應(yīng)用地球物理復(fù)習(xí)

應(yīng)用地球物理復(fù)習(xí)提綱021032班，2005年下學(xué)期題型：一、名詞解釋（每題3分，共24分）二、簡答題（10題任選6題，每題5分，共30分）三、定性分析題（4題，共16分）四、綜合分析題（共30分）考試時間和地點：1月6日晚7：00－9：00教2樓604一、重力資料的整理為了獲得單純由地下密度不均勻體引起的重力異常，則必須消除各種干擾因素的影響，通常要進行如下校正： （1）地形校正 （2）中間層校正 消除自然地形起伏干擾 （3）高度校正 （4）正常場校正——

消除地球正常重力場影響1、地形校正（δg地）重力資料的整理校正原因：地形起伏往往使得測點周圍的物質(zhì)不能處于同一水準(zhǔn)面內(nèi)，對實測重力異常造成干擾，必須通過地形校正予以消除，又稱為地改。地形平坦無需地改地形起伏需要地改1、地形校正（δg地）重力資料的整理dm-dm注意：地形改正值恒為正1、地形校正（δg地）重力資料的整理校正辦法：除去測點所在水準(zhǔn)面以上的多余物質(zhì)，并將水準(zhǔn)面以下空缺的部分用物質(zhì)填補起來2、中間層改正（δg中）重力資料的整理校正原因：經(jīng)地形校正后，測點周圍的地形變成水準(zhǔn)面，但測點所在水準(zhǔn)面與大地水準(zhǔn)面或基準(zhǔn)面（總基點所在水準(zhǔn)面）間還存在著一個水平物質(zhì)層，消除這一物質(zhì)層的影響就是中間層校正。ΔhΔh大地水準(zhǔn)面或基準(zhǔn)面總基點測點2、中間層改正（δg中）重力資料的整理Δh校正辦法：中間層可當(dāng)作一個厚度為Δh，密度為σ的無限大水平均勻物質(zhì)面，其校正公式為：測點高于大地水準(zhǔn)面或基準(zhǔn)面時，△h取正，反之取負。中間層密度通常取為2.67g/cm3。σ大地水準(zhǔn)面或基準(zhǔn)面總基點測點3、高度改正（δg高）重力資料的整理校正原因：若把地球當(dāng)作密度均勻同心層分布的旋轉(zhuǎn)橢球體時，地面每升高1m重力減小約3.086g.u.。經(jīng)地形、中間層校正后，測點與大地水準(zhǔn)面或基準(zhǔn)面間還存在一個高度差△h，要消除這一高度差對實測的影響，就要進行高度校正Δh校正辦法：測點高于大地水準(zhǔn)面或基準(zhǔn)面時，△h取正，反之取負重力資料的整理布格校正：高度校正和中間層校正都與測點高程Δh有關(guān)，將這兩項合并起來，統(tǒng)稱為布格校正（δg布）注意：地表實測重力值是地下密度均勻體和密度不均勻地質(zhì)體（如地質(zhì)構(gòu)造、巖礦體等）的綜合影響。 上述校正消除了起伏地形上各測點與大地水準(zhǔn)面或基準(zhǔn)面密度均勻體對實測重力值的影響，并沒有消除密度不均勻體的影響。 因此，對于校正后僅由密度不均勻體引起的異常而言，上述各項校正后，各測點仍在起伏的自然表面上。4、正常場校正（δg地）重力資料的整理校正原因：當(dāng)測點與總基點不在同一緯度時，測點重力值包含了總基點與測點間的正常重力場的差值，這一差值需要消除。校正辦法：（1）在大面積測量時，按1909赫爾默特公式計算正常重力值，再從觀測值中減掉它；（2）在小面積重力測量中按下式計算：φ為總基點緯度或測區(qū)的平均緯度；D為測點到總基點的緯向（南北向）距離，在北半球，當(dāng)測點位于總基點以北時D取正號，反之取負號，單位km。2、布格重力異常重力測量所觀測的重力異常布格異常包含了殼內(nèi)各種礦體、構(gòu)造等的影響，同時還包括了Moho面起伏在橫向上相對上地幔質(zhì)量的巨大虧損(或盈余)的影響。向上延拓平面地面向下延拓平面213深部和淺部磁體解析延拓異常的對比1-實測曲線；2-向下延拓曲線3-向上延拓曲線上延：壓制或消除淺部（局部）磁性體的異常，突出深部磁性體的異常（或區(qū)域磁異常）下延：壓制深部磁性體的異常（或區(qū)域異常），突出淺部磁性體的異常（或局部磁異常）；⑵重力異常的導(dǎo)數(shù)換算◆壓制深部地質(zhì)體的區(qū)域異常，突出小而淺的地質(zhì)體的局部異常；◆高次導(dǎo)數(shù)異常就是局部異常◆劃分多個相鄰地質(zhì)體的迭加異常4、磁異常的導(dǎo)數(shù)換算一般計算磁異常的一階水平導(dǎo)數(shù)、一階垂向?qū)?shù)及垂向二階導(dǎo)數(shù)。實際工作中，磁異常的一階（水平和垂直）導(dǎo)數(shù)常用差商代替。令△x=1，△z=1則導(dǎo)數(shù)異常的物理意義求導(dǎo)數(shù)的目的（作用）●區(qū)分相鄰磁性體的異常，減少其相互疊加的影響?；蛘叻蛛x疊加在背景場中的局部場?！駵p輕磁性圍巖的干擾。磁性圍巖異常經(jīng)導(dǎo)數(shù)換算后，異常幅度和范圍會大大減小?！翊_定磁性體的邊界；通常一階水平導(dǎo)數(shù)異常的極值點或二階垂直導(dǎo)數(shù)異常的零值點與磁性體的邊界相對應(yīng)；●消除正常場背景值的影響（正常背景值的微商為零，對磁異常換算成導(dǎo)數(shù)異常后正常背景值消失）；●將某些非二度的異常轉(zhuǎn)化為二度異常來解釋?！鱴㈡基本磁場yzNIxO（地理東）磁北（地理北）在三個坐標(biāo)軸上的分量分別為：—北向分量—東向分量—垂直分量上述各分量的方向與相應(yīng)坐標(biāo)軸的方向一致為正，反之為負。在xoy平面上分量稱為水平分量（方向指向磁北）1、地磁要素D—I—磁傾角（B與xoy平面的夾角）。矢量B下傾，I為正；矢量B上傾，I為負。D—磁偏角（磁北與地理北的夾角）。矢量H東偏，D為正；矢量H西偏，D為負。由圖可見各分量間的關(guān)系為：

