地質(zhì)原因，二是大致判斷地質(zhì)體的形狀、產(chǎn)狀和范圍。 1、判斷引起磁異常的原因綜合地質(zhì)和磁測資料進(jìn)行分析，重點(diǎn)放在與礦體相關(guān)的地質(zhì)條件方面 A.沉積變質(zhì)礦床分析是否存在具體含礦層位與磁異常的分布關(guān)系。 B.接觸交代型礦床分析是否存在侵入巖體與圍巖的接觸帶，有無圍巖蝕變及礦化標(biāo)志磁異常及其表現(xiàn)。 C.熱液型礦床分析區(qū)內(nèi)是否存在控制成礦的斷裂和其他構(gòu)造磁異常的表現(xiàn)。 E.綜合利用地質(zhì)物化探資料，定性、定量確定估計(jì)出埋深幾何形態(tài)分析磁異常是否賦存于成礦有利部位，幾何形態(tài)與已

25、知的礦體是否相近。 F.對低緩異常進(jìn)行上下延拓計(jì)算，區(qū)分礦、巖體引起的異常。 2、大致判斷地質(zhì)體的形狀、產(chǎn)狀和范圍，分析磁性體賦存狀況 A.判斷磁異常的平面分布特征。用Zmax的一半值判斷異常的平面形態(tài)：若長寬比3，為等軸異常，反之為條帶狀異常。一般分等軸狀或狹長異常。 B.異常接近對稱，兩側(cè)無負(fù)值順層磁化無限延深。 C.一側(cè)出現(xiàn)負(fù)值斜磁化無限延深或順層磁化有限延深。 D.兩側(cè)出現(xiàn)負(fù)值有限延深的二度體（水平圓柱、板等）引起 E.估計(jì)磁性體的埋深   二、磁異常的定量解釋：定量解釋通常在定性解釋的基礎(chǔ)上進(jìn)行。它是依據(jù)反演所得到的地質(zhì)體的位置、幾何參數(shù)和物性參數(shù)，進(jìn)一步判斷引起

26、磁異常的地質(zhì)原因，提供巖石地層或基底的深度、傾角和厚度在平面或剖面上的變化，以便推斷地下的地質(zhì)構(gòu)造提供地質(zhì)體在平面上的投影位置及地質(zhì)體的深度、傾向等，以便合理地布置鉆探工程。 三、地質(zhì)結(jié)論和圖示：地質(zhì)結(jié)論是磁異常解釋的成果，也是磁法勘探的最終成果。它是磁異常所反映的地質(zhì)情況的簡要概括或總結(jié)，它是由定性解釋、定量解釋與地質(zhì)規(guī)律相結(jié)合而作出的地質(zhì)推論。地質(zhì)圖示是磁法勘探成果的集中表現(xiàn)。成果圖包括地質(zhì)剖面圖、地質(zhì)略圖、構(gòu)造要素圖、礦產(chǎn)預(yù)測圖等。第七節(jié) 航空磁測簡介 一、航空磁測適應(yīng)于湖、海、森林、沙漠、冰雪等地區(qū)。 二、航空磁測測量的參數(shù)：。T：實(shí)測值。T：正常場。, 實(shí)質(zhì)為：，一般：，角很小，是T

27、a在To方向上的投影。 三、應(yīng)用：小比例尺大面積普查地面磁測判斷異常性質(zhì)。 四、特點(diǎn) 1、斜磁化影響比Za大，一般航磁圖中負(fù)值較多。 2、飛行高度較大，航磁異常是多個地磁異常的綜合反映，特別是深部地質(zhì)體的反映。 3、正常場（基點(diǎn)）為照顧全局，對某些局部異常不一定適用。 4、由于面積大，異常值測量只與主要構(gòu)造垂直，與次要構(gòu)造不一定垂直異常有畸變和復(fù)雜化。 5、空地聯(lián)系及飛行誤差，航磁異常位置有位移和畸變造成地質(zhì)解釋的錯誤。 6、資料一般用電算處理。第八節(jié) 磁法勘探的應(yīng)用  一、磁法勘探在研究地殼深部構(gòu)造中的應(yīng)用     大家知道地殼內(nèi)具

