应用地球物理复习

1、题型：题型：一、名词解释（每题一、名词解释（每题3分，共分，共24分）分）二、简答题（二、简答题（10题任选题任选6题，每题题，每题5分，共分，共30分）分）三、定性分析题（三、定性分析题（4题，共题，共16分）分）四、综合分析题（共四、综合分析题（共30分）分）考试时间和地点：考试时间和地点：1 1月月6 6日晚日晚7 7：00009 9：00 00 教教2 2楼楼 604 604 一、重力资料的整理一、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，则必须常，则必须消除各种干扰因素的影响消除各种干扰因素的影响，通常要进，通常要进行如下

2、校正：行如下校正：（1）地形校正）地形校正（2）中间层校正）中间层校正消除自然地形起伏干扰消除自然地形起伏干扰（3）高度校正）高度校正（4）正常场校正）正常场校正 消除地球正常重力场影响消除地球正常重力场影响1、地形校正（、地形校正（g地地）重力资料的整理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。正予以消除，又称为地改。地形平坦地形平坦无需地改无需地改地形起伏地形起伏需要地改需要地改1、地形校正（、地

3、形校正（g地地）重力资料的整理重力资料的整理dm-dm注意：地形改正值恒为正注意：地形改正值恒为正1、地形校正（、地形校正（g地地）重力资料的整理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水准面以下空缺的部分用物质填补起来2、中间层改正（、中间层改正（g中中）重力资料的整理重力资料的整理校正原因校正原因：经地形校正后，测点周围的地形变成水准面，：经地形校正后，测点周围的地形变成水准面，但测点所在水准面但测点所在水准面与大地水准面或基准面与大地水准面或基准面（总基点所在水（总基点所在水准面）间还

4、存在着一个水平物质层，消除这一物质层的影准面）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。响就是中间层校正。 hh大地水准面大地水准面或基准面或基准面总基点总基点测点测点2、中间层改正（、中间层改正（g中中）重力资料的整理重力资料的整理h校正办法校正办法：中间层可当作一个厚度为：中间层可当作一个厚度为h h，密度为，密度为的无的无限大水平均匀物质面，其校正公式为：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，测点高于大地水准面或基准面时，h h取正，反之取负。取正，反之取负。中间层密度通常取为中间层密度通常取为2.67g/cm2.67g/cm3 3。) .(

5、419. 0ughg中大地水准面或基准面大地水准面或基准面总基点总基点测点测点3、高度改正（、高度改正（g高高）重力资料的整理重力资料的整理校正原因校正原因：若把地球当作密度均匀同心层分布的旋转椭球：若把地球当作密度均匀同心层分布的旋转椭球体时，体时，地面每升高地面每升高1m1m重力减小约重力减小约3.086g.u.3.086g.u.。经地形、中。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度差h h，要消除这一高度差对实测的影响，就要进行高，要消除这一高度差对实测的影响，就要进行高度校正度校正h校正办法校正办法：测点高于大

6、地水准面或基准面时，测点高于大地水准面或基准面时，h h取正，反之取负取正，反之取负.).(086. 3ughg高重力资料的整理重力资料的整理布格校正：布格校正：高度校正和中间层校正都与测点高程高度校正和中间层校正都与测点高程h h有关，有关，将这两项合并起来，统称为布格校正（将这两项合并起来，统称为布格校正（gg布布）注意注意：地表实测重力值是地下密度均匀体和密度不均匀地：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。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

7、均匀体对实测重力值的影响，基准面密度均匀体对实测重力值的影响，并没有消除密度并没有消除密度不均匀体的影响不均匀体的影响。因此，对于校正后仅由密度不均匀体引起的异常而因此，对于校正后仅由密度不均匀体引起的异常而言，言，上述各项校正后，各测点仍在起伏的自然表面上。上述各项校正后，各测点仍在起伏的自然表面上。.).()419. 0086. 3(ughg布4、正常场校正（、正常场校正（g地地）重力资料的整理重力资料的整理校正原因校正原因：当：当测点与总基点不在同一纬度测点与总基点不在同一纬度时，测点重力值时，测点重力值包含了总基点与测点间的正常重力场的差值，这一差值需包含了总基点与测点间的正常重力场的

8、差值，这一差值需要消除。要消除。校正办法校正办法：（1 1）在大面积测量时，按）在大面积测量时，按19091909赫尔默特公式计算正常重赫尔默特公式计算正常重力值，再从观测值中减掉它；力值，再从观测值中减掉它；（2 2）在小面积重力测量中按下式计算：）在小面积重力测量中按下式计算：为总基点纬度或测区的平均纬度；为总基点纬度或测区的平均纬度；D D为测点到总基点的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纬向（南北向）距离，在北半球，当测点位于总基点以北时时D D取正号，反之取负号，单位取正号，反之取负号，单位kmkm。.).(2sin14. 8ugDg正2、布格重力异常

