《地球物理勘查 》教案

1、第一章 绪言（地球物理探测简介）第一节 物探在资源勘查中的作用和地位一、物探用于研究板块、大地构造框架、地球的深部1、海底对称分布的条带性磁异常及解释结果2、中国的深大断裂（青藏隆起、郯庐断裂）大多由物探方法确定3、利用地震、重力划分出地球的圈层结构 二、物探用于小比例尺大面积快速扫描性普查 1、1959-1999年，完成磁测1144万平方公里，放射性300万平方公里及少量的航空电法工作。 2、全国1：500万和1：400万航磁图全部完成，部分省区已完成1：100万和1：50万航磁图。 三、物探用于中比例尺（1：20万、1：5万）的区域地质调查工作 圈定岩体、追索矿化带及矿体、追索隐伏断裂及指

2、出成矿远景区。 四、物探大量用于大比例尺（1：1万、1：1千）的详查和勘探、工程地质、地震预报等 确定矿体的产状和埋深及几何形状规模等。 五、物探用于黑色金属、有色金属、贵金属、稀有稀土金属矿床及非金属、石油、天然气、煤炭、地下热水等40余种矿产，效果良好 六、物探测井技术解决地下矿体走向、延伸、连续性等问题第二节 物探的探测方法及发展历史与现状一、物探方法简介1、重力测量重力仪地面测量、航空测量2、磁力测量磁力仪地面测量、航空测量3、电法电阻率法、激发极化法、充电法、电磁波法等4、放射性测量 测量、中子测量、氡气测量等5、地震测量人工地震、天然地震6、测井技术电、磁、核物理、电磁波7、遥感技

3、术 被动式 航空摄影可见光波段红外微波 主动式 雷达探地雷达、卫星雷达 二、我国物探方法的发展历程 1、解放前的情况 1936年李善帮等在湖南水口山铅锌矿进行重力、磁测工作。 19361942年丁毅、顾功叙等在安徽当涂铁矿、云南易门铜矿进行了电阻率法和自然电场法工作。 1939年翁文波在四川石油沟进行测井工作，以电阻率法和自然电场法成功划分地层 2、50年代，重力、磁法、地震测量主要使用苏联、瑞典、匈牙利的仪器。激发极化法开始研究。 3、6070年代，北京地质仪器厂、重庆地质仪器厂建立，能生产各种仪器。 4、80年代，地质工作走入低谷。 5、90年代以后，仪器精度高、数字化、智能化、自动化。

4、三、现状与展望 1、与发达国家相比，仪器精度、解释自动化水平较低。 2、勘探深度较低。3、工作程度较低。第二章 地球物理探测的物质基础（前提）第一节 地质先验知识和物探方法的选择一、地质先验知识 1、根据地表观测的结果，结合一些规律和经验，对地下地质情况作出一定程度的推测。但必须依靠山地工程和钻探的验证。 2、选用物探方法必须遵守物理学原理地球物理前提。 必须遵守地质先验知识地质前提，减少地球物理反问题解的非唯一性。 二、物探方法的选择 1、一般经验：应考虑岩矿石的成分、结构、物理化学特征、围岩特征、地质构造特点、地形地貌条件、浮土厚度、水文条件等。 2、具体经验 放射性测量：寻找放射性矿床和

5、与放射性有关的矿床。 配合其他方法进行地质填图、圈定某些岩体等。 磁法测量：寻找磁铁矿、铜、铅、锌、铬、镍、铝土、金刚石、石棉、硼等矿床。 圈定基性、超基性岩体、大地构造、地质填图、成矿区划分、水文地质等。 重力测量：寻找富铁矿、含铜铁矿、配合磁法寻找铬铁矿、磁铁矿。 圈的火成岩体、普查与石油天然气有关的构造。 寻找密度小的矿产（如盐岩）。 研究地壳深部构造、划分大地构造单元、研究基底的内部成分和构造变化、起伏规律、确定断层的分布、规模。 地形起伏影响大。 地震测量：主要用于解决地层和地质构造。石油、煤田、工程地质（地下裂隙）、水文地质（古河道）等。地形起伏影响大。 电法测量：岩矿石有明显的电

6、阻率、极化率差异、接地条件较好。 应用范围较广，方法较多，常用十几种。第二节 岩矿石的物理性质 一、岩矿石的磁性 1、岩矿石中含磁性矿物的种类和数量决定其磁性。 磁性的大小以磁化强度表示：M=Mi+Mr Mi为感应磁化强度，Mr为剩余磁化强度。 其中Mr=KT K 为岩矿石的磁化率，T为地磁总场。 2、岩矿石的磁化率 反磁性物质：（K0）,惰性气体、金、银、煤油、蒸馏水、石墨、石膏、石英、大理石、岩盐等。一般K=-10SI。 顺磁性物质：（K0）,稀土金属、铁族岩类、辉石、石榴子石、黑云母、电气石等。一般K=10-10SI。 铁磁性物质：（K值很大），磁铁矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿、铁的氧化物、铁

