重力勘探和磁法勘探 应用地球物理概论 课件

重力勘探和磁法勘探另外两种利用天然场进行勘探的重要方法1.重力勘探——密度差异2.磁法勘探——磁性差异特点：1.利用天然场2.主要利用异常介质结构的宏观特性3.作业效率高4.仪器设备精密应用领域：水文、工程、环境、矿产、石油、天然气、无损检测重力勘探和磁法勘探另外两种利用天然场进1一、重力勘探1、重力勘探的基本概念（1）重力牛顿第二定律：重力测量的目的是通过测量研究重力加速度g（简称重力）的变化规律而解决地质或工程问题。单位：伽（gal）一、重力勘探1、重力勘探的基本概念重力测量的2（2）正常重力常识：地球的形状、半径、赤道、经度、纬度、地球自转与离心力、地壳重力均衡等等正常重力公式（理想大地水准面上）：测量点的纬度同样质量的物体，在赤道重还是在两极重？？（2）正常重力常识：地球的形状、半径、赤道、经度、纬度、地球3（3）重力异常

地形校正高度校正中间层校正重力异常正常场改正重力异常：从实测重力值中减去正常重力值以及消除地形等因素影响后的剩余重力值。（3）重力异常地形校正高度校正中间层校正重力异常正常场改正重4（4）重力勘探的应用条件（1）密度差（剩余质量）（2）水平（横向）变化（3）地形影响有限0_+（4）重力勘探的应用条件（1）密度差（剩余质量）0_+5（1）仪器：按弹性材料区分：金属弹簧重力仪和石英弹簧重力仪。都是通过测定某种静力平衡体系在重力改变时产生的位移来确定重力的相对变化。测定的是测点与总基点间的重力差值，而不是重力的绝对值。2.重力仪器和重力勘探工作方法（2）测网的布置：测线必须大致垂直构造走向或地质体长轴方向，密度要求有2－3条测线，每条测线要有3－5个点通过异常。（1）仪器：按弹性材料区分：金属弹簧重力仪和石英弹簧重力仪。6（3）资料整理

实测重力值除与地壳内岩石密度不均匀体有关外，还与观测点所在的空间位置及周围的地形起伏有关。为了获得由目标体引起的重力异常，必须对实测重力进行各种改正：

①纬度改正（正常场改正）D为总基点到测点的纬向距离（km），在北半球，测点位于总基点以北时D取正号，反之取负号。（3）资料整理7②地形改正由于地形起伏使观测点周围的物质不处在同一平面上，因此需要把观测点周围的物质影响消除掉。即把测点平面以上的物质除去，并把测点平面以下的空缺填补起来，这项工作叫地形改正。不论是测点平面以上的物质，还是测点平面以下的空缺，都会使重力观测值变小，故地形改正总为正值。地形改正方法复杂，工作量较大，故多用计算机来实现。②地形改正由于地形起伏使观测点周围的物质不处在8③中间层改正通过地形改正后，测点周围就变成水平地形了。但由于测点与基点之间还存在一定的高差，故测点到基准面（基点所在的水平面）之间的物质对实测重力值亦会产生影响。消除这种影响的工作称为中间层改正。如果把中间层当成一个均匀无穷大的水平层，大约每增厚1m，重力值增大0.419*C*g.u当测点高于基点时h取正，反之取负。③中间层改正通过地形改正后，测点周围就变成水平9④高度改正通过地形和中间层改正后，测点就悬在它所在的空间了。再经过高度校正，就可以把它投影到基准面上。由于在地面上每升高1m，重力值大约减小3.086g.u。所以高度改正值：当测点高于基点时h取正，反之取负。④高度改正通过地形和中间层改正后，测点就悬在它10地形校正高度校正中间层校正布格重力异常正常场改正基准面地形校正高度校正中间层校正布格重力异常正常场改正基准面113.资料解释（1）异常划分：区域异常和局部异常区域异常：反映深而大的地质体，其特点是分布范围大，变化平稳，有明显的规律性。

局部异常：反映浅而小的地质体，其特点是异常范围小，梯度大，变化比较明显。3.资料解释（1）异常划分：区域异常和局部异常12我国大陆区域重力场呈现三级台阶状，由东向西逐次降低，它们被两大梯级带分隔和连接。

1）东部区域重力高，即第一台阶。

2）中部弧形区域重力场，即第二台阶。

3）青藏区域重力低，即第三台阶。我国大陆区域重力场呈现三级台阶状，由东向西逐次降低，它们被两13

南海重力异常

南海重力异常14（2）定性解释：解释分为定性和定量两个内容﹐定性解释是根据重力图并与地质资料对比﹐初步查明重力异常性质和获得有关异常源的信息。除某些构造外﹐对一般地质体重力异常的解释可遵循以下的一些原则﹕极大的正异常说明与围岩比较存在剩馀质量﹔反之﹐极小异常是由质量亏损引起的。靠近质量重心﹐在地表投影处将观测到最大异常。最大的水平梯度异常相应于激发体的边界。延伸异常相应于延伸的异常体﹐而等轴异常相应于等轴物体在地表的投影。对称异常曲线说明质量相对于通过极值点的垂直平面是对称分布的﹔反之﹐非对称曲线是由于质量非对称分布引起的。在平面上出现几个极值的复杂异常轮廓﹐表明存在几个非常接近的激发体。

