重力勘探和磁法勘探 應(yīng)用地球物理概論 課件

重力勘探和磁法勘探另外兩種利用天然場進(jìn)行勘探的重要方法1.重力勘探——密度差異2.磁法勘探——磁性差異特點：1.利用天然場2.主要利用異常介質(zhì)結(jié)構(gòu)的宏觀特性3.作業(yè)效率高4.儀器設(shè)備精密應(yīng)用領(lǐng)域：水文、工程、環(huán)境、礦產(chǎn)、石油、天然氣、無損檢測重力勘探和磁法勘探另外兩種利用天然場進(jìn)1一、重力勘探1、重力勘探的基本概念（1）重力牛頓第二定律：重力測量的目的是通過測量研究重力加速度g（簡稱重力）的變化規(guī)律而解決地質(zhì)或工程問題。單位：伽（gal）一、重力勘探1、重力勘探的基本概念重力測量的2（2）正常重力常識：地球的形狀、半徑、赤道、經(jīng)度、緯度、地球自轉(zhuǎn)與離心力、地殼重力均衡等等正常重力公式（理想大地水準(zhǔn)面上）：測量點的緯度同樣質(zhì)量的物體，在赤道重還是在兩極重？？（2）正常重力常識：地球的形狀、半徑、赤道、經(jīng)度、緯度、地球3（3）重力異常

地形校正高度校正中間層校正重力異常正常場改正重力異常：從實測重力值中減去正常重力值以及消除地形等因素影響后的剩余重力值。（3）重力異常地形校正高度校正中間層校正重力異常正常場改正重4（4）重力勘探的應(yīng)用條件（1）密度差（剩余質(zhì)量）（2）水平（橫向）變化（3）地形影響有限0_+（4）重力勘探的應(yīng)用條件（1）密度差（剩余質(zhì)量）0_+5（1）儀器：按彈性材料區(qū)分：金屬彈簧重力儀和石英彈簧重力儀。都是通過測定某種靜力平衡體系在重力改變時產(chǎn)生的位移來確定重力的相對變化。測定的是測點與總基點間的重力差值，而不是重力的絕對值。2.重力儀器和重力勘探工作方法（2）測網(wǎng)的布置：測線必須大致垂直構(gòu)造走向或地質(zhì)體長軸方向，密度要求有2－3條測線，每條測線要有3－5個點通過異常。（1）儀器：按彈性材料區(qū)分：金屬彈簧重力儀和石英彈簧重力儀。6（3）資料整理

實測重力值除與地殼內(nèi)巖石密度不均勻體有關(guān)外，還與觀測點所在的空間位置及周圍的地形起伏有關(guān)。為了獲得由目標(biāo)體引起的重力異常，必須對實測重力進(jìn)行各種改正：

①緯度改正（正常場改正）D為總基點到測點的緯向距離（km），在北半球，測點位于總基點以北時D取正號，反之取負(fù)號。（3）資料整理7②地形改正由于地形起伏使觀測點周圍的物質(zhì)不處在同一平面上，因此需要把觀測點周圍的物質(zhì)影響消除掉。即把測點平面以上的物質(zhì)除去，并把測點平面以下的空缺填補起來，這項工作叫地形改正。不論是測點平面以上的物質(zhì)，還是測點平面以下的空缺，都會使重力觀測值變小，故地形改正總為正值。地形改正方法復(fù)雜，工作量較大，故多用計算機來實現(xiàn)。②地形改正由于地形起伏使觀測點周圍的物質(zhì)不處在8③中間層改正通過地形改正后，測點周圍就變成水平地形了。但由于測點與基點之間還存在一定的高差，故測點到基準(zhǔn)面（基點所在的水平面）之間的物質(zhì)對實測重力值亦會產(chǎn)生影響。消除這種影響的工作稱為中間層改正。如果把中間層當(dāng)成一個均勻無窮大的水平層，大約每增厚1m，重力值增大0.419*C*g.u當(dāng)測點高于基點時h取正，反之取負(fù)。③中間層改正通過地形改正后，測點周圍就變成水平9④高度改正通過地形和中間層改正后，測點就懸在它所在的空間了。再經(jīng)過高度校正，就可以把它投影到基準(zhǔn)面上。由于在地面上每升高1m，重力值大約減小3.086g.u。所以高度改正值：當(dāng)測點高于基點時h取正，反之取負(fù)。④高度改正通過地形和中間層改正后，測點就懸在它10地形校正高度校正中間層校正布格重力異常正常場改正基準(zhǔn)面地形校正高度校正中間層校正布格重力異常正常場改正基準(zhǔn)面113.資料解釋（1）異常劃分：區(qū)域異常和局部異常區(qū)域異常：反映深而大的地質(zhì)體，其特點是分布范圍大，變化平穩(wěn)，有明顯的規(guī)律性。