X=H·cos(D)Y=H·sin(D)tgD=Y/XZ=B·sin(I)H=B·cos(I)tgI=Z/HH2=X2+Y2B2=X2+Y2+Z2地磁絕對測量中，通常測定I、D、H

三要素的絕對值；磁法勘探則是測定Z或B的相對值。

上述的B、X、Y、Z、H、I、D各量都是表示地磁場大小和方向的物理量，稱為地磁要素。1.七個地磁要素是什么？

2.地磁要素間的關(guān)系是什么？

3.圖示出地磁要素。巖、礦石受當(dāng)時地磁場的作用經(jīng)歷了構(gòu)造變動，剩磁的方向變化

現(xiàn)代地磁場作用總磁場強度是Mi與Mr的合矢量oyzM(B)MsMxMyMzNiAxI由圖可見：Mx=McosIcosAMy=McosIsinAMz=MsinIA為測線方位角I為磁傾角★

Ms為M（總磁化強度）在觀測剖面內(nèi)的分量（投影），稱為有效磁化強度?！?/p>

i為Ms與X軸正向的夾角，稱為有效磁化傾角。1、A=0°（剖面為南北方向），即磁性體走向為東西：

Ms=M

i=I

（傾斜磁化）44°Ms++++++－－－－討論以武漢地區(qū)為例，I=44°2、A=90°（剖面為東西方向），即磁性體走向為南北：

Ms=Mz

i=90°

（垂直磁化）SNWEMs++++－－－－3、90°＞A＞0°，即磁性體走向為任意：Mz＜Ms＜MI＜i＜90°（斜磁化）磁性體的磁化強度與磁性體的走向或剖面方向有關(guān)，走向不同，被磁化的情況也不同。在同一局部地區(qū)，地磁場的方向是一定的，而磁性體的走向，可能有不同的方向，不同走向的地質(zhì)體，地磁場對它的磁化特點也不同相同，即表面磁荷分布不同。一、基本概念2、磁法勘探部分：磁場、磁化率、地磁要素、天然剩余磁化強度、感應(yīng)磁化強度、有效磁化強度、有效磁化傾角、化向地磁極（二）均勻各向同性半空間點電源的電場

設(shè)大地是水平的，與不導(dǎo)電的空氣接觸，介質(zhì)充滿整個地下半空間，且電阻率在介質(zhì)中處處相等，稱這樣的介質(zhì)模型為均勻各向同性半空間。即：地面ρ空氣ρ0

在物理學(xué)中，恒定電場是用三個相互有聯(lián)系的物理量V（電位）、E（電場強度）和

j（電流密度）來描述的，其間的關(guān)系為：

dv=-Edr,E=j·ρ（3）影響視電阻率的因素電極裝置—供電電極（A、B）及測量電極（M、N）的排列形式和移動方式①電極裝置類型及電極距的大小②測點相對于地質(zhì)體的位置；③電場有效作用范圍內(nèi)各種地質(zhì)體的真電阻率；④各地質(zhì)體的分布狀態(tài)（即形狀、大小、埋深及相對位置）