7、的硫化物、陨石等。一般K=40-10SI。反磁性物质、顺磁性物质可认为无磁性，磁法测量主要针对铁磁性物质。 3、影响岩矿石磁性的因素 与磁性矿物的类型、含量、颗粒大小、结构有关。 与形成的环境、温度、压力、变质作用、氧化等有关。 二、岩矿石的密度差异性 1、火成岩：主要由矿物成分和含量决定。酸性基性，密度增大。 2、沉积岩：主要与孔隙度、埋深、干燥度有关。 3、变质岩：主要与变质性质、变质程度有关。 4、矿石：金属矿一般为3.55，硫化物2.01.5。 5、影响岩矿石密度的主要因素：矿物成分和含量、孔隙度和含水量、埋藏深度。 三、岩矿石的电学性质差异（电阻率、极化率） 1、岩石的电阻率：一般岩

8、浆岩较高，变质岩次之，沉积岩最低。 2、矿物的电阻率：与矿物的导电类型和结构构造有关。金属导电性矿物：天然金属、石墨等。电阻率在1.24010.M半导体性导电矿物：大部分硫化物、金属氧化物。黄铜矿、黄铁矿、辉铜矿、方铅矿、磁铁矿等低于1.M，辉锑矿、闪锌矿、锡石、软锰矿、铬铁矿、赤铁矿等在1010.M离子性导电矿物：大多数造岩矿物。长石、石英、云母、角闪石、辉石、岩盐、石膏等。一般都大于10.M 3、影响电阻率的因素： 良导电矿物的含量及结构构造。致密块状、侵染状、星点状，依次增大。 岩矿石的孔隙度、含水量、及矿化度。 4、极化率：与供电时间、供电频率、金属矿物含量和结构构造等有关。 四、放射

9、性差异 1、岩浆岩中不同种类岩石含铀、钍、钾含量区别很大，伴随酸性增加而增大。 2、变质岩中铀、钍、钾含量与变质前原岩和变质程度有关。 3、沉积岩中铀、钍、钾含量区别很大，常与其中的粘土含量有关。 4、不同时代的同一种岩石，时代越新放射性越大。 5、影响因素：岩石的放射性强度主要取决于铀系、钍系、和不成系列的天然放射性元素钾的含量。 五、弹性差异与影响地震波的因素 1、质点间联系越紧密，介质越坚硬，地震波传播速度越快。在介质内传播的波称为体波，与体应变对应的称为纵波。与切应变对应的称为横波。在介质分界面传播的称为面波，有瑞利面波、勒夫面波两种。 2、影响地震波速的因素： 岩石的弹性特征与密度。

10、密度大波速也大。 岩石孔隙度和充填物。孔隙度大波速小。充填物不同波速也不同。 上覆岩层的压力。压力越大波速越大。 温度影响岩石组分的晶化或熔化，岩石状态的变化影响波速。 岩石的埋深与年代。越深越老波速越大。 第三节 岩矿体的天然状态与地球物理场的关系 一、天然地质体附近周围存在地球物理场与矿体的形状、产状、空间位置有密切的关系。二、天然地质体有规则（可求出精确解）和不规则两种（只能得出近似解）三、正演和反演 由实测数据、曲线推测地质体的参数正演。 由假想地质体参数计算引起的异常值曲线反演。第四节 地球物理地质模型的建立 一、地球物理地质模型：勘查目标和周围地质体的地质、构造、地球物理特征综合到

11、一起的图式或图像。具有一定的几何参数和物性特征参数的抽象化的物探异常体，相似于地下实际地质体。 二、模型的基本要求 1、具有一定的几何参数：产状、形态、规模、埋深等，具有相应的物性参数。 2、与地质任务或地质测量相一致，推断方法合理，与地质构造成矿理论相适应。 三、模型的特点 1、典型性、代表性。 2、简化性。 3、不唯一性。 四、地球物理地质模型的建立 1、确定研究对象。 2、观测资料消除一切干扰和改正。保证数据的精度。3、正、反演方法配合使用。 4、物探、化探、地质、工程等资料综合分析解释。 5、物理模型与地质模型相互参照，达到自洽一致。 五、建立模型常用的方法 1、类比法。 2、数学地质