局部異常：反映淺而小的地質(zhì)體，其特點是異常范圍小，梯度大，變化比較明顯。3.資料解釋（1）異常劃分：區(qū)域異常和局部異常12我國大陸區(qū)域重力場呈現(xiàn)三級臺階狀，由東向西逐次降低，它們被兩大梯級帶分隔和連接。

1）東部區(qū)域重力高，即第一臺階。

2）中部弧形區(qū)域重力場，即第二臺階。

3）青藏區(qū)域重力低，即第三臺階。我國大陸區(qū)域重力場呈現(xiàn)三級臺階狀，由東向西逐次降低，它們被兩13

南海重力異常

南海重力異常14（2）定性解釋：解釋分為定性和定量兩個內(nèi)容﹐定性解釋是根據(jù)重力圖并與地質(zhì)資料對比﹐初步查明重力異常性質(zhì)和獲得有關(guān)異常源的信息。除某些構(gòu)造外﹐對一般地質(zhì)體重力異常的解釋可遵循以下的一些原則﹕極大的正異常說明與圍巖比較存在剩馀質(zhì)量﹔反之﹐極小異常是由質(zhì)量虧損引起的。靠近質(zhì)量重心﹐在地表投影處將觀測到最大異常。最大的水平梯度異常相應(yīng)于激發(fā)體的邊界。延伸異常相應(yīng)于延伸的異常體﹐而等軸異常相應(yīng)于等軸物體在地表的投影。對稱異常曲線說明質(zhì)量相對于通過極值點的垂直平面是對稱分布的﹔反之﹐非對稱曲線是由于質(zhì)量非對稱分布引起的。在平面上出現(xiàn)幾個極值的復(fù)雜異常輪廓﹐表明存在幾個非常接近的激發(fā)體。

正異?！承薄⒙∑?、巖脈等致密介質(zhì)；負(fù)異?！蛐薄⑵扑閹?、凹陷、溶洞、塌陷等松散介質(zhì)。（2）定性解釋：15（3）定量解釋：定量解釋：是根據(jù)異常場求激發(fā)體的產(chǎn)狀要素建立重力模型。一種常用的反演方法是選擇法﹐即選擇重力模型使計算的重力異常與觀測重力異常間的偏差小于要求的誤差。

x擬合曲線實測曲線（3）定量解釋：x擬合曲線實測曲線16二、磁法勘探利用地殼內(nèi)各種巖（礦）石間的磁性差異所引起的磁場變化（磁異常）來尋找有用礦產(chǎn)資源合查明隱伏地質(zhì)構(gòu)造的一種物探方法。應(yīng)用領(lǐng)域：探礦、地?zé)豳Y源、水文、管線及電纜探查、沉船、考古等等。二、磁法勘探利用地殼內(nèi)各種巖（礦）石間17重力勘探和磁法勘探應(yīng)用地球物理概論ppt課件18

191、基本概念（1）地磁要素：X（地理北）Y（地理東）Z（垂直下）DI北分量X、東分量Y、垂直分量Z；水平分量H（正負(fù)）、總磁場強度T、磁偏角D（正負(fù)）、磁傾角I（正負(fù)）1、基本概念（1）地磁要素：X（地理北）Y（地理東）Z（垂直20X（地理北）Y（地理東）Z（垂直下）DIOX（地理北）Y（地理東）Z（垂直下）DIO21（2）計量單位磁場強度的單位：特斯拉（T）；十億分之一特斯拉為1納特（nT），習(xí)慣稱之為伽馬（r）；（2）計量單位磁場強度的單位：特斯拉（T）；22（3）磁異常（4）巖石礦物的磁性（磁測應(yīng)用前提條件）磁化率（k）、剩余磁化強度（Mr）、感應(yīng)磁化強度（Mi）磁鐵礦沉積巖高低磁化率（k）（3）磁異常（4）巖石礦物的磁性（磁測應(yīng)用前提條件）磁化率（23附：單位換算（1）SI制（2）CGSM制（3）1高斯（Gs）＝10-3安/米(A/m)（4）1高斯（Gs）＝10-4韋/米2或特斯拉(Wb/m2或T)附：單位換算（1）SI制242、磁力儀