28、有很強(qiáng)的磁化強(qiáng)度，由此推知，當(dāng)?shù)貧?nèi)部一些構(gòu)造層的厚度變化 時，必然產(chǎn)生相應(yīng)的磁異常，若上部地殼的厚度和成分相對穩(wěn)定，則莫霍面深度變化往往引 起負(fù)的磁異常。當(dāng)磁異常值高時，表明地殼相對較厚，反之，表明地殼相對較薄。有人依據(jù)青藏高原南緣的喜馬拉雅山區(qū)存在重力高和磁力低，推測該區(qū)地殼較?。欢鶕?jù)高原中部存在磁力高和重力低，推測該區(qū)地殼較厚。二、磁法勘探在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用     利用磁異常劃分構(gòu)造單元地槽區(qū)和地臺區(qū)是一級構(gòu)造單元。由于地槽區(qū)和地臺區(qū)的地質(zhì)特征不同，因此它們的磁異常分布特征也不相同。    磁異常在地槽區(qū)的特征

29、是：磁異常數(shù)目多，幅度大，變化劇烈，梯度值大，磁異常呈線狀排列且沿一定方向延伸。磁異常在地臺區(qū)的特征是：異常表現(xiàn)為寬闊變化平緩，沒有一定的方向性，異常數(shù)目少，梯度值小，通常表現(xiàn)為較低的正負(fù)磁異常。三、利用磁異常研究結(jié)晶基底巖性和基底起伏    在基底起伏較平緩而埋藏深度不大的條件下，結(jié)晶基底內(nèi)巖性變化可以產(chǎn)生一定的磁 異常，利用磁異常剖面曲線，可以推斷地質(zhì)斷面圖。在地臺區(qū)研究結(jié)晶基底起伏可推斷沉積巖系的分布范圍和厚度的變化情況，對劃分構(gòu)造單元、指出油氣遠(yuǎn)景區(qū)均有重要意義。此外,某些金屬、非金屬礦也與基底起伏有關(guān)，結(jié)晶基底與上覆沉積巖系通常為明顯的密度和磁性界面，而

30、且基底的磁性和密度比沉積巖的大。在基巖的磁性、密度較均勻時，重磁異?？煞从郴醉斆娴钠鸱?。大量實(shí)際資料表明，如果區(qū)域重力高與變化劇烈、水平梯度較大的區(qū)域磁力低相對應(yīng)，則該區(qū)的基底較淺；反之，如果區(qū)域重力低與寬緩，平靜的磁力高相對應(yīng)，則該區(qū)的基底較深。|四、利用磁異常確定斷裂構(gòu)造 在磁異常中，斷裂的主要表現(xiàn)形式為：1、磁異常的密集帶，或正負(fù)異常的突變帶。在磁異常中，斷裂的主要表現(xiàn)形式為： 1、磁異常的密集帶，或正負(fù)異常的突變帶。2、磁場分布性質(zhì)的突變帶，或異常走向的突變帶。3、串珠狀、帶狀或雁行排列的異常帶。4、異常強(qiáng)度和寬度發(fā)生變化。   5、不同特征磁場區(qū)的分界線。從圖（

31、6.2.25)中可以看出，其磁場為兩種不同性質(zhì)的磁異常，西北部磁異常較平緩，范圍大，東南面磁異常數(shù)目多，較不平靜，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因，可以認(rèn)為是由于斷層的存在，兩邊巖石的埋藏深度不同，從而表現(xiàn)出兩邊磁異常的性質(zhì)不同。五、利用磁測資料研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、預(yù)測油氣遠(yuǎn)景區(qū)。（一） 圖（6.2.27)為我國東北松遼平原的航空磁異常圖的一部分。由異常圖的原始記錄曲線，對每一個異常都計(jì)算了磁性體深度，并繪制了深度圖（6.2.28)。依據(jù)圖（6.2.27)和圖（6.2.28)并結(jié)合其它物探和地面地質(zhì)、鉆井資料，推斷出該區(qū)的構(gòu)造綱要圖，如圖（6.2.29)所示。全區(qū)可分為六個區(qū)域：包括六個市鎮(zhèn)。I區(qū)：此區(qū)域內(nèi)主