12、相关分析法。 3、反馈法，正反演法。第三章 磁法勘探第一节 有关磁学的基本知识 一、衡量磁场强弱的物理量 1、磁感应强度B的定义： dF:通电导线的作用力，单位为N,I.dL：电流元（矩），单位为A.M,B：磁感应强度，单位为N/A.M或Wb/M。 2、磁场强度：二、磁法勘探中，地磁场强度的单位：奥斯特（Oe）和SI制单位特斯拉（T）。由于地磁场异常非常弱，一般用奥斯特的10分之一和特斯拉的10分之一（纳诺）作单位。 1=10 Oe, 1=1纳特（nT）。第二节 地球磁场 一、地磁要素1、地磁场形状和极性：地球表面任一点的磁场是矢量，有大小有方向。磁感线形状与地心处磁偶极子（条形磁铁或球体）的

13、磁场基本相似，地球的地理南极点附近地下深处为N极（习惯上称磁南极），地球的地理北极点附近地下深处为S极（习惯上称磁北极）。地表处磁感线大致与地表一致。ZN磁北极方向TH垂向水平（地理北极）方向D2、地磁要素：地球表面任一点的磁场为矢量，其大小称为地磁总场（T），方向用T与该点指向磁北极水平线的夹角（磁倾角I）和T与该点指向磁北极的夹角（磁偏角D）来表示。地磁总场（T）、磁倾角I、磁偏角D称为地磁要素。为研究方便，又将磁总场（T）的垂向分量称为垂直分量（Z）、磁总场（T）的水平方向分量称为水平分量（H）。 二、地球磁场的组成1、稳定部分磁场：起源于地球内部。2、变化部分：起源于地球内部和外部的感

14、应磁场，有长期变化和短期变化部分，有些变化部分与太阳的位置有直接的关系（日变）。3、地表和内部岩矿石的磁场。深部岩矿石的温度超过居里温度时将失去磁性。三、正常磁场和磁异常 1、正常场：地球磁场的稳定部分和变化部分。 2、磁异常：岩矿石引起的磁场。分为岩石引起的异常（局部背景）和矿体引起的矿致异常。3、磁测方法中一般采用相对测量法。第三节 磁力仪器 一、现在主要用电子式磁力仪 1、垂直分量测量：主要用饱和式磁通门类仪器。 2、磁倾角和磁偏角测量：主要用饱和式磁通门类仪器。 3、水平分量测量：用刃口式水平磁力仪进行。 4、总场测量：主要用质子旋进式磁力仪或光泵磁力仪进行。二、具体使用方法及注意事项

15、、精度等技术指标可参考其使用指南。第四节 地面磁测方法 一、布置测网与比例尺：比例尺 线距（M） 点距（M） 应用范围 测量方式 测网布设1：100万 1万 连续 普查 航空1：50万 5千 连续 普查 航空或海洋1：20万 2千 连续 区调 航空或海洋1：10万 1千 连续 区调 航空或海洋1：5万 500 50250 区调 地面 半仪器法1：2.5万 250 25100 区调 地面 半仪器法1：1万 100 1050 详查 地面 仪器法1：5千 50 520 详查 地面 仪器法1：2千 20 410 详查 地面 仪器法1：1千 10 25 勘探 地面 仪器法 1：5百 5 12 勘探 地面

16、 仪器法二、确定磁测精度 磁测精度一般分三级：小于1为高精度， 2为中精度，5为低精度磁测总精度是测点观测误差（含操作及点位误差、仪器噪声均方误差、仪器一致性误差以及日变改正误差）、总基点、正常场与高度等各项改正误差的总和。在设计时可根据实际技术条件，在保证总精度的前提下，提高某项精度和降低另一项精度，可参与下表进行误差分配。 磁测误差分配表磁测总误差nT野外观测均方误差，nT基点、高程及正常场改正误差，nT总计操作及点位误差仪器一致性误差仪器噪声误差日变改正误差总计正常场改正误差高程改正误差总基点改正误差54.362.652.02.02.02.451.01.02.021.561.10.70.

17、50.71.2120.70.70.710.870.70.30.30.30.4970.280.280.3注：操作及点位误差中，含点位不重合、探头高度不准、探杆倾斜等误差三、扫面工作 1、选择基点。基点根据工作需要分总基点、分基点。并进行联测，联测精度计算公式与一致性公式相同。 2、检查仪器一致性：在现场无异常区选择2540个点进行一致性检查测量，一致性精度计算公式为,m为总观测次数，n为点数。 3、逐点逐线测量和记录。 4、质量检查：一般为总工作量的5，应尽量选择低缓异常区进行，应尽量均匀分布。工作原则为“一同三不同”。精度计算公式为。接头点可按质检点进行精度计算。5、各项改正：零点掉格，温度改

