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地球物理勘探復(fù)習(xí)資料 地球物理勘探方法（簡稱“物探”）：是以巖礦石等介質(zhì)的物理性質(zhì)差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，利用物理學(xué)原理，通過觀測和研究地球物理場的空間與時間分布規(guī)律以實現(xiàn)基礎(chǔ)地質(zhì)研究、環(huán)境工程勘察和地質(zhì)找礦等目的的一門應(yīng)用學(xué)科。 地球物理勘探方法：重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、放射性勘探、地?zé)峥碧健? 應(yīng)用物探方法所必須具備的地質(zhì)及地球物理條件： 1.探測對象與周圍介質(zhì)之間必須具有較明顯的物性差異； 2.探測對象必須具有一定的規(guī)模（即其大小相對于埋藏深度必須有相應(yīng)的規(guī)模），能產(chǎn)生在地面上可觀測的地球物理異常場。 3.各種干擾因素產(chǎn)生的干擾場相對于有效異常場必須足夠小，或具有不同的特征，以便能進行異常的識別。 物探的多解性：物探資料往往具有多解性，即對同一異常場有時可得出不同甚至截然相反的地質(zhì)解釋，這種情況往往是由于復(fù)雜的地質(zhì)條件和地球物理場場論自身局限性所造成的。且不可避免。 產(chǎn)生多解的原因：（1）數(shù)學(xué)解的不穩(wěn)定性（2）觀測誤差（3）干擾因素（4）地球深部的不可入性所帶來的觀測數(shù)據(jù)中“信息量 ”的不足 物探工作：先局部后整體 第一章:重力勘探 重力勘探是以研究對象與圍巖存在著密度上的差異為前提條件的。 地球上任何物體都要受到重力的作用。物體所受的重力P是除該物體之外的地球質(zhì)量及其他天體質(zhì)量對物體產(chǎn)生的萬有引力F和該物體隨著地球自轉(zhuǎn)而引起的慣性離心力C的合力。 P=F+C F＝GM1M2/R2 C＝MW2R 慣性離心力C的方向垂直于地球自轉(zhuǎn)軸，并沿著R指向球外，并且是由赤道向兩級逐漸減小的。慣性離心力C是相當(dāng)小的，不足平均重力值的三百分之一，因此重力P基本上是由地球的引力確定的，其方向大致指向地心。 地球周圍具有重力作用的空間稱為重力場。P=Mg。一個重力單位：g?u 重力的單位：mGal 1Gal (伽) =103 mGal (毫伽) =106 uGal (微伽) =1 cm/s2:1 g?u= 10-6 m/s2= 10-1 mGal (毫伽) 二、地球的重力場分為：1正常重力場、2重力場隨時間的變化（長期變化和短期變化）、3重力異常 1正常重力場結(jié)論： ①地球的正常重力是人們根據(jù)研究的需要而確定的，不同的學(xué)者計算出的正常重力值還有所區(qū)別，并不是客觀上存在的正常重力場； ②正常重力值只與計算點的緯度有關(guān)，沿經(jīng)度方向沒有變化； ③正常重力值在赤道處最?。趦蓸O處數(shù)值最大，相差約5萬g.u ④正常重力值沿緯度方向的變化率與緯度有關(guān)，在緯度45處的變化率最大(不是線性變化) ⑤正常重力值隨高度增加而減小，其變化率約為-3.086 g.u／m。 造成地面上某點的重力觀測值與該點的正常重力值偏差的原因有： 1． 重力觀測是在地球自然表面而不是在水準面上進行的，自然表面與水準面間的物質(zhì)及觀測點與水準面間的高差會引起重力的變化 2． 地殼內(nèi)部物質(zhì)并不是呈同心層分布的，地殼內(nèi)物質(zhì)密度的不均勻分布，會造成實測值與正常值的差異 3． 地球內(nèi)部物質(zhì)的變動及重力日變也會引起重力場的變化 三影響重力儀觀測精度的因素：(1)溫度影響 (2)氣壓影響 (3)電磁力影響 (4)安置狀態(tài)不一致的影響 (5)零點漂移 6）震動的影響 零點漂移：彈性重力儀中的彈性元件，在一個力(如重力)的長期作用下將會產(chǎn)生蠕變和彈性滯后(彈性疲勞)等現(xiàn)象，致使彈性元件隨時間推移而產(chǎn)生極其微小的永久形變，它嚴重地影響了重力儀的測量精度，帶來了幾乎不可克服的零點漂移。