32、要是平緩、光滑、寬度大的正磁異常，整個異常帶北寬南窄。區(qū)內(nèi)基底下陷到最深處，最深度達(dá)，沉積蓋層最厚，稱其為基底洼陷?在基底向下洼陷地帶內(nèi)有兩個基底隆起，一個在F北，另一個在L南，稱這兩個隆起為長垣。    區(qū)：占據(jù)整個圖幅的南、東及西北三側(cè)，區(qū)內(nèi)磁異常強(qiáng)度不大，但梯度大，異常曲線跳動劇烈。基底深度小于，沉積蓋層薄。該區(qū)對找油意義不大。    區(qū)：這一區(qū)域基本上是負(fù)磁場區(qū)，異常曲線跳動劇烈?；咨疃刃∮?，沉積蓋層薄。  區(qū)：位于、區(qū)之間，由區(qū)過渡到區(qū)，磁異常起伏明顯減弱，梯度減小，說明基底下降，蓋層增厚，基底深度為,

33、整個區(qū)域深度變化不大。    區(qū)：是一個以斷層為邊界的斷塊凹陷區(qū)，由磁異常剖面平面圖可看出有斷裂存在，在線和線的兩端可看出異常特點(diǎn)突然改變，線以北為尖銳跳躍的異常，而線及其以南基本上是光滑的負(fù)異常，故這兩線間存在一個斷裂；另外，由鎮(zhèn)開始向西南方向延伸到?線，為一條狹窄的正異常帶，其東西兩側(cè)的異常明顯不同，故這是一條規(guī)模較大的斷裂；再次，在線、線間異常也明顯不同，故也存在一條斷裂，因此，三條斷裂圍繞著區(qū)。       區(qū)：異常較弱，梯度變化不大，基底深度，故為一凹陷區(qū)。在這六個區(qū)域中，區(qū)基底最深，沉積蓋層厚

34、，并且有兩個規(guī)模較大的長坦基底隆起，成為油氣最好封閉構(gòu)造，推斷區(qū)為找油最有希望的地區(qū)，并為實(shí)際所證實(shí)。即后來，在區(qū)內(nèi)的兩個基底隆起處分別找到大慶油田和扶余油田.第四章 重力勘探第一節(jié) 地球的重力場 一、物體的重量重力加速度g 1、重力測量中實(shí)際為測量重力加速度 2、單位：采用單位質(zhì)量所受的重力來衡量重力場強(qiáng)度，常用重力加速度代表重力場強(qiáng)度，單位為cm/s，在重力勘探中稱之為一伽，用Gal表示，常用一伽的千分之一為單位，稱之為毫伽，用mgal表示，隨著重力測量儀器精度的不斷提高，取毫伽的千分之一做單位,并命名為微伽。即：1cm/s=1Gal，1Gal/1000=1mgl，1mgl/1000=1g

35、l，國外用g.u(gravity unit)重力單位，國內(nèi)常用毫伽。1g.u=0.1毫伽。 二、重力正常分布 1、大地水準(zhǔn)面上重力方向處處與該面垂直。 2、重力正常分布公式：伽 ：任意點(diǎn)正常重力值，：赤道重力值，、：于地球扁率、地球赤道半徑、極半徑有關(guān)的系數(shù)，：任意點(diǎn)的緯度。 1930年國際大地協(xié)會規(guī)伽 1971年國際組織推薦：伽 當(dāng)前應(yīng)用公式：伽 3、附加引力：由于地球內(nèi)部物質(zhì)分布不均勻引起重力測量的基礎(chǔ)，巖礦石密度分布有差異。 4、第二節(jié) 巖礦石的密度 一、巖漿巖密度最大，變質(zhì)巖次之，沉積巖最小。 二、變質(zhì)巖變質(zhì)程度越深密度越大。 三、沉積巖密度與孔隙度、含水度有關(guān)。 四、同種巖石的密度與

