《应用地球物理学》课程教学大纲

1、PAGE PAGE - 6 -本科生课程大纲课程名称应用地球物理学Applied Geophysics课程代码074102101285课程属性专业知识课时/学分64/3.5课程性质必修实践学时16责任教师 课外学时64(32*2)课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修课程介绍1.课程描述： 应用地球物理学为地球科学的主要学科之一，是通过定量的物理方法研究地球以及寻找地球内部矿藏资源的一门综合性学科。本课程为地球物理学专业和应用地球物理专业的主干专业课程，也是地矿类本科专业的主要专业基础课之一，主要包括重力勘探、磁力勘探和电法勘探等内容。通过本课程的理论

2、与实践两个环节的教学，使学生基本了解当前应用地球物理学中使用的主要方法，理解其探测原理，并熟练掌握主要地球物理探测方法的技术手段，从而为其实际工作和进一步深造夯实专业基础。2.设计思路： 本课程以常用地球物理勘探方法的原理、实践过程与应用效果为主线，辅以大量的课内实践与课外实验活动，使同学们将掌握的地球物理理论知识能够及时地应用到实际中，从而了解各种勘探仪器结构、测量原理和影响测量精度的因素，并掌握野外测量的过程、勘探资料的处理及其解释分析。课程内容包括三个模块：重力勘探、磁法勘探和电法勘探。（1）重力勘探：重力勘探是测量与围岩有密度差异的地质体在其周围引起的重力异常，以确定这些地质体存在的空

3、间位置大小和形状从而对工作地区的地质构造和矿产分布情况作出判断的一种地球物理勘探方法。本模块包括重力勘探理论基础、野外重力测量及异常计算、重力资料的正反问题、重力异常的提取分析和重力解释应用。（2）磁法勘探：磁法勘探是测量地磁异常以确定含磁性矿物的地质体及其他探测对象存在的空间位置和几何形状，从而对工作地区的地质构造有用矿产分布及其他情况作出推断的一种地球物理勘探方法。本模块包括磁法勘探理论基础、岩石的磁性、磁性体的磁场分析、磁异常反问题和磁法资料的地质解释。（3）电法勘探：电法勘探是根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质（ 如导电性、导磁性、介电性）和电化学特性的差异，通过对人工或天然电场的空

4、间分布规律和时间特性的观测和研究，寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。本模块包括常用电法勘探方法、电阻率法的基本知识、电阻率剖面法、电阻率测深法和高密度电阻率法。3. 课程与其他课程的关系： 本课程为地球物理测井、工程与环境物探和勘探地震学的先修课程。选课学生应具备一定的数学、物理基础，并对地质学有一定程度的了解，先修课程为构造地质学。二、课程目标本课程目标是为地质学专业学生提供一个地球物理勘探的窗口，引导并培养学生用物理学解决地质问题的能力，增强沟通能力和团队合作意识。（1）通过本课程的理论与实践两个环节的教学，使学生基本了解当前应用地球物理学中使用的主要方法

5、，理解其探测原理，并熟练掌握主要地球物理探测方法的技术手段。（2）了解各地球物理勘探方法的主要仪器设备，熟悉其基本操作流程，掌握野外资料测量的过程及相应的资料处理手段。（3）了解地球物理勘探的作用及地位，全面锻炼理论与实践相结合及解决实际问题的能力，为实际工作和进一步深造夯实专业基础。三、学习要求要完成所有的课程任务，学生必须：（1）按时上课,上课认真听讲，积极参与课堂讨论、随堂练习和测试。本课程将包含较多的课下作业、作业展示、小组讨论等课堂活动。（2）按时完成常规练习作业。这些作业要求学生按书面形式提交，只有按时提交作业，才能掌握课程所要求的内容。延期提交作业需要提前得到任课教师的许可。 （

6、3）积极完成实验内容。这些实验活动是熟悉地球物理勘探方法主要仪器设备的基础，是学生掌握野外资料测量的过程及相应资料处理手段的必要条件。四、教学进度序号专题主题计划课时主要内容概述实验实践内容1绪论应用地球物理学简介1地球物理勘探的概念、方法特点和发展历程等2重力勘探基础地球的形状及其内部结构1地球的形状及大地水准面；地球表面的岩石密度；地球内部的密度结构地球的重力场2引力、惯性离心力和重力；重力场的定义及描述正常重力与重力异常2重力的变化；正常重力公式；重力异常；重力（或）重力异常的图示方法3野外重力测量及异常计算重力测量原理及仪器2重力测量原理；常用重力仪简介重力仪操作实验重力勘探工作方法2