重力儀讀數(shù)的這種隨時間而改變的現(xiàn)象稱為零點漂移(或叫零位變化)。為消除這一影響，必須獲得重力儀零漂的基本規(guī)律和在工作時間段內(nèi)零漂值的大小，以便引入相應(yīng)的校正。所以，在制造儀器時，應(yīng)選擇適當(dāng)材料和經(jīng)過時效處理，盡量使零漂變小并努力作到使它為時間的線性函數(shù)。這一點，在恒溫精度提高以后，是衡量重力儀性能好壞的重要標(biāo)志。此外，在野外工作中，必須在一批重力值已知的所謂重力基點網(wǎng)的控制下進行，才有可能進行零點校正。 第三節(jié) 重力勘探工作方法 測地工作：為了重力測量的進行和對測量結(jié)果進行各項校正，需配合一定的測地工作 目的：確定觀測點位的平面坐標(biāo)并進行平面展點。 進行重力數(shù)據(jù)各項外部校正使用（平面坐標(biāo)和高程） （1）地形校正（包括野外實測近區(qū)地形校正值，利用測點及其測點以外的坐標(biāo)）；方法：除去測點所在水準面以上多余的物質(zhì)，并將水準面以下空缺的部分用物質(zhì)填補起來。地形影響恒為負，地形校正恒為正 （2）中間層校正（利用測點坐標(biāo)）；當(dāng)測點高于大地水準面或基準面時，△h取正，反之取負。公式： （3）高度校正（利用測點坐標(biāo)）；當(dāng)測點高于大地水準面或基準面時，△h取正，反之取負。公式： （4）正常場校正（緯度校正，利用測點坐標(biāo)）；在北半球當(dāng)測點位于總基點以北時，D取正。反之取負。公式： 注：（1）和（3）合并起來統(tǒng)稱布格校正 手段：各種測量儀器（經(jīng)緯儀、水準儀、紅外儀、GPS等） 球體中心埋深增大時，重力極大值減小，異常寬度相應(yīng)的增大，這條規(guī)律對任何形體都是適用的。 重力異常的疊加;當(dāng)球體異常的水平梯度大于單斜異常水平梯度時，在球體異常中心附近部位才能形成小的圈閉。當(dāng)球體的剩余密度 ﹤0時疊加后的異常等值線是向異常升高的一方扭曲，反之，不形成圈閉，向異常降低一方扭曲 區(qū)域異常是疊加異常中的一部分，主要是由分布較廣的中、深部地質(zhì)因素引起的重力異常。這種異常特征是幅值較大，范圍也較廣，但水平梯度小。 局部異常是疊加異常中的一部分，主要是指相對區(qū)域因素而言范圍有限的研究對象引起的范圍和幅度較小的異常，異常水平梯度相對較大。由于局部異常是從布格異常中去掉區(qū)域異常后剩余部分，故局部異常也稱剩余異常。 第二章，磁法勘探 存在于地球周圍的具有磁力作用的空間，稱地磁場。它是由1：基本磁場、2：變化磁場和3：磁異常三部分組成。 地磁要素是按一定的規(guī)律分布在地表的： （1）等Z線、等H線（等I線）都大致平行于地理緯線 （2）在赤道附近（磁赤道上），垂直分量Z和磁傾角I為零，水平分量H最大，地下介質(zhì)在這里被“水平磁化”。隨著緯度的增大，Z和I的絕對值也增大，而H逐漸減小。 （3）在北半球T向下，I為正；在南半球T向上，I為負。地下介質(zhì)在這里被“傾斜磁化” （4）在兩極附近某處，I達到90，H為零，Z的絕對值最大，它們就是地球的磁極。在地理北極附近的叫“磁北極”，它具有S極的極性；在地理南極附近的叫“磁南極”，它具有N極的極性。處于這兩個磁極附近的地下介質(zhì)被“垂直磁化” 磁測的野外工作方法: 1磁測精度的確定（電子式磁力儀）（均方誤差小于2nT的為特高精度磁測） 2地磁場的日變觀測（設(shè)立日變觀測站作用是消除地磁場周日變化和短周期擾動等的影響） 3巖石磁參數(shù)的測量 有效磁化強度矢量：我們假設(shè)磁性體為均勻磁化且不考慮退磁和剩磁，磁體的總磁化強度矢量為M，Ms為M在XOZ(觀測剖面)的投影（分量），為有效磁化強度矢量。在空間坐標(biāo)系中，M可分解成Mx、My和Mz三個分量。其中Mx與Mz的合成矢量Ms稱為有效磁化強度（或剖面磁化強度）， Ms與x軸正向的夾角i，稱為有效磁化傾角。 