在實際工作中，常采用不同極距的聯(lián)合剖面曲線交點的位移來判斷脈狀體的傾向。（1）判斷基巖相對覆蓋層是高阻還是低阻（2）根據(jù)大極距曲線形態(tài)勾畫基巖起伏ρ1ρ1ρ2ρ2ρ1<ρ2ρ1>ρ2ρsρs高阻向斜（基巖凹陷）低阻背斜（基巖隆起）利用復(fù)合對稱四極剖面法有助于解決基底的起伏問題?！洹?/p>

若基巖為高阻向斜，曲線在曲線的下方；

若基巖為低阻背斜，曲線在曲線的上方；′′這是因為小極距時曲線反映較淺處巖層的電性情況?！洹?、電測深曲線視電阻率ρs隨著供電極距（AB/2）變化的曲線，稱為電測深曲線。電測深曲線的特點：（1）每個電測深點均可以得到一條電測深曲線（2）該曲線通常以AB/2為橫坐標(biāo)，以ρs為縱坐標(biāo)，繪制在模數(shù)為6.25cm的雙對數(shù)坐標(biāo)紙上。（一）充電法的基本原理對鉆井、坑道等人工揭露或天然露頭的良導(dǎo)體上接一供電電極（A），另一供電電極（B）置于離充電體很遠的地方（稱為無窮遠極），對充電體進行充電（整個良導(dǎo)體就相當(dāng)于一個大供電電極），進而查明充電體的空間分布形態(tài)、產(chǎn)狀及延伸。充電點1、理想條件下（即ρ0

=0或ρ0

＜<ρ)，將不產(chǎn)生電位降，電位在導(dǎo)體內(nèi)及表面處處相等，故導(dǎo)體為一個“等位體”，其表面為“等電位面”。在充電體表面附近，電位面的形狀與充電體的形狀一致。遠離充電體，等位面趨于圓形。電位V為對稱曲線；電位梯度△V/△X為反對稱曲線，即在充電體頂部中心，電位梯度為零，其正、負極值對應(yīng)于充電體邊緣部分。利用在地面上觀測得到的等電位線的形狀和分布，可以判定充電導(dǎo)體的形狀和范圍。

利用剖面電位曲線和電位梯度曲線，還可以判定充電導(dǎo)體的頂部和邊界位置。3、自然界中，導(dǎo)體都不是等位體（即ρ0

≠0），對其充電后，充電體上各點的電位并非都相等。（1）當(dāng)充電點位于不等位體邊緣時，電位及電位梯度曲線都不對稱；（2）當(dāng)充電點位于不等位體的中心時，電位及電位梯度曲線均成對稱分布（很難與等位體區(qū)分開來）電磁法原理示意圖交變電流I1發(fā)射線圈交變磁場H1感應(yīng)電流I2感應(yīng)磁場H2接受線圈地下良導(dǎo)體感應(yīng)電動勢二、思考什么是布格重力異常？獲取布格重力異常有哪些校正過程，分別有什么作用？什么是解析延拓？向上延拓和向下延拓有什么作用？重磁異常的導(dǎo)數(shù)的物理意義說出有哪些地磁要素，并用圖示表達二、思考5、什么是地球物理正問題（正演）和地球物理反問題（反演），舉例說明地球物理反演的多解性。6、什么是區(qū)域場和剩余場？舉出分離區(qū)域場和剩余場的方法（兩種以上）7、地球磁場的主要組成部分有哪些，分別有什么特征8、什么是化向地磁極，有什么作用？二、思考9、視電阻率的測量公式和定性分析公式10、比較聯(lián)合剖面法、中間梯度法、對稱四極剖面法、電測深法的裝置特點、應(yīng)用范圍及其優(yōu)缺點11、視電阻率的主要影響因素有哪些？12、應(yīng)用充電法的前提條件是什么？能解決哪些地質(zhì)問題？13、應(yīng)用自然電場法尋找金屬礦的地質(zhì)和地球物理前提是什么？二、思考14、在找礦方面，激化極化法有哪些優(yōu)點和缺點，為什么？15、與傳導(dǎo)類電法相比，電磁法有哪些特點？16、總結(jié)一下，影響重力、磁法和電法勘探效果的主要地質(zhì)因素有哪些？17、在固體礦產(chǎn)資源勘探和開發(fā)方面，地球物理勘探方法有哪些優(yōu)點？有什么不足，如何克服？三、分析球體、水平圓柱體、脈體的重力