《重磁勘探》读书报告

《重磁勘探》
——读书报告
专业所在院（系、部）核工程技术学院
研究生姓名郭猛猛
学号 2010070807
专业名称固体地球物理学
日期 2011年6月30日
上了重磁勘探这门课以后，我觉得弄清楚每个定义是很有必要的，所以我把这些常用到的定义总结下来，作为我的读书报告。

重力勘探:：根据地球重力场研究地球构造及寻找矿产资源的一门地球物理学科或地球物理方法。

等位面：凡位之值相等的各点所构成的曲面称为等位面。

重力位：场中任意一点的重力位等于将一单位质量从无限远处移至该点是重力所做的功。

重力等位面：重力位值相等的各点所构成的曲面。

地球的形状：两极稍平，赤道略鼓的不规则球体。

这个形状的一级近似可视为平均半径为6376km的正球面，二级近似是一个两极半径略小于赤道半径的二轴托球面。

重力的变化：包括空间因素与时间因素。

空间因素是1.地球不是一个正球体，近似于两极压缩的扁球体，地表面又是起伏不平的。

2.地球绕一定的轴旋转。

3.地下物质密度分布不均匀。

时间因素是1.太阳、月亮等天体引力引起的重力的变化，它表现有一定的周期性，也称为潮汐变化。

2.地球形状的变化和地下物质运动引起的变化为非周期性的，也称为非潮汐变化。

重力异常：在重力勘探中，将由于地下岩石、矿物密度分布不均匀所引起的重力变化，或地质体与围岩密度的差异引起的重力变化。

自由空气重力异常：重力观测值经过高度校正或自由空气校正得到的重力值称为自由空气重力异常。

布格重力异常：经过高度校正及中间层校正得到的重力值称为布格重力异常。

仪器灵敏度：单位重力的变化所能引起相对重力测量仪器的平衡体偏角的大小，如果偏角越大则表示仪器越灵敏。

基点：用重力仪在测点上进行观测是，需要有一些精度跟高、重力值一直的点来控制，这些点称为基点。

基点网：重力基点在观测是都要联成封闭的网络，这些网叫做基点网。

基点网的作用：控制重力普通电的观测精度，避免误差的积累；检查重力仪在某一段工作时间内的零点漂移，确定零点漂移校正系数；推算全区重力测点上的相对重力值或绝对重力值。

平差：将每个环路中的闭合差按周一定的方法和条件分配到相应环路的每一个边上，使分配后环路上各边的重力增量满足∑Δg t =0。

重力异常的地质——地球物理含义：
1.自由空气重力异常：自由空气异常反映了时机的地球形状和物质分布与大地椭球体的偏差。

大范围内的自由空气异常，说明该区域下方物质的相对亏损，而正的自由空气异常则表明有物质的相对盈余。

2.布格重力异常：包含了壳内各种偏离正常密度分布的矿体与构造的影响，也包括了地壳下界面起伏而在横向上相对上地幔质量的巨大亏损或盈余的影响。

所以，布格重力异常除了有局部的起伏变化外，从大范围来说，在陆地，特别是在山区，是大面积的负值区；山越高，异常负的越大；在海洋区，则属大面积的正值区。

均衡的原理：在地下某个深度（称为补偿深度）的下面，地球内部的压力是流体静压力或静水压力，这就意味着在补偿深度出单位横截面上覆柱体的重量，必须完全是相等的；地球曲率的小的校正会造成一些差别。

如果在地球的表面存
在过剩的负载，例如山脉，洋脊或冰帽，那么如果达到了均衡，在这个表面之下，补偿深度之上，一定存在一个等效的补偿质量的亏损；对于海洋，这样的亏损负载会出现相反的情况。

决定岩（矿）石密度的主要因素：
1.岩石中各种矿物成分及其含量的多少
2.岩石中的孔隙度大小及空隙中的充填物的多少
3.岩石所受压力的大小。

重力资料的数据处理：利用计算机对重力异常数据进行有关的数学计算和图像处理，以得到用于进一步深化重力解释的异常资料。

数据处理的具体目的：
1.消除因重力测量和对测量结果进行各项校正所引进的一些偶然误差或与勘探目标无关的某些近地表小型密度不均匀体的干扰。

2.从叠加异常中分离出由勘探目标引起的异常。

3.把实测重力异常转换成其他的位场要素，以满足重力解释，即解重力反问题的需要。

重力异常转换也用于异常分离的目的。

异常曲线类型：
1.单峰曲线
2.异常曲线有极大值、极小值和一个零点
3.异常曲线具有一个极大值两个极小值和两个零点
4.台阶的Δg异常曲线，具有一边高一边低形态。

