地球物理勘探课程报告

地球物理勘探课程报告学号：20111002833 班级：012111姓名：李海亮指导老师：曲赞序言叙述学习本课程的目的、任务和重要性地球物理勘探方法是以岩矿石等介质的物理性质差异为基础，利用物理学原理，通过观测和研究地球物理场的空间与时间分布规律，以实现基础地质研究，环境工程勘察和地质找矿等目的的一门应用科学。

通过本课程的学习，我们应当了解和掌握各种地球物理勘探方法的基本原理，了解这些勘探方法在基础地质研究，矿产勘查等领域的应用，学会在自己专业中运用地球物理勘探方法；学会利用地球物理资料去分析和解决各种地质问题。

第一节重力勘探重力方法的物理原理和重力方法的特点原理重力勘探是利用地质体与围岩之间的密度差在地表产生的重力异常来确定地质体形状、大小、埋深等因素，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。

重力异常是重力勘探的主要研究对象，其实质就是地壳内部物质密度分布不均匀，地质体与围岩间有质量差，即剩余质量，剩余质量产生了一个指向地质体质量中心的附加引力，该引力在正常重力方向上的投影即为重力异常。

得出重力异常后，再对其进行地形、高度、中间层和正常校正后，便可得出由地质体引起的异常。

为了了解不同形状、大小、产状的地质体所引起的异常，需进行异常的正演计算，即计算一些简单规则几何体引起的重力异常特征，利用它们来近似代替不同特征的实际地质体；而反演则正好相反，是已知地质体的异常特性，来推算其几何特征。

反演是最终解决实际问题的关键，目标是寻找、研究或推断金属或非金属矿体和研究地质构造等。

特点相比其他勘探方法，重力勘探的特点在于：①可利用重力勘探透过覆盖层寻找隐伏的地质构造或盲矿体；②仪器轻便、观测简单、工作效率高、施工进度快、成本低；③应用范围广，目前可用于找矿、划分大地构造单元、石油天然气勘探、工程勘探等。

如何利用重力方法来解决地质问题(举例说明) 基本方法为：重力勘探——发现异常——综合分析、反演推测——实际探测——正演计算、推测异常是否合理重力法在天然地震预报，油气、煤炭、金属非金属矿及地下水勘查，海洋环境调查，了解上地幔的密度变化、研究地壳深部构造及地壳地活动性、划分大地构造单元等领域有着重要的应用。

例如20世纪70年代在吉林省某地区进行勘探金矿石时，采用的是重力法勘探，成功发现了含铜硫铁矿。

该区已发现小型矽卡岩磁铁矿。

为了扩大矿区范围，在原有的地面磁测工作的基础上，进行了1：:2500的重力测量工作，得到了本区的布格重力异常图（图左），为突出局部异常，利用平滑曲线法计算出剩余重力异常（图右）。

吉林省某矿区布格重力异常图吉林省某矿区剩余重力异常图由图可知，整个局部异常有两个异常中心，西北部的封闭异常等值线与已知铁矿位置一致。

东南部封闭的重力异常在磁异常上无反映。

对西北部的重力异常进行了正演计算，发现异常与实测异常相当。

证明西北下部无其他矿体。

东南部只有重力异常而无此异常，经实践钻孔，在十几米深处发现了2~3m,厚的磁铁矿及黄铁矿化矽卡岩，磁异常得到解释，但经演算，该重力异常仅为总异常的1/3。

推测深部还有高密度体存在，继续钻孔，在167m处见到了含铜硫铁矿，矿体厚度为40m，密度为4.5~4.95g/cm，而磁化率低。

再进行正演计算，与实测重力异常基本吻合。

第二节磁法勘探磁法的物理原理和磁法的特点原理磁法勘探是以地壳中各种岩、矿石间的磁性差异为物质基础的，由于岩、矿石间的磁性差异将引起正常地磁场的变化（即磁异常），通过观测和研究磁异常来寻找有用矿产或查明地下地质构造的一种地球物理方法。