18、正，基点改正，日变改正，纬度改正，高度改正。高度改正：应按地形图上所定点位确定每个测点的高程。一般高程误差不大于高度改正允许误差，如表：表2高程误差分配表磁测总误差，nT高度改正误差，nT允许高程误差，m51.041.620.729.210.2811.66、计算总精度：四、剖面测量：与扫面工作中的路线测量相同，但比例尺一般较大，点距较小。五、磁性参数测定和统计工作 1、岩矿石磁性参数测定 普通标本：a. 同类岩矿石标本不能少于10-20块，大小一般为6×6×8cm。 b.采用高斯第一位置（或第二位置）测量。常用第一位置。 C.仪器始终开放，周围物体不得移动。标本中心到仪器中

19、心的距离测量准确到0.5cm，体积测量准确到1立方厘米。未放标本前读数 d.要求在x轴（北）上正、反两次读数,、y轴（东）上正、反两次读数,、z（下）上正、反两次读数,。计三个方向上6次读数。e.且满足， f.计算公式： 磁偏角： 磁倾角： 2、磁参数测定质量检查用相对误差表示：质检工作量为10-20。计算公式：, 。 3、磁参数的统计工作：同类标本或同一地区的标本一般服从正态分布或对数正态分布。 当标本不足30块时，一般只计算算术平均值。 当大于30块时，应分组统计，一般用直方图表示。 标本块数与分组数的经验曲线：102030404568310008006005004003002001008

20、060504030205000 六、磁测主要成果图 1、磁异常剖面图点号Z2、磁异常平面剖面图某地磁异常平面等值线图 1：10000 0100200300400500500某地磁异常平面剖面图 1：10000 1cm=5003、磁异常平面等值线图 从磁异常值的最高值点开始，以等差或等比等值线圈定异常。4、交通位置图5、实际材料图：包括工区地理位置、经纬度、大地坐标，工区的面积、各施工方法的面积及区域，验证工程的预计位置，物性标本的采集点，面积性工作的线号、点号，基点的位置，生活基地的位置等。6、成果推断图点号Z覆盖层矽卡岩灰岩铁矿闪常岩7、日变曲线及标本磁性统计图时间Z8、图的整饰（1）图框：

21、图框起着压边和衬托图面内容的作用，其宽度应与图面大小相适应。图框一般由几个线条组成。 （2）图名：图名由工作地区名称、测区名称或编号、物探方法及参数名称，图的类别四部分顺序排列组成。除测区编号和物探参数用代号外，其余均用汉字。 （3）比例尺：自由分幅的图件可只写数字比例尺（空间坐标比例尺），且比例尺位于图件上方正中的图名与上图框之间。 （4）图例：凡是图中所绘出的各种图形符号文字符号，线条和物探参数的比例尺等，均必须列入图例，并确切说明其代表的内容。图例由左向右从上到下排列，其顺序为：地质符号、物探符号、物探干扰物等特殊地理符号。如点线号、曲线说明。 （5）技术说明：它写明使用图件时须了解的数

22、据和方法技术情况。如：工作比例尺，装置大小，基线方向，使用仪器，参数比例尺等。 （6）责任表：所有的工作设计或成果报告的附图，除交通位置图外，都须有责任表。一般为长10cm，宽6cm，基形式及内容见下表: (制 图 单 位) （图 名）拟 编顺 序 号审 核图 号清 绘比 例 尺技术负责日 期队 长资料来源第五节 简单几何形体的磁异常 一、柱体 1、顺轴磁化无限延深的倾斜柱体 2、顺轴磁化有限延深的倾斜柱体Zaa阿aJrZaJr二、板状体：二度体，理论上认为其走向无限延伸，实际中长宽比10即可。1、顺层磁化无限延深板状体 2、顺层磁化有限延深板状体ZaJrZaJr三、斜交磁化板状体：当Js与板

23、的延深面斜交时，交角为，此种情况为斜磁化。1、斜交磁化无限延深板状体 2、斜交磁化有限延深板状体 只在一侧出现负值，与交角所在方向一致。 两侧都出现负值，曲线不对称。ZaJrZaJrZaJr四、水平圆柱一般以Zmax的一半值判断异常的平面形态：若长宽比3，为等轴异常，反之为条带状异常。五、球体剖面与水平圆柱一样，平面图为等轴状（同心圆），周围出现负值区。Zad1d2六、磁异常埋深的简单计算 1、切线法2、选择法利用计算机实现 给定截面形状、埋深等参数。 给定k、Jr等参数。 计算剖面上各点由设定截面引起的异常值，并与原始观测值比较。 重复上述步骤，直到剖面上各点的计算值与观测值的差异小到满意为