磁力儀俗稱“磁秤”、“伽瑪儀”

兩大類：（1）機械式：刃口式、旋絲式主要用于地面測量（2）電磁式：磁通門式、核子旋進(jìn)式、光泵式、超導(dǎo)磁力儀主要用于航空磁測、海洋磁測和井中磁測2、磁力儀

磁力儀俗稱“磁秤”、“伽瑪儀”

兩大類：25設(shè)備簡介設(shè)備照片CZM-2磁力儀

IGS-2/MP-4型質(zhì)子磁力儀

CCT-1型磁探儀

一.中國地質(zhì)裝備總公司設(shè)備簡介設(shè)備照片CZM-2磁力儀

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ZC-206高精度智能磁力儀二.上海直川信息技術(shù)有限公司

27三、美制２G-755型超導(dǎo)磁力儀三、美制２G-755型超導(dǎo)磁力儀283、工作方法（普查、詳查、精測）（1）測網(wǎng)布置（或由GPS定位直接測量）（2）儀器校準(zhǔn)和調(diào)零（3）設(shè)立參考點進(jìn)行監(jiān)測測量（用于日變改正）（4）點、線、面工作測量（5）資料預(yù)處理（日變改正、地形改正等）3、工作方法（普查、詳查、精測）（1）測網(wǎng)布置（或由GPS定29MCL-2型微機磁力儀野外觀測

——河北地礦電子技術(shù)開發(fā)應(yīng)用研究所

（1）粗測示意圖（2）精測示意圖MCL-2型微機磁力儀野外觀測（1）粗測示意圖（2）精測示意304、推斷解釋1）定性解釋確定異常體水平分布范圍、異常強度。4、推斷解釋1）定性解釋311）幾種簡單形體的磁異常特征

（1）柱狀體Za的曲線特征

在自然界中的火山頸、筒狀體等均可看作為柱狀體。在北半球向北傾斜的柱狀體基本上都是順軸磁化，磁化方向由柱頂指向柱底，即柱頂為負(fù)磁極，柱底為正磁極，其他地方無磁極分布。1）幾種簡單形體的磁異常特征

在自然界中的火山頸、筒狀體等32（2）球體的Za曲線特征

自然界中的襄狀體、透鏡體、充有磁性礦物的溶洞都可以近似看作為球體。一個均勻磁化球體的磁場等效于一個磁偶極子的磁場。圖左、圖右分別為垂直磁化和傾斜磁化（2）球體的Za曲線特征

自然界中的襄狀體、透鏡體、充有磁33（3）板狀（脈狀）體Za的曲線特征

自然界中的層狀體，脈狀體都可近似地看作為板狀體。當(dāng)板狀體的頂面埋深小于上頂面寬度時，為厚板。反之為薄板。薄板和厚板的磁場特征基本類似。當(dāng)M的方向與層面平行時，稱為順層磁化，斜交時稱為斜磁化。（3）板狀（脈狀）體Za的曲線特征

自然界中的層狀體，脈狀34（4）接觸帶的Za曲線

垂直接觸帶走向的測線上，異常曲線的特征圖，在磁性巖層一側(cè)出現(xiàn)正值，且延續(xù)較長范圍，非磁性巖層一側(cè)出現(xiàn)負(fù)值。（4）接觸帶的Za曲線

垂直接觸帶走向的測線上，異常曲線的35磁異常的定性解釋

對磁異常解釋的步驟與思路和對重力異常的解釋相似。磁異常的形態(tài)與地質(zhì)體的形狀、磁性強弱、產(chǎn)狀等的關(guān)系，可綜述如下：

如果在等值線平面圖上磁異常沿某一方向延伸較遠(yuǎn)，說明該磁性體為二度體，異常的長軸方向即為磁性地質(zhì)體的走向。當(dāng)磁異常無明顯走向時，說明磁性體可能為球、柱等二度體。磁性地質(zhì)體的規(guī)?？筛鶕?jù)異常范圍大致確定。

在等值線平面圖上，如果發(fā)現(xiàn)在正異常周圍有負(fù)異常，一般為有限延深的磁性地質(zhì)體引起；如果只在一側(cè)出現(xiàn)負(fù)值，則為無限延深斜磁化地質(zhì)體引起；如果在正異常周圍不出現(xiàn)負(fù)異常，則為順層（軸）磁化無限延深的地質(zhì)體。