由于地壳内部的各种物质受地磁场产生的慈性差异，在消除了各种短期的磁场变化后，实测地磁场与作为正常磁场的主磁场之间仍然存在着差异，即磁异常。

在地面上的某点磁场测量值与正常磁场比较后，经过磁场校正，便可得到该处的磁异常，对一个地区的异常结果进行处理汇作成磁异常等值线图，再利用解析沿拓、导数换算等转换处理来反演，便可得到一系列图件，利用这些图件分析出该地区的构造、矿体等信息。

根据已知磁性体计算其磁场分布，在场论或数学中称其为正演问题。

而反演是已知磁场的空间分布特征来确定地下所对应的场源体特征，如确定磁性体的赋存空间位置、形状、产状及磁化强度的大小和方向等。

特点①磁法异常幅值比重力异常大得多；②重力异常反映的地质因素较多，而磁异常反映的地质因素较单一；③地质体的磁异常特征比相应的重力异常复杂；④磁法勘探在寻找规模小的金属物及磁性物质方面具有极大的优势；⑤磁法勘探不受水域、森林、沙漠等自然条件的限制；⑥应用范围广，如可用于寻找磁性金属矿体、地质填图、古地理环境、考古等。

如何利用磁法来解决地质问题(举例说明)基本方法：航磁勘探——发现异常——地面磁测磁——定性分析、定量计算确定磁异常的空间分布和变化特点——实际探测——正演计算、推测异常是否合理。

磁法勘探可在地面﹑空中﹑海洋和钻孔中利用各种磁力仪等工具可以获取某一地区的磁异常的相关数据。

数据要先进行处理和转换，如解析延拓、导数换算、分量换算、地形校正等等。

然后根据已有地质资料，对磁异常进行反演，对比标准的磁异常正演模型，对磁异常进行定性与定量解释，经过改正后的异常值﹐常用等值线平面图表示，得到所测地质体的物理性质，从而应用于各种地质上的问题处理。

磁法主要应用于直接寻找具有磁性的金属矿体、间接寻找无磁性的金属矿与非金属矿体、地质填图、在古地质学方面的应用等。

如甘肃某铜镍矿产于二辉橄榄岩、辉石橄榄岩的超基性岩中，矿石中含有大量磁黄铁矿，磁化率比超基性岩大4倍左右。

1：10万航磁发现异常，经地磁检查后发现在矿区外围两个1000nT左右的甘肃某铜镍矿区磁异常剖面图异常（右图）。

根据1－镍铁矿；2－超基性岩；等值线单位为nT异常的错动，推测有平推断层。

经钻探后在异常50m～100m深处见到了岩体和矿体。

第三节电法勘探(主要为电阻率法)电法的物理原理和电法的特点原理电法勘探是以岩石之间的电性差异为基础，利用人工或天然产生的直流电场或电磁场在地下的分布特点和变化规律，来研究地球结构、查明地下地质构造或寻找矿产资源的一种物探方法。

电阻率法是传导类电法勘探之一，是利用各种岩石之间具有导电性差异，通过观测和研究与这些差异有关的天然电场或人工电场的分布规律，来查明地下地质构造和寻找矿产资源。

电阻率法主要可细分为电剖面法、电测深法、高密度电阻法、联合剖面法中间梯度法、对称剖面法、偶极剖面法。

当电场在地面上作用时，电流流向地下，高阻体具有向周围排斥电流的作用，低阻体具有向其内部吸引电流的作用，故而造成地面上视电阻率ρs的变化，由此可利用ρs 剖面曲线的变化清楚地反映出地下导电性不均匀体的位置及电阻率的相对高低。

从而判断出地下构造和地质体的情况。

特点电法勘探的特点可用“三多”和“两广”来慨括。

“三多”指：①可利用的物性参数多：导电性ρ或σ、电化学活动性η、介电性ε、导磁性μ；②利用场源多：人工场源、天然场源；③方法种类多：传导类电法勘探（直流电法）研究稳定电流场、感应类电法勘探（交流电法）研究交变电流场。