24、止。 此时的截面即为最终选择的截面。第六节 磁异常的地质解释 一、磁异常的定性解释：定性解释包括两个主要内容，一是初步判断引起异常的地质原因，二是大致判断地质体的形状、产状和范围。 1、判断引起磁异常的原因综合地质和磁测资料进行分析，重点放在与矿体相关的地质条件方面 A.沉积变质矿床分析是否存在具体含矿层位与磁异常的分布关系。 B.接触交代型矿床分析是否存在侵入岩体与围岩的接触带，有无围岩蚀变及矿化标志磁异常及其表现。 C.热液型矿床分析区内是否存在控制成矿的断裂和其他构造磁异常的表现。 E.综合利用地质物化探资料，定性、定量确定估计出埋深几何形态分析磁异常是否赋存于成矿有利部位，几何形态与已

25、知的矿体是否相近。 F.对低缓异常进行上下延拓计算，区分矿、岩体引起的异常。 2、大致判断地质体的形状、产状和范围，分析磁性体赋存状况 A.判断磁异常的平面分布特征。用Zmax的一半值判断异常的平面形态：若长宽比3，为等轴异常，反之为条带状异常。一般分等轴状或狭长异常。 B.异常接近对称，两侧无负值顺层磁化无限延深。 C.一侧出现负值斜磁化无限延深或顺层磁化有限延深。 D.两侧出现负值有限延深的二度体（水平圆柱、板等）引起 E.估计磁性体的埋深   二、磁异常的定量解释：定量解释通常在定性解释的基础上进行。它是依据反演所得到的地质体的位置、几何参数和物性参数，进一步判断引起

26、磁异常的地质原因，提供岩石地层或基底的深度、倾角和厚度在平面或剖面上的变化，以便推断地下的地质构造提供地质体在平面上的投影位置及地质体的深度、倾向等，以便合理地布置钻探工程。 三、地质结论和图示：地质结论是磁异常解释的成果，也是磁法勘探的最终成果。它是磁异常所反映的地质情况的简要概括或总结，它是由定性解释、定量解释与地质规律相结合而作出的地质推论。地质图示是磁法勘探成果的集中表现。成果图包括地质剖面图、地质略图、构造要素图、矿产预测图等。第七节 航空磁测简介 一、航空磁测适应于湖、海、森林、沙漠、冰雪等地区。 二、航空磁测测量的参数：。T：实测值。T：正常场。, 实质为：，一般：，角很小，是T

27、a在To方向上的投影。 三、应用：小比例尺大面积普查地面磁测判断异常性质。 四、特点 1、斜磁化影响比Za大，一般航磁图中负值较多。 2、飞行高度较大，航磁异常是多个地磁异常的综合反映，特别是深部地质体的反映。 3、正常场（基点）为照顾全局，对某些局部异常不一定适用。 4、由于面积大，异常值测量只与主要构造垂直，与次要构造不一定垂直异常有畸变和复杂化。 5、空地联系及飞行误差，航磁异常位置有位移和畸变造成地质解释的错误。 6、资料一般用电算处理。第八节 磁法勘探的应用  一、磁法勘探在研究地壳深部构造中的应用     大家知道地壳内具

28、有很强的磁化强度，由此推知，当地壳内部一些构造层的厚度变化 时，必然产生相应的磁异常，若上部地壳的厚度和成分相对稳定，则莫霍面深度变化往往引 起负的磁异常。当磁异常值高时，表明地壳相对较厚，反之，表明地壳相对较薄。有人依据青藏高原南缘的喜马拉雅山区存在重力高和磁力低，推测该区地壳较薄；而根据高原中部存在磁力高和重力低，推测该区地壳较厚。二、磁法勘探在区域地质调查中的应用     利用磁异常划分构造单元地槽区和地台区是一级构造单元。由于地槽区和地台区的地质特征不同，因此它们的磁异常分布特征也不相同。    磁异常在地槽区的特征

29、是：磁异常数目多，幅度大，变化剧烈，梯度值大，磁异常呈线状排列且沿一定方向延伸。磁异常在地台区的特征是：异常表现为宽阔变化平缓，没有一定的方向性，异常数目少，梯度值小，通常表现为较低的正负磁异常。三、利用磁异常研究结晶基底岩性和基底起伏    在基底起伏较平缓而埋藏深度不大的条件下，结晶基底内岩性变化可以产生一定的磁 异常，利用磁异常剖面曲线，可以推断地质断面图。在地台区研究结晶基底起伏可推断沉积岩系的分布范围和厚度的变化情况，对划分构造单元、指出油气远景区均有重要意义。此外,某些金属、非金属矿也与基底起伏有关，结晶基底与上覆沉积岩系通常为明显的密度和磁性界面，而