考題考題 磁性體與其磁場的剖面對應(yīng)關(guān)系 1、兩側(cè)無負異常的△T曲線：順層（或順軸）磁化無限延伸板狀體（或柱狀體）的△T異常為兩側(cè)無負值的曲線 2、一側(cè)有負異常的△T曲線：斜磁化無限延深板狀體的△T剖面曲線為一側(cè)有負值的曲線 3、兩側(cè)有負異常的△T曲線：△T剖面曲線兩側(cè)出現(xiàn)負值，是磁性體下延伸度不大的表現(xiàn) 第四章：電法勘探 （電法勘探是以巖（礦）石間的電性差異為基礎(chǔ)，通過觀測和研究與這種電性差異有關(guān)的電場和電磁場的分布特點和變化規(guī)律，來查明地下構(gòu)造或?qū)ふ矣杏玫V產(chǎn)的一類地球物理勘探方法。） 電阻率法是傳導(dǎo)類電法勘探方法之一；注：電阻率值越大，導(dǎo)電性越差， 當(dāng)電流沿著一段導(dǎo)體的延伸方向流過時，導(dǎo)體的電阻R與其長度L成正比，與垂直于電流方向的導(dǎo)體橫截面積S成反比，即 R=ρl／s。式中比例系數(shù)ρ成為該導(dǎo)體的電阻率。因此電阻率在數(shù)值上等于電流垂直通過單位面積立方體截面時，該導(dǎo)體所呈現(xiàn)的電阻。電阻率的倒數(shù)即為導(dǎo)電率ν，直接表征了巖石的導(dǎo)電性能。 地電斷面:是指根據(jù)地下地質(zhì)體電阻率的差異性而劃分界線的斷面。這些界線可能同地質(zhì)體、地質(zhì)層位的界線吻合，也可能不一致。 視電阻率實質(zhì):電場有效作用范圍內(nèi)各種地質(zhì)體電阻率的綜合影響值。 電剖面法:電剖面法是電阻率法中的一個大類。 特點：采用不變的供電極距，并使電極裝置沿觀測剖面移動，逐點觀測視電阻率的值，由于供電極距不變，探測深度就可以保持在同一范圍內(nèi)，因此，電剖面法了解的是沿剖面方向，地下某一深度范圍內(nèi)不同電性物質(zhì)的分布情況。 分類：1聯(lián)合剖面法，2對稱剖面法，3中間梯度法。 聯(lián)合剖面法非常適合尋找產(chǎn)狀陡傾的層狀或脈狀地質(zhì)體（當(dāng)供電極距大于這些地質(zhì)體的寬度時，可以把它們視為脈狀良導(dǎo)體）。雖然利用聯(lián)合剖面法在直立高阻薄脈上也有異常顯示，但其效果比在直立低阻薄脈上差，加之與其它對高阻薄脈同樣有效的電剖面方法相比，它的效率又低，因此，一般都不用聯(lián)合剖面法尋找高阻地質(zhì)體。 聯(lián)合剖面法優(yōu)缺點 優(yōu)點： 由兩個三極裝置組成，可以提供較為豐富的地質(zhì)信息，分辨能力強，異常明顯等，并且可以定性判斷良導(dǎo)薄脈體的脈頂位置及脈的傾向。出現(xiàn)“正交點” 缺點： 有無窮遠極，野外工作中裝置笨重，地形影響大。 適用范圍： 此方法可用于尋找產(chǎn)狀陡傾的層狀或脈狀低阻體或斷裂破碎帶，劃分巖層的直立接觸面等 中間梯度法特點：（1）利用均勻場勘探。 （2）裝置系數(shù)K不是恒定的，而是逐點變化的；（3）由于AB供電極距大，不僅在AB連線的中部，同時在連線兩側(cè)1/6AB范圍內(nèi)電場均近似于均勻電場，具有“一線供電，多線測量”的優(yōu)點，效率較高。 應(yīng)用范圍：中間梯度法主要用來尋找產(chǎn)狀陡傾的高阻薄脈（如石英脈、偉晶巖脈等） 優(yōu)點： 裝置簡單，尋找產(chǎn)狀陡傾的高阻薄脈的效率高，并具有“一線布極，多線測量”的特點”。 缺點： 應(yīng)用面較窄，低阻異常不明顯，一般不用此方法尋找低阻 對稱四極剖面法的實際應(yīng)用： 研究覆蓋層下的基巖起伏（向斜或背斜）、劃分接觸帶、以及尋找厚巖（礦）層等地質(zhì)填圖和普查工作中。 優(yōu)點： 應(yīng)用范圍較廣，Ps曲線比較簡單（高阻上方曲線值升高，低阻上方曲線值降低），不需要無窮遠極，野外工作較輕便。 缺點： 對某些特定的地質(zhì)體的勘察效果不太理想，如對良導(dǎo)薄脈體的反映不如聯(lián)合剖面法明顯，且對于高阻薄脈體又不如中間梯度法經(jīng)濟，因此一般不用此方法尋找高阻薄脈體和良導(dǎo)薄脈體 。 學(xué)會H、A、K、Q四種曲線的畫法。 5