“两广”指：①应用空间广：航空、地面、海洋、井中；②应用范围广：金属和非金属矿、油气勘探、地质填图、水文与工程、深部构造。

如何利用电法来解决地质问题(举例说明)电法勘探广泛地应用于各种地质工作中，不仅可以寻找金属及非金属矿产，还可以进行地质填图，查明地下地质构造、寻找油气田、煤田和地下水等。

此外，电法勘探还用于地壳及上地幔的研究之中。

近年来，一些建立在电法勘探基本原理基础之上的新方法如管线探测、探地雷达等广泛用于城市工程勘查，它们在管线勘查、路基、高层建筑地基及大型水电站、水库坝基勘查方面发挥了重要作用。

对于不同的情况应注意选择最合适的电法勘探，这样才能得出最理想的效果。

例如中间梯度法主要适合寻找产状陡倾的高阻薄脉，联合剖面法主要用于探测产状陡倾的良导薄脉及良导球状矿体。

通过上述各种方法测量地质体的电阻率，通过不同的电阻率对地质体进行分析，得到一系列关于某地区地下的岩矿石的电学性质的定量数据，并对这些数据进行处理，寻找其中的规律，得到清晰的电阻率图（剖面图和平面图），清晰且直观的分析地质问题，定性及定量的解释地质现象，及用于找矿等。

如图（右）是我国东北某铅锌矿区中间梯度法所得ρs剖面平面图。

该地区铅锌矿产在倾角接近70度的高阻石英脉中。

途中高、低阻直立薄脉上的某铅锌矿中间梯度法两条连续的ρs高峰值带由中间梯度法ρs曲线ρs剖面平面图含矿石英脉引起。

右边一条矿脉是已知的，左边的2号矿脉是根据中间梯度法的ρs曲线形体，与1号矿体的ρs曲线对比而圈定的。

实际钻孔，证实了勘探的正确性。

第四节学习本课程后的收获及建议各方法的优点及存在的问题重力勘探优点①可用于寻找隐伏的地质构造或盲矿体；②工作效率高、施工进度快、成本低；③应用范围广。

问题①引起重力异常的因素太多，结果具有解释的多解性；②能否取得勘探对象产生的异常，还要取决于该异常能否从干扰场中辨别出来；③地质体的密度在横向上有变化才能勘探。

磁法勘探优点①磁法异常幅值大；②反映的地质因素较单一；③在寻找规模小的金属物及磁性物质反面具有极大的优势；⑤应用范围广。

问题①地质体的磁异常特征比较复杂②相比于重力勘探和磁法勘探，勘探对象范围窄电法勘探优点①可利用的物性参数多②利用场源多③方法种类多④应用空间广⑤应用范围广⑥相对于重力勘探和磁法勘探来说，电法勘探的装置简单，花费少，经济划算。

问题①对于一些电性质差别不大或其围岩电性不均匀的地质体不易勘探出来②不同的电法勘探有不同的适用条件，在实际应用中往往需要换用多种方法才能得出结论，浪费时间精力。

收获及建议收获通过一学期的学习，我了解了地球物理探矿的基础理论原理及主要应用方法，丰富了知识，为地质工作打下了基础。

地球物理探矿作为地质找矿的工具，有着不可替代的低位，学好了这门课程，就相当于多了一条找矿的方法，可以更好的为地质工作服务。

建议物探是一门应用性的学科，我觉得理论和实践同样重要，而我们的实践机会太少，建议增加实习的课时，学校最好能在南望山开辟一块物探实习场地，在场地下方布设不同形状的高密度体、高磁性体及高导电性体，为同学们营造一个良好的实习环境。

注①交纸质报告(打印或手写均可);②本课程结束(2013.1.4)前务必将报告交与老师,无报告者无成绩;③老师办公地点:物探楼314室.。