应用地球物理复习

应用地球物理复习提纲021032班，2005年下学期题型：一、名词解释（每题3分，共24分）二、简答题（10题任选6题，每题5分，共30分）三、定性分析题（4题，共16分）四、综合分析题（共30分）考试时间和地点：1月6日晚7：00－9：00教2楼604一、重力资料的整理为了获得单纯由地下密度不均匀体引起的重力异常，则必须消除各种干扰因素的影响，通常要进行如下校正： （1）地形校正 （2）中间层校正 消除自然地形起伏干扰 （3）高度校正 （4）正常场校正——

消除地球正常重力场影响1、地形校正（δg地）重力资料的整理校正原因：地形起伏往往使得测点周围的物质不能处于同一水准面内，对实测重力异常造成干扰，必须通过地形校正予以消除，又称为地改。地形平坦无需地改地形起伏需要地改1、地形校正（δg地）重力资料的整理dm-dm注意：地形改正值恒为正1、地形校正（δg地）重力资料的整理校正办法：除去测点所在水准面以上的多余物质，并将水准面以下空缺的部分用物质填补起来2、中间层改正（δg中）重力资料的整理校正原因：经地形校正后，测点周围的地形变成水准面，但测点所在水准面与大地水准面或基准面（总基点所在水准面）间还存在着一个水平物质层，消除这一物质层的影响就是中间层校正。ΔhΔh大地水准面或基准面总基点测点2、中间层改正（δg中）重力资料的整理Δh校正办法：中间层可当作一个厚度为Δh，密度为σ的无限大水平均匀物质面，其校正公式为：测点高于大地水准面或基准面时，△h取正，反之取负。中间层密度通常取为2.67g/cm3。σ大地水准面或基准面总基点测点3、高度改正（δg高）重力资料的整理校正原因：若把地球当作密度均匀同心层分布的旋转椭球体时，地面每升高1m重力减小约3.086g.u.。经地形、中间层校正后，测点与大地水准面或基准面间还存在一个高度差△h，要消除这一高度差对实测的影响，就要进行高度校正Δh校正办法：测点高于大地水准面或基准面时，△h取正，反之取负重力资料的整理布格校正：高度校正和中间层校正都与测点高程Δh有关，将这两项合并起来，统称为布格校正（δg布）注意：地表实测重力值是地下密度均匀体和密度不均匀地质体（如地质构造、岩矿体等）的综合影响。 上述校正消除了起伏地形上各测点与大地水准面或基准面密度均匀体对实测重力值的影响，并没有消除密度不均匀体的影响。 因此，对于校正后仅由密度不均匀体引起的异常而言，上述各项校正后，各测点仍在起伏的自然表面上。4、正常场校正（δg地）重力资料的整理校正原因：当测点与总基点不在同一纬度时，测点重力值包含了总基点与测点间的正常重力场的差值，这一差值需要消除。校正办法：（1）在大面积测量时，按1909赫尔默特公式计算正常重力值，再从观测值中减掉它；（2）在小面积重力测量中按下式计算：φ为总基点纬度或测区的平均纬度；D为测点到总基点的纬向（南北向）距离，在北半球，当测点位于总基点以北时D取正号，反之取负号，单位km。2、布格重力异常重力测量所观测的重力异常布格异常包含了壳内各种矿体、构造等的影响，同时还包括了Moho面起伏在横向上相对上地幔质量的巨大亏损(或盈余)的影响。向上延拓平面地面向下延拓平面213深部和浅部磁体解析延拓异常的对比1-实测曲线；2-向下延拓曲线3-向上延拓曲线上延：压制或消除浅部（局部）磁性体的异常，突出深部磁性体的异常（或区域磁异常）下延：压制深部磁性体的异常（或区域异常），突出浅部磁性体的异常（或局部磁异常）；⑵重力异常的导数换算◆压制深部地质体的区域异常，突出小而浅的地质体的局部异常；◆高次导数异常就是局部异常◆划分多个相邻地质体的迭加异常4、磁异常的导数换算一般计算磁异常的一阶水平导数、一阶垂向导数及垂向二阶导数。实际工作中，磁异常的一阶（水平和垂直）导数常用差商代替。令△x=1，△z=1则导数异常的物理意义求导数的目的（作用）●区分相邻磁性体的异常，减少其相互叠加的影响。或者分离叠加在背景场中的局部场。●减轻磁性围岩的干扰。磁性围岩异常经导数换算后，异常幅度和范围会大大减小。●确定磁性体的边界；通常一阶水平导数异常的极值点或二阶垂直导数异常的零值点与磁性体的边界相对应；●消除正常场背景值的影响（正常背景值的微商为零，对磁异常换算成导数异常后正常背景值消失）；●将某些非二度的异常转化为二度异常来解释。△x㈡基本磁场yzNIxO（地理东）磁北（地理北）在三个坐标轴上的分量分别为：—北向分量—东向分量—垂直分量上述各分量的方向与相应坐标轴的方向一致为正，反之为负。在xoy平面上分量称为水平分量（方向指向磁北）1、地磁要素D—I—磁倾角（B与xoy平面的夹角）。矢量B下倾，I为正；矢量B上倾，I为负。D—磁偏角（磁北与地理北的夹角）。矢量H东偏，D为正；矢量H西偏，D为负。由图可见各分量间的关系为：

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地磁绝对测量中，通常测定I、D、H

三要素的绝对值；磁法勘探则是测定Z或B的相对值。

上述的B、X、Y、Z、H、I、D各量都是表示地磁场大小和方向的物理量，称为地磁要素。1.七个地磁要素是什么？

2.地磁要素间的关系是什么？

3.图示出地磁要素。岩、矿石受当时地磁场的作用经历了构造变动，剩磁的方向变化

现代地磁场作用总磁场强度是Mi与Mr的合矢量oyzM(B)MsMxMyMzNiAxI由图可见：Mx=McosIcosAMy=McosIsinAMz=MsinIA为测线方位角I为磁倾角★