36、產(chǎn)地和埋深有關(guān)。 五、金屬礦物一般比非金屬礦物密度大，重晶石除外。沉積巖類 變質(zhì)巖類 火成巖類 礦石類土壤1.11.3 片麻巖2.42.9 花崗巖2.53.7 赤鐵礦4.95.3砂巖1.82.8 蛇紋巖2.63.2 安山巖2.52.8 磁鐵礦4.95.3頁巖2.43.0 石英巖2.62.9 輝長巖2.93.1 黃鐵礦4.95.2石灰?guī)r2.33.0 大理巖2.62.9 玄武巖2.73.2 鉻鐵礦4.54.6石膏2.73.0 橄欖巖2.53.3 重晶石4.34.6巖鹽2.12.2第三節(jié) 重力儀 一、石英彈簧重力儀：石英彈簧在重力作用下產(chǎn)生彈性形變。 精度為0.01mgal，是重力加速度的分之一。

37、二、弦線重力儀：弦線振動重力變化弦線振動頻率發(fā)生變化。 精度較低，0.1 mgal，用于海洋和航空測量。 三、超導(dǎo)重力儀：利用超導(dǎo)體的完全排磁效應(yīng)制成。精度和穩(wěn)定性超過石英彈簧重力儀。 四、激光重力儀：利用激光測定重力加速度的絕對值。精度比超導(dǎo)重力儀高。第四節(jié) 布格重力圖 一、工作任務(wù)和比例尺比例尺 等值線間隔mgal 總均方差mgal 測點(diǎn)距離M 測點(diǎn)密度p/km 工作階段1：100萬 10 ±4 700010000 0.01-0.02 普查1：50萬 510 ±2-4 30005000 0.04-0.1 普查1：20萬 25 ±0.8-2 15002000 0

38、.25-0.5 區(qū)調(diào)1：10萬 2 ±0.8 5001000 1-4 區(qū)調(diào)1：5萬 12 ±0.4-0.8 200500 4-25 詳查1：2.5萬 0.51 ±0.2-0.4 100200 25-100 詳查1：1萬 0.11 ±0.04-0.4 50100 100-400 勘探1：5千 0.11 ±0.04-0.4 2550 400-1600 勘探1：2千 0.11 ±40.04-0.4 1020 2500-10000 勘探二、各項(xiàng)改正 1、基點(diǎn)改正： 2、高度改正：，精確公式：測點(diǎn)與基點(diǎn)的高差，其正值時高度改正值為正，若為負(fù)其改

39、正值為負(fù)。：基點(diǎn)緯度。 3、中間層改正： ：中間層平均密度，：中間層平均厚度，測點(diǎn)位置高于基點(diǎn)時為正，反之為負(fù)。高度改正、中間層改正即為布格改正。 4、緯度改正：，：基點(diǎn)緯度。 D：測點(diǎn)與基點(diǎn)間南北向距離（千米），在北半球，測點(diǎn)在基點(diǎn)以北為正，反之為負(fù)。 5、地形改正：一般用計(jì)算機(jī)處理。 三、基本成果圖 1、布格異常原始數(shù)據(jù)圖 2、布格異常平面剖面圖 3、布格異常平面等值線圖 4、布格異常典型剖面圖 5、巖礦石密度測定統(tǒng)計(jì)圖（表）第五節(jié) 重力異常的劃分 一、重力異常的特點(diǎn)：與磁異常相比，性質(zhì)單一，同一地質(zhì)體不會出現(xiàn)正負(fù)異常伴生的情況。質(zhì)量盈余正異常，質(zhì)量虧損負(fù)異常。 二、引起重力異常的地質(zhì)原因