30、且基底的磁性和密度比沉积岩的大。在基岩的磁性、密度较均匀时，重磁异常可反映基底顶面的起伏。大量实际资料表明，如果区域重力高与变化剧烈、水平梯度较大的区域磁力低相对应，则该区的基底较浅；反之，如果区域重力低与宽缓，平静的磁力高相对应，则该区的基底较深。|四、利用磁异常确定断裂构造 在磁异常中，断裂的主要表现形式为：1、磁异常的密集带，或正负异常的突变带。在磁异常中，断裂的主要表现形式为： 1、磁异常的密集带，或正负异常的突变带。2、磁场分布性质的突变带，或异常走向的突变带。3、串珠状、带状或雁行排列的异常带。4、异常强度和宽度发生变化。   5、不同特征磁场区的分界线。从图（

31、6.2.25)中可以看出，其磁场为两种不同性质的磁异常，西北部磁异常较平缓，范围大，东南面磁异常数目多，较不平静，产生这一现象的原因，可以认为是由于断层的存在，两边岩石的埋藏深度不同，从而表现出两边磁异常的性质不同。五、利用磁测资料研究区域地质构造、预测油气远景区。（一） 图（6.2.27)为我国东北松辽平原的航空磁异常图的一部分。由异常图的原始记录曲线，对每一个异常都计算了磁性体深度，并绘制了深度图（6.2.28)。依据图（6.2.27)和图（6.2.28)并结合其它物探和地面地质、钻井资料，推断出该区的构造纲要图，如图（6.2.29)所示。全区可分为六个区域：包括六个市镇。I区：此区域内主

32、要是平缓、光滑、宽度大的正磁异常，整个异常带北宽南窄。区内基底下陷到最深处，最深度达，沉积盖层最厚，称其为基底洼陷?在基底向下洼陷地带内有两个基底隆起，一个在F北，另一个在L南，称这两个隆起为长垣。    区：占据整个图幅的南、东及西北三侧，区内磁异常强度不大，但梯度大，异常曲线跳动剧烈。基底深度小于，沉积盖层薄。该区对找油意义不大。    区：这一区域基本上是负磁场区，异常曲线跳动剧烈。基底深度小于，沉积盖层薄。  区：位于、区之间，由区过渡到区，磁异常起伏明显减弱，梯度减小，说明基底下降，盖层增厚，基底深度为,

33、整个区域深度变化不大。    区：是一个以断层为边界的断块凹陷区，由磁异常剖面平面图可看出有断裂存在，在线和线的两端可看出异常特点突然改变，线以北为尖锐跳跃的异常，而线及其以南基本上是光滑的负异常，故这两线间存在一个断裂；另外，由镇开始向西南方向延伸到?线，为一条狭窄的正异常带，其东西两侧的异常明显不同，故这是一条规模较大的断裂；再次，在线、线间异常也明显不同，故也存在一条断裂，因此，三条断裂围绕着区。       区：异常较弱，梯度变化不大，基底深度，故为一凹陷区。在这六个区域中，区基底最深，沉积盖层厚

34、，并且有两个规模较大的长坦基底隆起，成为油气最好封闭构造，推断区为找油最有希望的地区，并为实际所证实。即后来，在区内的两个基底隆起处分别找到大庆油田和扶余油田.第四章 重力勘探第一节 地球的重力场 一、物体的重量重力加速度g 1、重力测量中实际为测量重力加速度 2、单位：采用单位质量所受的重力来衡量重力场强度，常用重力加速度代表重力场强度，单位为cm/s，在重力勘探中称之为一伽，用Gal表示，常用一伽的千分之一为单位，称之为毫伽，用mgal表示，随着重力测量仪器精度的不断提高，取毫伽的千分之一做单位,并命名为微伽。即：1cm/s=1Gal，1Gal/1000=1mgl，1mgl/1000=1g

35、l，国外用g.u(gravity unit)重力单位，国内常用毫伽。1g.u=0.1毫伽。 二、重力正常分布 1、大地水准面上重力方向处处与该面垂直。 2、重力正常分布公式：伽 ：任意点正常重力值，：赤道重力值，、：于地球扁率、地球赤道半径、极半径有关的系数，：任意点的纬度。 1930年国际大地协会规伽 1971年国际组织推荐：伽 当前应用公式：伽 3、附加引力：由于地球内部物质分布不均匀引起重力测量的基础，岩矿石密度分布有差异。 4、第二节 岩矿石的密度 一、岩浆岩密度最大，变质岩次之，沉积岩最小。 二、变质岩变质程度越深密度越大。 三、沉积岩密度与孔隙度、含水度有关。 四、同种岩石的密度与