密度均匀的球体异常等值线：以球心在地面的投影点为圆心的不等间距的同心圆。

密度均匀的水平圆柱体异常等值线：一簇平行不等间距的直线，并以柱体中轴线在地面的投影线为对称轴对称分布。

铅垂台阶的异常等值线：一系列平行于台阶走向的直线，且在断面两侧形成异常变化的梯度呈对称分布的等值线密集带。

特征点法：根据异常曲线上的一些点或特征点（如极大值点、零值点、拐点）的异常值及相应的坐标求取场源体的几何或物性参数，仅适用于剩余密度为常数的几何形体。

这个方法是将计算重力异常及其导数的解析式中自变量与因变量的函数关系反过来，即将异常值和相应的测点点位作为已知量，而将该异常体得产状要素和剩余密度作为未知量，并把异常体参数与异常值、点位的关系表示为显函数形式。

重力异常分离的方法：图解法、平均场法、高次导数法、解析延拓法、趋势分析法、频率域滤波法。

重力异常分离的目的：重力异常是所有重力效应的综合和叠加，要根据重力异常求（反演）某个地质体，必须首先从叠加异常中分离出单纯由地质体引起的异常，然后由该异常反演。

引起重力异常的主要地质因素：包括从地表到地球深处所有密度分布的不均匀，由深到浅包括地球深部的因素、地壳深部的因素、结晶基岩内部的密度变化、结晶基底顶面的起伏、沉积岩的构造和成分变化等。

重力勘探的前提条件：
1.探测对象与围岩（或周围环境）有密度差异，由这种差异引起的重力场变化能被现代重力仪器测出来。

2.与探测对象无关的干扰因素产生的干扰重力异常与探测对象产生的重力
异常相比，足够小或有明显特征，可被分辨或消除。

相对重力测量仪器平衡方程式：
M o=M g (g,ψ)+M z(ψ)=0
M g表示平衡体所受重力矩
M z 表示平衡体所受弹力矩
剩余密度、剩余质量：若在大地水准面的点进行观测，令地下岩石密度均匀分布且都为σo 时，其重力位gψ当A点附近地下有一密度为σ的地质体存在且体积为V时，这个地质体相对于四周围岩便有一个剩余密度Δσ. Δσ=σ-σo 剩余质量为Δσ·V
磁力勘探：研究磁性岩石（矿石）在地球磁场磁化作用下产生的磁异常随时间和空间变化规律，达到揭示地球构造及寻找矿产西苑目的的一门地球物理学科或地球物理方法。

地磁七要素：1.地磁场总强度T；2.北向分量X；3.东向分量Y；4.垂直分量Z；5水平分量H；6.倾斜角I；7.磁偏角D。

H=T cos I ; X =H cos D; Y=H sin D; Z=T sin I=H tan I;
T2 =H2+Z2=X2+Y2+Z2; tan I=Z/H; tan D=Y/X.
等偏线：从一点出发会聚于另一点的曲线族，明显地分别会聚在南北两磁极区，在这两点上磁北方向可以从0o到360o变化，没有固定磁偏角，在南北两半球上磁偏角共有四个会聚点，全图有两条零偏线（D=0o）分布，将全球分为负偏角区和正偏角区。

等倾线：大致和纬度线平行分布，零倾线在赤道附近，称为磁赤道，但不是一条直线，由磁赤道向北，磁偏角为正，在北极附近有一点（实际上是一个小区域）I=90o ，称为北磁极。

磁赤道以南，倾角为负，有类似的变化特征，有一个南磁极。

磁南北两极的位置也随时间变化，在地球表面上的位置也不对称。

地磁场水平强度（H）等值线：大致沿纬度线排列曲线族，在此赤道附近最大，随着维度的向两极增高，H值逐渐变小趋于零，在磁南、北两极处H=0。

除了两磁极区之外，全球各点的H都指向北。

地磁场垂直强度（Z）等值线：大致与等倾线分布相似，近乎于纬度线平行。

磁赤道上Z=0，由此向两极其绝对值逐渐增大，在磁极处达到最大，约为磁赤道附近水平强度值的两倍；在磁赤道一杯Z>0，表示垂直分量向下，在磁赤道以南Z<0表示垂直分量的向上。

