地球物理基础实验报告

1、地球物理基础实验报告姓名： 学号：专业：地球物理学 班级： 第二部分：本人对地球物理学的简单理解与认识一、 地球物理学的研究内容地球物理学用物理学的原理和方法，对地球的各种物理场分布及其变化进行观测，探索地球本体及进地空间的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。在此基础上为探测地球内部结构与构造、寻找能源、资源和环境监测提供理论、方法和技术，为灾害预报提供重要依据。地球物理学的研究内容总体上可以分为应用和理论地球物理两大类。应用地球物理(又称勘探地球物理)的研究范围比较广泛，主要包括能源勘探、金属与非金属勘探、环境与工程探测等。勘探地球物理学利用地球物理学发展

2、起来的方法进行找矿、找油、工程和环境监测以及构造研究等，方法手段包括地震勘探、电法勘探、重力勘探、磁法勘探、地球物理测井和放射性勘探等，通过先进的地球物理测量仪器，测量来自地下的地球物理场信息，对测得的信息进行分析、处理、反演、解释，进而推测地下的结构构造和矿产分布。勘探地球物理学是石油、金属与非金属矿床、地下水资源及大型工程基址等的勘察及探测的主要学科。理论地球物理研究对地球本体认识的理论与方法。如：地球起源、内部圈层结构、地球年龄、地球自转与形状等，具体包括地震学、地磁学、地电学、地热学和重力学等。理论地球物理学通过地震波场和电磁波场探测发现了位于上地幔的软流层，为活动论的新的地球观提供了

3、惟一站得住脚的理论依据；通过全球大地热流量的测量圈定了热的洋脊和冷的消减带，结合古地磁研究结果和大洋中脊的条带状磁异常特征，为海底扩张和大陆飘移学说提供了令人信服的佐证；通过全球地震活动性和震源空间分布特征、全球重力、地磁和地热测量，为板块边界的划分提供了准确的依据；综合各种全球性的地球物理观测结果，对地球热状态、岩石圈热结构和流变性质提供了新的认识，为一直悬而未决的板块运动驱动机制问题的解决提供了新的依据。二、地球物理学的分类整体而言，地球物理学是利用物理方法研究地球或其他行星的科学，主要研究地球的各种物理性质，包括地球内部及表面的组成及各种自然作用与变化规律。其领域又可区分以下的类别：1、

4、地震学：研究地震、地震波及其在地球的内部传播等与地震有关的科学。地震学是用来研究地球内部结构的一门重要科学。2、重力学：研究关于地球重力的科学，研究范围包括地球上的重力现象、重力分布、重力场及其他相关性质的研究。3、地磁学：研究地球和大气圈之磁性的科学，主要研究有磁性的现象、来源、磁场等方面。4、地电学：研究地球电场的科学，藉以推导地球内部介质的物性、组成和分布状态。5、地热学：研究地球热的科学，包括地球的温度、内部的热流、地表温度分布的现象及地球热能的来源等。6、地球物理探勘学：此为地球物理技术的运用，包括地震、地电、重力和地热等方面，可利用在石油、金属与非金属矿床、地下水资源及工程基址等的

5、探勘及探测上。三、 应用地球物理的勘探方法1、重力勘探重力勘探是测量与围岩有密度差异的地质体在其周围引起的重力异常以确定这些地质体存在的空间位置大小和形状从而对工作地区的地质构造和矿产分布情况作出判断的一种地球物理勘探方法。观测重力值除反映地下密度分布外还与地球形状 测点高度和地形不规则有关。因此在作地质解释之前必须对观测重力值作相应的改正才能反映出地下密度分布引起的重力异常。重力改正包括自由空间改正中间层改正地形改正和均衡改正。观测重力值减去正常重力值再经过相应的改正便得到自由空间异常布格异常和均衡异常(见地壳均衡)。在重力勘探中主要应用布格异常。为研究地壳均衡地壳运动和地壳结构也需要应用均

6、衡异常和自由空间异常。在平坦的地形条件下常用自由空间异常代替均衡异常。处理：野外获得的重力数据要作进一步处理和解释才能解决所提出的地质任务主要分3个阶段野外观测数据的处理并绘制各种重力异常图重力异常的分解(应用平均法场的变换频率滤波等方法)即从叠加的异常中分出那些用来解决具体地质问题的异常确定异常体的性质形状产状及其他特征参数。解释：解释分为定性的和定量的两个内容定性解释是根据重力图并与地质资料对比初步查明重力异常性质和获得有关异常源的信息。除某些构造外对一般地质体重力异常的解释可遵循以下的一些原则极大的正异常说明与围岩比较存在剩馀质量反之极小异常是由质量亏损引起的。靠近质量重心在地表投影处将