36、产地和埋深有关。 五、金属矿物一般比非金属矿物密度大，重晶石除外。沉积岩类 变质岩类 火成岩类 矿石类土壤1.11.3 片麻岩2.42.9 花岗岩2.53.7 赤铁矿4.95.3砂岩1.82.8 蛇纹岩2.63.2 安山岩2.52.8 磁铁矿4.95.3页岩2.43.0 石英岩2.62.9 辉长岩2.93.1 黄铁矿4.95.2石灰岩2.33.0 大理岩2.62.9 玄武岩2.73.2 铬铁矿4.54.6石膏2.73.0 橄榄岩2.53.3 重晶石4.34.6岩盐2.12.2第三节 重力仪 一、石英弹簧重力仪：石英弹簧在重力作用下产生弹性形变。 精度为0.01mgal，是重力加速度的分之一。

37、二、弦线重力仪：弦线振动重力变化弦线振动频率发生变化。 精度较低，0.1 mgal，用于海洋和航空测量。 三、超导重力仪：利用超导体的完全排磁效应制成。精度和稳定性超过石英弹簧重力仪。 四、激光重力仪：利用激光测定重力加速度的绝对值。精度比超导重力仪高。第四节 布格重力图 一、工作任务和比例尺比例尺 等值线间隔mgal 总均方差mgal 测点距离M 测点密度p/km 工作阶段1：100万 10 ±4 700010000 0.01-0.02 普查1：50万 510 ±2-4 30005000 0.04-0.1 普查1：20万 25 ±0.8-2 15002000 0

38、.25-0.5 区调1：10万 2 ±0.8 5001000 1-4 区调1：5万 12 ±0.4-0.8 200500 4-25 详查1：2.5万 0.51 ±0.2-0.4 100200 25-100 详查1：1万 0.11 ±0.04-0.4 50100 100-400 勘探1：5千 0.11 ±0.04-0.4 2550 400-1600 勘探1：2千 0.11 ±40.04-0.4 1020 2500-10000 勘探二、各项改正 1、基点改正： 2、高度改正：，精确公式：测点与基点的高差，其正值时高度改正值为正，若为负其改

39、正值为负。：基点纬度。 3、中间层改正： ：中间层平均密度，：中间层平均厚度，测点位置高于基点时为正，反之为负。高度改正、中间层改正即为布格改正。 4、纬度改正：，：基点纬度。 D：测点与基点间南北向距离（千米），在北半球，测点在基点以北为正，反之为负。 5、地形改正：一般用计算机处理。 三、基本成果图 1、布格异常原始数据图 2、布格异常平面剖面图 3、布格异常平面等值线图 4、布格异常典型剖面图 5、岩矿石密度测定统计图（表）第五节 重力异常的划分 一、重力异常的特点：与磁异常相比，性质单一，同一地质体不会出现正负异常伴生的情况。质量盈余正异常，质量亏损负异常。 二、引起重力异常的地质原因

40、 1、地壳厚度的变化： 高山区（-400mgal）,平原区（-100 mgal），大陆架（0 mgal），洋底（400 mgal） 2、结晶基底的起伏及成分的变化： 结晶基底：前寒武纪由片麻岩、大理岩、各种结晶片岩组成的原始地壳。平均密度比上覆地层大0.10.3g/cm。 3、地表岩石（层）岩性、成分、起伏变化引起。几mgal，范围小于几百平方千米。 4、接近地表的金属、非金属矿体引起。十分之几百分之几mgal，分布范围很小。 三、消除区域背景场及方法 1、经各种改正后的重力异常是上述四种地质因素的综合反映，为突出有用（矿）异常，常采用滑动窗口平均法。 2、滑动窗口平均法： 一维数据常用：七点

41、二阶圆滑公式：九点二阶圆滑公式：二维数据常用： 0,00,20,12,01,00,-20,-1-2,0-1,0五点圆滑公式：九点圆滑公式：二十五点圆滑公式（不介绍）Za四、经上述工作后 布格重力异常背景异常（正常场）+局部异常（剩余异常）第六节 简单几何体的重力异常及地质模型 一、球体、水平圆柱等轴状、二度体Za 二、直立、倾斜板状体脉状、透镜体 三、半无限平板（台阶）断层 四、对重力异常的初步分析 1、异常强弱或幅度大小。强浅、密、小，弱深、小、大。 2、等值线形态三度体、二度体、水平、倾斜、构造断裂。 3、等值线或剖面梯度。陡地质体浅，缓地质体深。 4、等值线或剖面对称性判断直立、倾斜及倾