9、、布格重力异常重力测量所观测的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，布格异常包含了壳内各种矿体、构造等的影响，同时还包括了同时还包括了MohoMoho面起伏在横向上相对上地幔质面起伏在横向上相对上地幔质量的巨大亏损量的巨大亏损( (或盈余或盈余) )的影响。的影响。异常体异常体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）； 重力异常

10、的导数换算重力异常的导数换算压制压制深部地质体的区域异常，区域异常，突出突出小而浅的地质体的局部异常；局部异常； 高次导数异常高次导数异常就是局部异常就是局部异常划分多个相邻地质体的迭加异常迭加异常4、磁异常的导数换算、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ZZZZZZzZxxZxxZxZaaaaaa)()()()()()(xZxxZxZaaa)()(zZzzZzZaaa导数异常的物理意义导数异常的物理意义求导数的目的（作用）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

11、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。x 基本磁场基本磁场 yzNIxOBYXZH（地理东）磁北（地理北）B在三个坐标轴上的分量分别为：X北向分量Y东向分量Z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。H在xoy平面上分量称为水平分量（方向指向磁北）1、地磁要素DBI磁倾角（B与

12、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：由图可见各分量间的关系为： X=Hcos(D) Y=Hsin(D) tgD=Y/X Z=Bsin(I) H= Bcos(I) tgI=Z/H H2=X+Y B2=X+Y+Z地磁绝对测量地磁绝对测量中，通常测定 I、D、H 三要素的绝对值绝对值；磁法勘探磁法勘探则是测定Z 或B 的相对值相对值。 上述的上述的B、X、Y、Z、H、I、D各量都是各量都是表示地磁场大小和方表示地磁场大小和方向的物理量向的物理量，称为地磁要素。，称为地磁要素。 1

13、. 1.七个地磁要素是什么？七个地磁要素是什么？ 2. 2.地磁要素间的关系是什么？地磁要素间的关系是什么？ 3. 3.图示出地磁要素。图示出地磁要素。岩、矿石受当时地磁场的作用岩、矿石受当时地磁场的作用 经历了构造变动，剩磁的方向变化经历了构造变动，剩磁的方向变化 现代地磁场作用现代地磁场作用 总磁场强度是总磁场强度是Mi与与Mr的合矢量的合矢量 oyzM (B)MsMxMyMzNiAxI由图可见：Mx = McosIcosAMy = McosIsinAMz = MsinIA为测线方位角I为磁倾角IsinAcosIcosMMMM2222z2xs+=+=Acos/tgIMMtgixz= Ms为

14、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 I （倾斜磁化）44Ms+ + + +讨论讨论 以武汉地区为例， I=442、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、90A 0，即磁性体走向为任意：IsinAcosIcosMMMM2222z2xs+=+=MzMsMAcos/tgIMMtgixz=Ii 90（斜磁化）磁性体的磁化强度与磁性体的走向或剖面

15、方向有关，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。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。的磁化特点也不同相同，即表面磁荷分布不同。（二）均匀各向同性半空间点电源的电场（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均匀

16、各向同性半空间。即：。即：地面空气空气0 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 （3）影响视电阻率的因素）影响视电阻率的因素电极装置电极装置供电电极供电电极（A、B）及测量电极测量电极（M、N）的排列形式和移动方式 电极装置类型及电极距的大小 测点相对于地质体的位置； 电场有效作用范围内各种地质体的真电阻率； 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，常采用不同极距不同极距的联合剖面曲线交点交点的位移的位移来判断脉状体的倾向倾向。（1）判断基岩相对覆盖层是高阻还是低

17、阻）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）根据大极距曲线形态勾画基岩起伏11221 2ss高阻向斜（基岩凹陷）低阻背斜（基岩隆起）BAsABsBAsABs利用复合对称四极剖面法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；BAsABs 若基岩为低阻背斜， 曲线在 曲线的上方；BAsABs 这是因为小极距时 曲线反映较浅处岩层的电性较浅处岩层的电性情况。 BAs3、电测深曲线视电阻率s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。电测深曲线的特点：（1）每个电测深点每个电测深点均可以得到一条电测深曲线（2）该

18、曲线通常以AB/2为横坐标，以s为纵坐标，绘制在模数为6.25cm的双对数坐标纸双对数坐标纸上。（一）充电法的基本原理（一）充电法的基本原理 对钻井、坑道等人工揭对钻井、坑道等人工揭露或天然露头的良导体露或天然露头的良导体上接一供电电极（上接一供电电极（A），），另一供电电极（另一供电电极（B）置）置于离充电体很远的地方于离充电体很远的地方（称为无穷远极），对（称为无穷远极），对充电体进行充电充电体进行充电（整个（整个良导体就相当于一个大良导体就相当于一个大供电电极）供电电极），进而查明，进而查明充电体的充电体的空间分布形态、空间分布形态、产状及延伸。产状及延伸。充电点充电点1、理想条件下（即、理想条件下（即0 =0或或0 )，将不产生电位降，将不产生电位降，电位在导体内及表面处处相等，故导体为一个电位在导体内及表面处处相等，故导体为