7、观测到最大异常。最大的水平梯度异常相应于激发体的边界。延伸异常相应于延伸的异常体而等轴异常相应于等轴物体在地表的投影。对称异常曲线说明质量相对于通过极值点的垂直平面是对称分布的反之非对称曲线是由于质量非对称分布引起的。在平面上出现几个极值的复杂异常轮廓表明存在几个非常接近的激发体。定量解释是根据异常场求激发体的产状要素建立重力模型。一种常用的反演方法是选择法即选择重力模型使计算的重力异常与观测重力异常间的偏差小于要求的误差。2、磁法勘探磁法勘探是利用地壳内各种岩（矿）石间的磁性差异所引起的磁异常来寻找有用矿产或查明地下地质构造的一种地球物理勘探方法。磁法勘探也是应用最早的地球物理方法。1640

8、年，瑞典人首次尝试用罗盘调查磁铁矿，开辟了利用磁场变化来寻找矿产的新途径。但直到1870年，瑞典人泰朗（Thalen）和铁贝尔(Tiberg)制造了万能磁力仪后,磁法勘探才作为一种地球物理方法建立和发展起来。 就工作环境而言，磁法勘探可分为地面磁测、航空磁测、海洋磁测和井中磁测四类。航空磁测是第二次世界大战后发展起来的方法。它不受水域、森林、沙漠等自然条件的限制，测量速度快、效率高，已广泛应用于区域地质调查，储油气构造和含煤构造勘查、成矿远景预测，以及寻找大型磁铁矿床等方面。在地面磁法勘探中一般是布置一系列的平行等距的测线垂直于被寻找的对象(例如矿体)的走向在每条测线上按一定距离设置测点在测点

9、上测地磁场垂直分量的相对值测线距与测点距之比从101到11。在航空及海洋磁法勘探中飞机或观测船沿预先设计好的航线行进(用导航仪控制)用航空或海洋磁力仪自动记录总磁场强度。由于磁异常的特点与磁性体的形状有关故可根据磁异常的特点推断磁性体的形状埋深走向倾斜方向及磁化强度的大小和方向等。这个过程称为磁异常的解释其内容大致是根据工作地区已知的地质情况岩石和矿石的磁性资料地磁纬度磁异常的特点及积累的经验初步推断引起磁异常的地质原因磁性体的大致形状和空间位置。该方法可以用来找一些金属矿，也可以找沉船或者水雷之类的东西。地面磁测应用最早，而今它是在航空磁测资料的基础上所作的更详细的磁测工作，用以判断引起磁异

10、常的地质原因及磁性体的赋存形态。在地质调查的各个阶段都有广泛的应用。磁异常定义：在消除了各种短期磁场变化以后，实测地磁场与作为正常磁场的主磁场之间仍然存在着差异，这个差异就称为磁异常。磁异常是地下岩矿体或地质构造受地磁场磁化后，在其周围空间形成，并叠加在地磁场上的次生磁场。由分布范围较大的深部磁性岩层或区域地质构造等引起的部分称区域异常。由分布范围较少的浅部磁性岩、矿体或地质构造等引起的部分称局部异常。3、电法勘探电法勘探是以岩矿石的电学性质（如导电性）差异为基础，通过观测和研究与这些电性差异有关的（天然或人工）电场或电磁场分布规律来查地下地质构造及有用矿产的一种物探方法，称为“电法”。电法勘

11、探的方法，按场源性质可分为人工场法（主动源法）、天然场法（被动源法）；按观测空间可分为航空电法、地面电法、地下电法；按电磁场的时间特性可分为直流电法（时间域电法）、交流电法（频率域电法）、过渡过程法（脉冲瞬变场法） ； 按产生异常电磁场的原因可分为传导类电法、感应类电法 ； 按观测内容可分为纯异常场法、总合场法等。中国常用的电法勘探方法有电阻率法、充电法、激发极化法、自然电场法、大地电磁测深法和电磁感应法等。 井地电法物理模拟是通过实验室物理实验模拟真实物理过程的方法。将实际地形物理的缩小模型置于实验体（如风洞、水槽等）内，在满足基本相似条件（包括几何、运动、热力、动力和边界条件相似）的基础上

12、，模拟真实过程的主要特征，如空气动力规律和扩散规律。由于所有相似条件不可能完全满足，针对具体要求恰当选取相似参数是实现物理模拟的关键。物理模拟主要用于数值计算模式难于处理的复杂地形以及建筑物影响时的扩散研究。物理模拟实验与现场实验相比条件易控制、重复，且省人力、物力，可进行较全面和规律性实验，是大气扩散研究的重要手段。进一步发展方向是设备材料的更新，模拟模型方法改进，使结果更精确准确。4、地震勘探：利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法叫作地震勘探。地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，也得到广泛应用。勘探原理：在地表以人工方法激发地震波，在向地下传播时，遇有介质性质不同的岩层分界面，地震波将发生反射与折射，在地表或井中用检波器接收这种地震波。收到的地震波信号与震源特性、检波点的位置、地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。通过对地震波记录进行处理和解释，可以推断地下岩层的性质和形态。地震勘探在分层的详细程度和勘查的精度上，都优于其他地球物理勘探方法。地震勘探的深度一般