Ms为M（总磁化强度）在观测剖面内的分量（投影），称为有效磁化强度。★

i为Ms与X轴正向的夹角，称为有效磁化倾角。1、A=0°（剖面为南北方向），即磁性体走向为东西：

Ms=M

i=I

（倾斜磁化）44°Ms++++++－－－－讨论以武汉地区为例，I=44°2、A=90°（剖面为东西方向），即磁性体走向为南北：

Ms=Mz

i=90°

（垂直磁化）SNWEMs++++－－－－3、90°＞A＞0°，即磁性体走向为任意：Mz＜Ms＜MI＜i＜90°（斜磁化）磁性体的磁化强度与磁性体的走向或剖面方向有关，走向不同，被磁化的情况也不同。在同一局部地区，地磁场的方向是一定的，而磁性体的走向，可能有不同的方向，不同走向的地质体，地磁场对它的磁化特点也不同相同，即表面磁荷分布不同。一、基本概念2、磁法勘探部分：磁场、磁化率、地磁要素、天然剩余磁化强度、感应磁化强度、有效磁化强度、有效磁化倾角、化向地磁极（二）均匀各向同性半空间点电源的电场

设大地是水平的，与不导电的空气接触，介质充满整个地下半空间，且电阻率在介质中处处相等，称这样的介质模型为均匀各向同性半空间。即：地面ρ空气ρ0

在物理学中，恒定电场是用三个相互有联系的物理量V（电位）、E（电场强度）和

j（电流密度）来描述的，其间的关系为：

dv=-Edr,E=j·ρ（3）影响视电阻率的因素电极装置—供电电极（A、B）及测量电极（M、N）的排列形式和移动方式①电极装置类型及电极距的大小②测点相对于地质体的位置；③电场有效作用范围内各种地质体的真电阻率；④各地质体的分布状态（即形状、大小、埋深及相对位置）

在实际工作中，常采用不同极距的联合剖面曲线交点的位移来判断脉状体的倾向。（1）判断基岩相对覆盖层是高阻还是低阻（2）根据大极距曲线形态勾画基岩起伏ρ1ρ1ρ2ρ2ρ1<ρ2ρ1>ρ2ρsρs高阻向斜（基岩凹陷）低阻背斜（基岩隆起）利用复合对称四极剖面法有助于解决基底的起伏问题。′′

若基岩为高阻向斜，曲线在曲线的下方；

若基岩为低阻背斜，曲线在曲线的上方；′′这是因为小极距时曲线反映较浅处岩层的电性情况。′′3、电测深曲线视电阻率ρs随着供电极距（AB/2）变化的曲线，称为电测深曲线。电测深曲线的特点：（1）每个电测深点均可以得到一条电测深曲线（2）该曲线通常以AB/2为横坐标，以ρs为纵坐标，绘制在模数为6.25cm的双对数坐标纸上。（一）充电法的基本原理对钻井、坑道等人工揭露或天然露头的良导体上接一供电电极（A），另一供电电极（B）置于离充电体很远的地方（称为无穷远极），对充电体进行充电（整个良导体就相当于一个大供电电极），进而查明充电体的空间分布形态、产状及延伸。充电点1、理想条件下（即ρ0

=0或ρ0

＜<ρ)，将不产生电位降，电位在导体内及表面处处相等，故导体为一个“等位体”，其表面为“等电位面”。在充电体表面附近，电位面的形状与充电体的形状一致。远离充电体，等位面趋于圆形。电位V为对称曲线；电位梯度△V/△X为反对称曲线，即在充电体顶部中心，电位梯度为零，其正、负极值对应于充电体边缘部分。利用在地面上观测得到的等电位线的形状和分布，可以判定充电导体的形状和范围。

利用剖面电位曲线和电位梯度曲线，还可以判定充电导体的顶部和边界位置。3、自然界中，导体都不是等位体（即ρ0

≠0），对其充电后，充电体上各点的电位并非都相等。（1）当充电点位于不等位体边缘时，电位及电位梯度曲线都不对称；（2）当充电点位于不等位体的中心时，电位及电位梯度曲线均成对称分布（很难与等位体区分开来）电磁法原理示意图交变电流I1发射线圈交变磁场H1感应电流I2感应磁场H2接受线圈地下良导体感应电动势二、思考什么是布格重力异常？获取布格重力异常有哪些校正过程，分别有什么作用？什么是解析延拓？向上延拓和向下延拓有什么作用？重磁异常的导数的物理意义说出有哪些地磁要素，并用图示表达二、思考5、什么是地球物理正问题（正演）和地球物理反问题（反演），举例说明地球物理反演的多解性。6、什么是区域场和剩余场？举出分离区域场和剩余场的方法（两种以上）7、地球磁场的主要组成部分有哪些，分别有什么特征8、什么是化向地磁极，有什么作用？二、思考9、视电阻率的测量公式和定性分析公式10、比较联合剖面法、中间梯度法、对称四极剖面法、电测深法的装置特点、应用范围及其优缺点11、视电阻率的主要影响因素有哪些？12、应用充电法的前提条件是什么？能解决哪些地质问题？13、应用自然电场法寻找金属矿的地质和地球物理前提是什么？二、思考14、在找矿方面，激化极化法有哪些优点和缺点，为什么？15、与传导类电法相比，电磁法有哪些特点？16、总结一下，影响重力、磁法和电法勘探效果的主要地质因素有哪些？17、在固体矿产资源勘探和开发方面，地球物理勘探方法有哪些优点？有什么不足，如何克服？三、分析球体、水平圆柱体、脉体的重力