正异常——背斜、隆起、岩脉等致密介质；负异常——向斜、破碎带、凹陷、溶洞、塌陷等松散介质。（2）定性解释：15（3）定量解释：定量解释：是根据异常场求激发体的产状要素建立重力模型。一种常用的反演方法是选择法﹐即选择重力模型使计算的重力异常与观测重力异常间的偏差小于要求的误差。

x拟合曲线实测曲线（3）定量解释：x拟合曲线实测曲线16二、磁法勘探利用地壳内各种岩（矿）石间的磁性差异所引起的磁场变化（磁异常）来寻找有用矿产资源合查明隐伏地质构造的一种物探方法。应用领域：探矿、地热资源、水文、管线及电缆探查、沉船、考古等等。二、磁法勘探利用地壳内各种岩（矿）石间17重力勘探和磁法勘探应用地球物理概论ppt课件18

191、基本概念（1）地磁要素：X（地理北）Y（地理东）Z（垂直下）DI北分量X、东分量Y、垂直分量Z；水平分量H（正负）、总磁场强度T、磁偏角D（正负）、磁倾角I（正负）1、基本概念（1）地磁要素：X（地理北）Y（地理东）Z（垂直20X（地理北）Y（地理东）Z（垂直下）DIOX（地理北）Y（地理东）Z（垂直下）DIO21（2）计量单位磁场强度的单位：特斯拉（T）；十亿分之一特斯拉为1纳特（nT），习惯称之为伽马（r）；（2）计量单位磁场强度的单位：特斯拉（T）；22（3）磁异常（4）岩石矿物的磁性（磁测应用前提条件）磁化率（k）、剩余磁化强度（Mr）、感应磁化强度（Mi）磁铁矿沉积岩高低磁化率（k）（3）磁异常（4）岩石矿物的磁性（磁测应用前提条件）磁化率（23附：单位换算（1）SI制（2）CGSM制（3）1高斯（Gs）＝10-3安/米(A/m)（4）1高斯（Gs）＝10-4韦/米2或特斯拉(Wb/m2或T)附：单位换算（1）SI制242、磁力仪

磁力仪俗称“磁秤”、“伽玛仪”

两大类：（1）机械式：刃口式、旋丝式主要用于地面测量（2）电磁式：磁通门式、核子旋进式、光泵式、超导磁力仪主要用于航空磁测、海洋磁测和井中磁测2、磁力仪

磁力仪俗称“磁秤”、“伽玛仪”

两大类：25设备简介设备照片CZM-2磁力仪

IGS-2/MP-4型质子磁力仪

CCT-1型磁探仪

一.中国地质装备总公司设备简介设备照片CZM-2磁力仪

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ZC-206高精度智能磁力仪二.上海直川信息技术有限公司

27三、美制２G-755型超导磁力仪三、美制２G-755型超导磁力仪283、工作方法（普查、详查、精测）（1）测网布置（或由GPS定位直接测量）（2）仪器校准和调零（3）设立参考点进行监测测量（用于日变改正）（4）点、线、面工作测量（5）资料预处理（日变改正、地形改正等）3、工作方法（普查、详查、精测）（1）测网布置（或由GPS定29MCL-2型微机磁力仪野外观测

——河北地矿电子技术开发应用研究所

（1）粗测示意图（2）精测示意图MCL-2型微机磁力仪野外观测（1）粗测示意图（2）精测示意304、推断解释1）定性解释确定异常体水平分布范围、异常强度。4、推断解释1）定性解释311）几种简单形体的磁异常特征

（1）柱状体Za的曲线特征

在自然界中的火山颈、筒状体等均可看作为柱状体。在北半球向北倾斜的柱状体基本上都是顺轴磁化，磁化方向由柱顶指向柱底，即柱顶为负磁极，柱底为正磁极，其他地方无磁极分布。1）几种简单形体的磁异常特征

在自然界中的火山颈、筒状体等32（2）球体的Za曲线特征

自然界中的襄状体、透镜体、充有磁性矿物的溶洞都可以近似看作为球体。一个均匀磁化球体的磁场等效于一个磁偶极子的磁场。图左、图右分别为垂直磁化和倾斜磁化（2）球体的Za曲线特征

自然界中的襄状体、透镜体、充有磁33（3）板状（脉状）体Za的曲线特征

自然界中的层状体，脉状体都可近似地看作为板状体。当板状体的顶面埋深小于上顶面宽度时，为厚板。反之为薄板。薄板和厚板的磁场特征基本类似。当M的方向与层面平行时，称为顺层磁化，斜交时称为斜磁化。（3）板状（脉状）体Za的曲线特征

自然界中的层状体，脉状34（4）接触带的Za曲线

垂直接触带走向的测线上，异常曲线的特征图，在磁性岩层一侧出现正值，且延续较长范围，非磁性岩层一侧出现负值。（4）接触带的Za曲线

垂直接触带走向的测线上，异常曲线的35磁异常的定性解释

对磁异常解释的步骤与思路和对重力异常的解释相似。磁异常的形态与地质体的形状、磁性强弱、产状等的关系，可综述如下：

如果在等值线平面图上磁异常沿某一方向延伸较远，说明该磁性体为二度体，异常的长轴方向即为磁性地质体的走向。当磁异常无明显走向时，说明磁性体可能为球、柱等二度体。磁性地质体的规模可根据异常范围大致确定。

在等值线平面图上，如果发现在正异常周围有负异常，一般为有限延深的磁性地质体引起；如果只在一侧出现负值，则为无限延深斜磁化地质体引起；如果在正异常周围不出现负异常，则为顺层（轴）磁化无限延深的地质体。