地磁场总强度等值线图：在大部分地区，等值线也与纬线近乎平行，强度在磁赤道附近约为3万到4万nT，由此向两极逐渐增大，在南北两磁极处总强度值大约为6万到7万nT。

地球基本磁场模式：与一个位于地球中心并与其旋转轴斜交11.5o 的地球中心偶极子场很类似。

地磁场的构成：T=T0+T M+ T a'+T a''+T sc+δT
T0 中心偶极子磁场。

T M 非偶极子磁场（或大陆磁场或世界异常）。

T a' 局部异常。

T a'' 区域磁场。

T sc 起源于地球外部的稳定磁场。

δT 起因于地球外部的变化磁场。

磁场随时间变化又分为长期变化场和短期变化场。

长期变化场是指地球基本磁场随时间缓慢变化，亦称为世纪变化。

地磁场短期变化起因于固体地球外部各种电流体系，分为按一定周期连续出现，变化平缓而有规律的平静变化（太阳静日变化和太阴日变化）和偶然发生的持续一定时间后消失的短暂复杂的扰动变
化，如磁暴和地磁脉动。

物质磁性包括抗磁性（逆磁性）、顺顺磁性和铁磁性。

原子总磁矩是电子轨道磁矩、自旋磁矩和原子核自旋磁矩三者矢量和。

铁磁性磁性特征：1.磁化强度随磁化场变化，是不可逆行，矫顽磁力Hc 因不同磁性物质变化范围较大。

2.磁化率与温度关系：温度升高是铁磁性物质磁化率增加，林进居里点时达到极大值，然后急剧下降，趋于零。

3.铁磁物质基本磁矩为电子自旋磁矩，轨道磁矩基本无贡献。

铁磁性物质原子磁矩排列类型：铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性
磁化强度是衡量磁介质受到外部磁场作用磁化程度的量。

磁化率是表征物质受磁化的难以程度的量。

位于岩石圈中的岩体和矿体，外在地球磁场作用之下，受现代地磁场磁化，而具有磁化强度，叫做感应磁化强度。

岩、矿石在声称是，处于一定条件下，受当时地磁场磁化，或岩石经历漫长地质年代所保留下来的磁化强度，称为天然剩余磁化强度。

影响岩石磁性因素，所含磁性矿物类型，含量，颗粒大小，结构以及温度，压力等。

磁力勘探工作四个阶段：
1.设计阶段，接受任务后首先手机有关工区地质、地球物理等资料，并组织现场踏勘，编写本区磁测工作设计书，经批准后施工。

2.施工阶段，包括仪器设备的性能检查，测区测网的敷设、基点及基点网的建立，观测磁异常、物性标本采集和测定，质量检查、市内整理计算及绘制各种野外成果图件。

3.数据处理阶段，根据所获得的磁测资料及地质任务，提出相应数据处理方案，并进行处理和正反演计算，为磁测异常的分析解释提供资料。

4.解释分析和提交成果报告阶段，进行定性、定量与综合解释，并按设计要求编写成果报告。

总强度磁异常Ta 是磁场强度T与正常场T o矢量差。

ΔT是T与T o模量差。

磁异常处理和转换的目的：
1使实际异常满足或接近解释理论所要求的假设条件。

例如：◇把分布在曲面上的实测异常换算成分布在同一平面上的异常;◇把叠加异常分解为孤立异常;把似二度异常转换为二度异常等。

2使实际异常满足解释方法的要求例如:◇分量换算;◇由磁场值转换成为频谱值等。

3突出磁异常某一方面的特点◇向上延拓压制浅部磁性体的异常，相对突出深部磁性体的异常；◇通过走向滤波或换算方向导数来相对突出某一走向方向的磁异常特征等。

磁异常处理与转换内容：
1.圆滑和划分异常
2.磁异常空间换算
3.分量换算
4.导数换算
5.不同磁化方向之间换算以及曲面上磁异常转换。

磁异常处理与转换方法：空间域和频率域。

磁力勘探的前提条件：
1.探测对象与围岩有磁性差异，由这种差异引起的磁场变化能为现代磁力仪器检测出来。

2.与探测对象无关的干扰因素产生的干扰磁场与探测对象产生的磁场相比，足够小或有明显特征，可被分辨或消除。