42、向。对称直立，不对称倾斜。 5、局部异常（剩余异常）剖面曲线特征估计埋深 三度体：，二度体：剩余异常极大值，单位为g.u ，剩余异常曲线水平梯度曲线的最大值，H的单位为米。第七节 重力异常的地质解释一、 地壳深部结构的研究和解释 花岗岩类与玄武岩类之间存在明显的密度界面，称为康拉德界面。玄武岩类与橄榄岩类之间存在界面，称为莫霍洛维奇面。它们之间具有明显的密度界面，因此，宏观的区域性大面积重力测量或长剖面小比例尺的重力测量结果，可以反映出深部莫氏面或康氏面的起伏变化，如果根据地震资料，测区的某一点莫氏面或康氏面的埋藏深度为已知时，就可以利用实测的相对重力值推算出全区莫氏面或康氏面。根据地壳均衡作

43、用，高山象漂浮在地壳上部，象船浮在水中一样，一部分伸入地下。造山岩石，属于较轻的硅铝层，它是漂浮在较重的硅镁层之上，据地壳均衡学说，山越高，山根就越深，即硅镁层（玄武岩类）越深，亦即莫霍面越深地形越高，异常值越低，说明山越高，其山根越深，亦即莫氏界面越深。二、高山布伽重力异常图结晶基底的研究和解释1、重力异常和基底起伏没有直接联系，所反映的是基底岩性的变化。如基岩中火成岩活动，当侵入的岩浆岩和围岩有密度差时，则重力异常就会有所反映。2、基底断裂对重力异常的反映。断裂在重力资料中的表现形式是多样的，其主要形式有： 重力等异常线的密集带。 异常曲线的扭曲带。3、结晶基底表面起伏的重力异常反映。基底

44、表面起伏就可以成为引起重力异常的主要地质因素的条件：结晶基底表面及附近介质满足适当 基底和盖层的密度差大，基底表面起伏明显。 沉积层密度均匀或盖层内部构造有继承性。 基底内部结构均匀或基底埋藏较深，使基底内部不均匀体的异常显示变弱。 地壳深部结构变化不大。三、沉积盖层的解释 一些实际资料表明：重力异常也会与沉积盖层之间存在着直接的联系，例如，重力高反映的是隆起，重力低反映的是凹陷，或者相反；其它如断层等地质因素，亦同样可以存在着直接联系，不过存在这种情况，它需要有以下有利条件。 结晶基底埋藏较深。 在沉积盖层中，存在着明显的密度界面。 沉积盖层中的构造幅度大。 无显著的区域重力背景干扰。

45、60;  在这种情况下，根据重力资料，定性的研究沉积盖层内部结构，可以得到良好的效果，有时还可以进行某些定量的研究，确定界面的起伏情况。如图6.1.29所示，该地区上部地层属于第三纪和第四纪沉积岩，密度大，据钻井资料查明，该区中心为一东西走向的背斜顶部，其南北各为一向斜，重力高的幅度约为1516mgl，其异常位置和形态，准确的反映了这一背斜构造。五、勘察铬、铁、铜等黑色、有色、稀有和贵金属。六、实例介绍 1、寻找铬铁矿床 用物探寻找铬铁矿，一般先用磁法圈定与铬铁矿有密切关系的超基性岩体，确定找矿靶区，然后用重力测量直接找矿。某地应用磁法在覆盖区圈出了一个超基性岩体。该区位于断裂边缘，

46、地形平坦，覆盖不厚既有赋存铬铁矿的可能性，有利于开展重力工作。 1：5000的面积型重力测量发现了多个明显的异常，在其中号异常中心的验证孔ZK5 中，穿过20米厚的覆盖层后，钻到斜方辉石橄榄岩，并由26.2米处开始见到致密状铬铁矿体，直到47.7米深处为止。 后来查明，该矿体具有相当规模。布格异常图ZK5剩余异常图2、查明磁异常的性质： 某覆盖区位于前震旦系沉积变质铁矿成矿带南部。普查找矿时地面和航空均发现该地有磁异常，通过1：10000磁法及重力面积性测量，对比重力g剩余异常图和Za平面异常图，其中，、两个局部异常重磁结果大致符合，号重力异常形态规整，幅值比、号都大，但相应的磁异常不明显。对重磁资料进行了多种处理和分析后，推断、两个局部异常主要由磁铁矿引起， 号异常主要由赤铁矿引起。钻探验证，ZK1、 ZK2、ZK3均见矿。 号异常区内的钻孔都打到了风化壳赤铁矿，全铁品位在50%左右，其下部有厚度不等的磁铁矿层，其中ZK2在433753米之间打到赤铁矿70米，磁铁矿54米。 位于号异常的ZK3在600785米之间打到22米赤铁矿和85米磁铁矿。某地重力异常g平面等值线图 1：10000 0.20.30.20.50.500.20.100.40.30.40ZK1+ +ZK3ZK2 +某地磁异常Za平面等值线图 1：10000 1000