7、. 工作任务；工作比例尺；重力基点网；重力测网；观测方式；零点漂移校正野外重力测量实验重力观测数据的整理及异常的提取2重力差值组成因素的分析；正常场（纬度）校正；地形校正；中间层校正；高度校正 重力测量数据分析实验重力异常的地质-地球物理意义2布格重力异常；自由空间异常；均衡重力异常4重力资料的正、反问题地质解释的任务和方法2重力资料数据处理；数学物理解释与地质解释；定性解释与定量解释重力异常的正问题2正演的目的和意义；解正问题的基本公式；简单规则几何模型体重力异常的计算编程正演实验重力异常的反问题2反演方法介绍；密度分界面的反演；反问题的多解性编程反演实验5重力异常的推断解释决定重力异常的主

8、要地质因素2地壳厚度的变化；结晶基岩内部成分、构造和基底顶面的起伏；沉积岩的成分和构造；金属矿及其它矿产的赋存；重力异常的识别和划分2区域异常和局部异常；重力异常的划分方法重力异常的推断2异常的描述；典型局部重力异常的可能解释；断裂构造在平面等值线图上的识别6重力解释应用重力解释应用4地壳均衡与均衡异常；地球深部构造及地壳结构研究；石油及天然气勘探；圈定成矿构造和岩体；金属矿勘探；水文地质调查；工程勘察；海洋重力的地质、地球物理解释7磁法勘探基础地磁要素1电磁学基础知识；地磁要素地球磁场的数学解析与组成3地球磁场的数学解析；地磁场结构分析正常场与地磁异常2正常场与地磁异常；基本磁场的分布特征；

9、我国境内地磁要素的分布8岩石的磁性与磁力仪岩石的磁性2物质的磁性；岩石的磁性；剩余磁性的形成磁力仪4磁力仪的类别；质子磁力仪磁力仪操作与野外重力测量实验9磁性体的磁场分析磁场基本理论（关系式）2泊松公式；三度体磁异常计算的基本公式；有效磁化强度；决定磁性体磁化强度的因素磁性体磁场计算2顺轴磁化无限延伸柱体；球体的磁场；板状体的磁场编程正演实验10磁异常反问题磁异常反问题2特征点解释法；切线法；沃纳反褶积方法；欧拉齐次方程方法；3D可视化反演11磁法资料的地质解释磁法资料的地质解释3划分不同岩性区和圈定岩体；推断断裂、破碎带及褶皱；在矿产能源勘探方面的应用；在考古与军事上的应用；在全球构造研究的

10、应用12常用电法勘探方法主动源电法勘探方法1电阻率法；激发极化法；充电法；电磁法被动源电法勘探方法1自然电场法；大地电磁测深法；甚低频法其它电法勘探方法1航空电法；可控音频大地电磁法；海洋电法13电阻率法的基本知识电阻率法的基本知识4电阻率法基础；电流场的基本概念；均匀介质中点电源稳定电流场分布；电阻率的测定；视电阻率及其定性分析方法；电阻率法的仪器、设备电法仪操作实验14电阻率法应用电阻率剖面法2电阻率剖面法和电阻率测深法的区别；联合剖面法；中间梯度法野外电阻率测量实验电阻率测深法2电测深法装置；对称四极电测深；水平地层电测深曲线分析；直流电测深曲线的反演；电测深法应用概况野外电阻率测量实验

11、高密度电阻率法2高密度电阻率法的观测系统；高密度电阻率法的实际应用野外电阻率测量实验五、参考教材与主要参考书1. 选用教材：1沈金松. 普通物探教程重、磁、电勘探方法. 北京：石油工业出版社. 2014.92丁绪荣. 普通物探教程. 北京：地质出版社. 19842. 主要参考书：1管志宁. 地磁场与磁力勘探. 北京：地质出版社. 2005.8 2李金铭. 地电场与电法勘探. 北京：地质出版社，2005.7 3曾华霖. 重力场与重力勘探. 北京：地质出版社，2005.6 六、成绩评定（一）考核方式 A ：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他（二）成绩综合评分体系： 成绩综合评