《重力场与重力勘探》教学大纲

第页重力场与重力勘探一、课程说明课程编号：010328Z10课程名称：重力场与重力勘探/Gravityfieldandgravityprospecting课程类别：专业课学时/学分：48/3先修课程：地球物理场论、地质学原理、应用地球物理学适用专业：地球物理学，地球探测与信息技术，地球信息科学与技术教材、教学参考书：《重力场与重力勘探》曾华霖,地质出版社，2005.《重力学》王谦身，地震出版社，2003二、课程设置的目的意义《重力场与重力勘探》课程是地球物理学专业的专业必修课。重力勘探是以地质体的密度差异为物理基础，综合应用多学科的知识对观测得到的位场异常进行推断解释，实现找矿和解决地质问题的。课程设置的目的是让学生通过重力场与重力勘探课程的学习，了解重力场的基本知识，掌握重力勘探的基本原理，能够运用重力勘探方法从事矿产资源勘查、工程地质勘查等方面的工作，同时也为学生今后进一步深入学习重力勘探及科学研究工作奠定基础。三、课程的基本要求通过本课程教学，学生应掌握重力场及重力勘探的基本理论、原始信息采集、数据处理及资料分析解释的基本方法。学完本课程后，学生初步学会运用所学的基础理论知识解决专业中的问题，提高分析问题、解决实际问题的能力，训练学生的逻辑思维能力和科学思维方法，渗透学科前沿问题，懂得所学的基本理论的意义及价值。知识：掌握重力勘探的原理和方法，了解重力学及重力勘探的应用现状及发展动态；掌握重力仪器的基本结构及工作原理；熟悉重力勘探的行业技术标准与规范；掌握重力勘探野外工作方法及技术流程；掌握重力资料整理及重力数据处理的常规技术手段；熟悉重力异常的地质-地球物理意义。能力：了解重力勘探的新技术、新方法；具备常规重力勘探数据处理及解释的基本能力，熟练使用重力仪；能应用重力勘探基本知识从事矿产资源勘查与开发、地质灾害勘察，水利、电力、交通等方面的勘探工作。素质：遵守地球物理专业职业行为准则；熟悉重力勘探及相关领域的政策和法规。具有较强的社会责任感和严谨求实的科学态度和面向未来的开拓进取精神；既能独立工作，又具有团队合作精神，适应竞争学会合作；具有良好的心理承受能力及科学的工作心态。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践第1章重力与重力场重力学的发展历史及研究内容；重力的概念与定义；地球的重力；重力位函数及其各阶偏导数；正常重力和正常重力公式；重力异常及其表示形式；66重力、重力场及重力异常等基本概念；重力位函数、正常重力公式、重力位函数的各级偏导数、重力异常的表达形式重力位函数及其各阶偏导数；重力异常；结合重力学的发展历史介绍重力学的主要研究内容；讲授重力及重力场的基本概念和物理意义；通过课堂互动、抢答及作业的形式强化基本概念；第2章重力测量仪器重力测量仪器的发展历史；绝对重力测量仪；相对重力测量仪；超导重力仪；重力梯度仪；22石英弹簧重力仪的原理及基本结构；结合典型的重力仪器介绍重力仪的发展历史及现状；采用对比的形式介绍不同类型仪器的工作原理、性能、应用范围等；结合学生课后调研及文献阅读加强学生对重力仪现状及基本原理的掌握；第3章重力测量方法与技术重力测量的地质任务与技术设计；仪器检查与标定；基点网布置与观测；普通测点、检查点的布置与观测；重力勘探中的测地工作；海洋重力、航空重力、地下重力、卫星重力测量重力梯度测量；1064基点网布置与观测；普通测点、检查点的布置与观测；基点网布置与观测；课堂讲授重力测量的基本方法和步骤，组织学生进行分组实验设计和实际操作，开展课堂讨论，并分组完成实验报告第4章重力资料整理及重力异常提取重力资料的初步整理及质量评定；重力基点网平差；重力异常值的计算；重力异常的地质-地球物理含义；重力异常的图示；862重力基点网平差；重力异常值的计算；重力异常的地质-地球物理含义；重力异常的地质-地球物理含义；通过典型案例对重力资料整理的相关内容展开分析和讲解；结合实测资料开展实践教学；组织分组讨论；第5章岩（矿）石的密度决定岩矿石密度的主要因素；岩矿石标本密度测量；地层平均密度的估计；22决定岩矿石密度的主要因素；课前导学（相关文献阅读及分组作业），基本知识讲解，并进行课堂提问和点评分析；第6章重力异常的正问题简单规则几何模型体重力异常的计算；不规则复杂模型体重力异常的计算：密度分界面重力异常的计算；66不规则复杂模型体重力异常的计算：密度分界面重力异常的计算进行规则及不规则模型的重力异常计算方法讲解；安排作业（指定模型的重力异常计算），并针对学生计算过程中遇到的问题开展课堂讨论和分析；第7章重力异常的反问题计算地质模型体的几何及物性参数；计算密度分界面的深度；计算地层密度分布；重力归一化总梯度法统计分析方法在重力资料解释中的应用；地层视密度的计算；异常特征量的统计分析与图像识别；66计算密度分界面的深度；计算地层密度分布讲授如何通过重力数据计算模型的几何参数和物性参数，结合典型案例讲解相关计算方法的应用效果和应用范围；组织学生讨论各种计算方法的优缺点，鼓励学生对新方法的思考；第8章重力异常的分离引起重力异常的主要地质因素；叠加重力异常；重力异常平滑；重力异常解析延拓法；频率域滤波方法；642叠加重力异常；重力异常平滑；重力异常解析延拓法；频率域滤波方法；重力异常解析延拓法；频率域滤波方讲授重力异常叠加、平滑的基本原理，延拓及滤波等重力异常分离方法；开展实践教学，针对实测数据进行重力异常分离，并组织分组讨论；第9章重力异常的地质解释及重力勘探的实际应用重力异常的识别；重力异常的地质解释概述；应用实例；22重力异常的识别；重力异常的识别；通过解剖典型实例，启发学生对重力资料解释过程和方法的认识和理解，并展开课堂讨论；合计48408五、实践教学内容和基本要求实验名称实验内容学时基本要求重力测量实验使用重力仪（CG-5重力仪）进行重力测量4掌握基点网布置基本原则，熟悉基点联测的原理及实施步骤；掌握重力仪（CG-5重力仪）的操作方法；熟悉重力勘探相关规范；重力资料处理重力资料初步整理及质量评定；重力基点网平差；重力资料地形改正、固体潮改正等2掌握重力资料的初步整理及质量评定；掌握重力基点网平差技术；掌握重力资料的地形校正、中间层校正等校正方法；重力异常分离重力异常分离方法实践2了解常用的重力异常分解方法，如图解法、平均场法、高次导数法、解析延拓法、频率域滤波方法等。六、考核方式及成绩评定教学过程中采取讲授、讨论、课堂作业及实验教学等方式进行，注重过程考核，考核方式包括：笔试、实验操作、作业、课堂互动及专题讨论等；过程考核占总评成绩的5