40、 1、地殼厚度的變化： 高山區(qū)（-400mgal）,平原區(qū)（-100 mgal），大陸架（0 mgal），洋底（400 mgal） 2、結(jié)晶基底的起伏及成分的變化： 結(jié)晶基底：前寒武紀(jì)由片麻巖、大理巖、各種結(jié)晶片巖組成的原始地殼。平均密度比上覆地層大0.10.3g/cm。 3、地表巖石（層）巖性、成分、起伏變化引起。幾mgal，范圍小于幾百平方千米。 4、接近地表的金屬、非金屬礦體引起。十分之幾百分之幾mgal，分布范圍很小。 三、消除區(qū)域背景場及方法 1、經(jīng)各種改正后的重力異常是上述四種地質(zhì)因素的綜合反映，為突出有用（礦）異常，常采用滑動窗口平均法。 2、滑動窗口平均法： 一維數(shù)據(jù)常用：七點(diǎn)

41、二階圓滑公式：九點(diǎn)二階圓滑公式：二維數(shù)據(jù)常用： 0,00,20,12,01,00,-20,-1-2,0-1,0五點(diǎn)圓滑公式：九點(diǎn)圓滑公式：二十五點(diǎn)圓滑公式（不介紹）Za四、經(jīng)上述工作后 布格重力異常背景異常（正常場）+局部異常（剩余異常）第六節(jié) 簡單幾何體的重力異常及地質(zhì)模型 一、球體、水平圓柱等軸狀、二度體Za 二、直立、傾斜板狀體脈狀、透鏡體 三、半無限平板（臺階）斷層 四、對重力異常的初步分析 1、異常強(qiáng)弱或幅度大小。強(qiáng)淺、密、小，弱深、小、大。 2、等值線形態(tài)三度體、二度體、水平、傾斜、構(gòu)造斷裂。 3、等值線或剖面梯度。陡地質(zhì)體淺，緩地質(zhì)體深。 4、等值線或剖面對稱性判斷直立、傾斜及傾

42、向。對稱直立，不對稱傾斜。 5、局部異常（剩余異常）剖面曲線特征估計(jì)埋深 三度體：，二度體：剩余異常極大值，單位為g.u ，剩余異常曲線水平梯度曲線的最大值，H的單位為米。第七節(jié) 重力異常的地質(zhì)解釋一、 地殼深部結(jié)構(gòu)的研究和解釋 花崗巖類與玄武巖類之間存在明顯的密度界面，稱為康拉德界面。玄武巖類與橄欖巖類之間存在界面，稱為莫霍洛維奇面。它們之間具有明顯的密度界面，因此，宏觀的區(qū)域性大面積重力測量或長剖面小比例尺的重力測量結(jié)果，可以反映出深部莫氏面或康氏面的起伏變化，如果根據(jù)地震資料，測區(qū)的某一點(diǎn)莫氏面或康氏面的埋藏深度為已知時，就可以利用實(shí)測的相對重力值推算出全區(qū)莫氏面或康氏面。根據(jù)地殼均衡作

43、用，高山象漂浮在地殼上部，象船浮在水中一樣，一部分伸入地下。造山巖石，屬于較輕的硅鋁層，它是漂浮在較重的硅鎂層之上，據(jù)地殼均衡學(xué)說，山越高，山根就越深，即硅鎂層（玄武巖類）越深，亦即莫霍面越深地形越高，異常值越低，說明山越高，其山根越深，亦即莫氏界面越深。二、高山布伽重力異常圖結(jié)晶基底的研究和解釋1、重力異常和基底起伏沒有直接聯(lián)系，所反映的是基底巖性的變化。如基巖中火成巖活動，當(dāng)侵入的巖漿巖和圍巖有密度差時，則重力異常就會有所反映。2、基底斷裂對重力異常的反映。斷裂在重力資料中的表現(xiàn)形式是多樣的，其主要形式有： 重力等異常線的密集帶。 異常曲線的扭曲帶。3、結(jié)晶基底表面起伏的重力異常反映?；?/p>

44、表面起伏就可以成為引起重力異常的主要地質(zhì)因素的條件：結(jié)晶基底表面及附近介質(zhì)滿足適當(dāng) 基底和蓋層的密度差大，基底表面起伏明顯。 沉積層密度均勻或蓋層內(nèi)部構(gòu)造有繼承性。 基底內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻或基底埋藏較深，使基底內(nèi)部不均勻體的異常顯示變?nèi)酢?地殼深部結(jié)構(gòu)變化不大。三、沉積蓋層的解釋 一些實(shí)際資料表明：重力異常也會與沉積蓋層之間存在著直接的聯(lián)系，例如，重力高反映的是隆起，重力低反映的是凹陷，或者相反；其它如斷層等地質(zhì)因素，亦同樣可以存在著直接聯(lián)系，不過存在這種情況，它需要有以下有利條件。 結(jié)晶基底埋藏較深。 在沉積蓋層中，存在著明顯的密度界面。 沉積蓋層中的構(gòu)造幅度大。 無顯著的區(qū)域重力背景干擾。

45、60;  在這種情況下，根據(jù)重力資料，定性的研究沉積蓋層內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以得到良好的效果，有時還可以進(jìn)行某些定量的研究，確定界面的起伏情況。如圖6.1.29所示，該地區(qū)上部地層屬于第三紀(jì)和第四紀(jì)沉積巖，密度大，據(jù)鉆井資料查明，該區(qū)中心為一東西走向的背斜頂部，其南北各為一向斜，重力高的幅度約為1516mgl，其異常位置和形態(tài)，準(zhǔn)確的反映了這一背斜構(gòu)造。五、勘察鉻、鐵、銅等黑色、有色、稀有和貴金屬。六、實(shí)例介紹 1、尋找鉻鐵礦床 用物探尋找鉻鐵礦，一般先用磁法圈定與鉻鐵礦有密切關(guān)系的超基性巖體，確定找礦靶區(qū)，然后用重力測量直接找礦。某地應(yīng)用磁法在覆蓋區(qū)圈出了一個超基性巖體。該區(qū)位于斷裂邊緣，

46、地形平坦，覆蓋不厚既有賦存鉻鐵礦的可能性，有利于開展重力工作。 1：5000的面積型重力測量發(fā)現(xiàn)了多個明顯的異常，在其中號異常中心的驗(yàn)證孔ZK5 中，穿過20米厚的覆蓋層后，鉆到斜方輝石橄欖巖，并由26.2米處開始見到致密狀鉻鐵礦體，直到47.7米深處為止。 后來查明，該礦體具有相當(dāng)規(guī)模。布格異常圖ZK5剩余異常圖2、查明磁異常的性質(zhì)： 某覆蓋區(qū)位于前震旦系沉積變質(zhì)鐵礦成礦帶南部。普查找礦時地面和航空均發(fā)現(xiàn)該地有磁異常，通過1：10000磁法及重力面積性測量，對比重力g剩余異常圖和Za平面異常圖，其中，、兩個局部異常重磁結(jié)果大致符合，號重力異常形態(tài)規(guī)整，幅值比、號都大，但相應(yīng)的磁異常不明顯。對重磁資料進(jìn)行了多種處理和分析后，推斷、兩個局部異常主要由磁鐵礦引起， 號異常主要由赤鐵礦引起。鉆探驗(yàn)證，ZK1、 ZK2、ZK3均見礦。 號異常區(qū)內(nèi)的鉆孔都打到了風(fēng)化殼赤鐵礦，全鐵品位在50%左右，其下部有厚度不等的磁鐵礦層，其中ZK2在433753米之間打到赤鐵礦70米，磁鐵礦54米。 位于號異常的ZK3在600785米之間打到22米赤鐵礦和85米磁鐵礦。某地重力異常g平面等值線圖 1：10000 0.20.30.20.50.500.20.100.40.30.40ZK1+ +ZK3ZK2 +某地磁異常Za平面等值線圖 1：10000 1000