地球物理学第1课

路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
教学参考书
1、刘光鼎院士领导的，由中国地质大学（北京）编写、 地质出版社出版的地球物理系列教材：
曾华霖：重力场与重力勘探 管志宁：地磁场与磁力勘探 李金铭：地电场与电法勘探 姚 姚：地震波场与地震勘探 程业勋：核辐射场与放射性勘查 尉中良：地球物理测井 刘光鼎：地球物理场与地球物理勘探 超星图书馆基本都有
顾功叙,秦馨菱等老一代地球物理学家经常说:“地 球物理学是一门观测科学”,“地球物理学是以观测和实 验为基础的科学”。
地球物理仪器是关键
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一、地球物理学的实质
本课程偏重于应用地球物理学（又称为应用地球物理勘 探、勘查地球物理）—简称物探。
它是以地壳中各种岩、矿石间的物理性质差异（如密度 、磁性、电性、弹性、放射性差异等）为物质基础的，利用物 理学原理，通过观测和研究因岩、矿石物理性质差异而引起相 应的地球物理场（如重力场、地磁场 、电场等）在空间上的局 部变化（称为地球物理异常），就可以推断地下地质构造或岩 矿体的赋存状况，达到地质调查目的的一种应用科学。
可以解决以下的问题：
●地质体的形状参数 ●地质体的产状参数（如地质体的空间位置、埋深、走向、
倾角） ●地质体的物性参数（如密度、电阻率等）
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二、物探方法与地质方法之不同点
1、理论基础不同
地质方法：岩石学、构造地质学、矿床学等理论为基础 物探方法：各种地球物理场的理论为基础
记录、显示、计算处理、成图等功能、 计时、同步、无线传输、GPS定位等； 体积小：PDA 做控制器。
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六、物探勘查方法技术展望
１、自身方法技术不断提高
理论不断完善： 数学推导：
由人工推导 计算机推导 人工和计算机联合推导； 维数： 一维 二维 三维方向发展
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由上述可见，物探方法是一种应用相当广泛的现代化地质探测 手段。但是，物探的应用总是要受到一定的地质及地球物理条 件的限制—即必需满足物探的应用条件。
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五、 物探的应用范围及应用条件
（二）物探的应用条件
1、 探测对象与围岩间必需具有明显的物理性质差异； 2、 探测对象要具有一定的规模，且埋藏深度不太大； 3、 各种干扰因素产生的干扰异常相对于探测对象的异
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2、按工作环境分类
1.地面物探；
2.航空物探；
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3.海洋物探；
4.井中物探。
3、按探测对象分类
（1）石油物探：主要勘察石油和天然气的储存位置和储存 状态； （2）煤田物探：主要解决煤田地质构造和煤层分布问题； （3）金属与非金属物探：主要寻找各种固体矿产，如铜、 铁、铅、锌等； （4）工程物探：解决各种岩土工程勘察问题，如地基勘察 、桥梁、隧道、水库等的选址，地下管线探测等； （5）放射性物探：寻找放射性铀、氡等与核工业有关的材 料。
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一、地球物理学的实质
1、简略地说
用专门的地球物理勘探仪器观测物探异常，研究异常与产 生该异常的地质体之间的关系，就能达到解决地质问题的 目的—称为物探。
2、形象地说
在地表(或地表以上)用仪器观测异常，研究分析异常与异 常源的关系，
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一、地球物理学的实质
六、物探勘查方法技术展望
２、应用领域将更加广阔
– 地质勘查解决的问题更多； – 水、工、环境物探； – 灾害物探； – 城市物探； – 考古物探； – 军事等方向发展
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六、物探勘查方法技术展望
３、应用空间将更加宽广
– 向航空方向发展； – 向海洋方向发展，水面物探，海底物探； – 向地下方向发展，探测深度不断增大； – 向立方体探测方向发展；
以岩矿石的密度差异为基础 以岩矿石的磁性差异为基础 以岩矿石的电性差异为基础 以岩矿石的弹性差异为基础 以岩矿石的放射性差异为基础 以岩矿石的温度差异为基础
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各方法的概念、用途、特点
重力勘探 －－以岩、矿石间的密度差异为基础，通过观测与研究
天然重力场的变化规律来解决地质问题的方法。 －－用途：地质构造；
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五、 物探的应用范围及应用条件
（一） 应用范围
1、全球构造研究：如海底扩张、板块构造、大陆漂移、 地壳厚度等；
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五、 物探的应用范围及应用条件
2、地质工作的各个阶段 （1）在小比例尺的地质填图：探测结晶基底起伏及内部构 造；划分大地构造单元（如槽、台界线）；研究沉积岩构 造、追索深大断裂。
寻找密度差异大的矿产等； 工程地质问题。 －－特点：理论成熟，快速。 但应用范围小，地形改正工作量大。 仪器贵重
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各方法的概念、用途、特点
磁法勘探 －－以岩、矿石间的磁性差异为基础，通过观测与研究
天然及人工磁场的变化规律来解决地质问题的方法。 －－用途：寻找磁铁矿（直接找矿）；
2、工作方法不同
地质方法：对岩矿石露头或岩芯直接进行观测 ——直接方法
物探方法：用仪器对地质体引起的异常进行观测 ——间接方法
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三、物探方法的特点
1、透过覆盖层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（这是因为，用仪器观
测地球物理场比直接揭露岩、矿体简便易行）； 3、具有解释的多解性（即同一异常可由不同形状或不同性质
寻找含磁性矿物的各种矿产； 地质填图； 地质构造等。 －－特点：理论成熟，轻便、快速、成本低 。 但应用范围不够广。
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各方法的概念、用途、特点
电法勘探：
－－以岩、矿石间的电性差异为基础，通过观测与研究天 然及人工电场的时空变化规律来解决地质问题的方法。
－－用途：地质构造；
－－用途：地层分层； 地质构造； 寻找油气田、煤田； 工程地质问题等。
－－特点：探测深度大，精度高。但要放炮，工作难度 大，破坏环境。
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各方法的概念、用途、特点
放射性勘探 －－以某些元素具有天然和人工激发的核辐射特性为基础
，通过观测与研究核辐射场的时空变化规律来解决地质 问题的方法。 －－用途：放射性铀、钍矿；
寻找油气田、煤田；
寻找金属与非金属矿产；
水、工、环地质问题等。
－－特点：三多：参数多，场源多，方法多；
二广：应用空间广，应用领域广。
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但受地形及外部电磁场干扰大。
各方法的概念、用途、特点
地震勘探：
－－以岩、矿石间的弹性差异为基础，通过观测与研究 地震波的时空变化规律来解决地质问题的方法。
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各方法的概念、用途、特点
地热勘探
－－以岩、矿石间的导热性差异为基础，通过观测与 研究地热场的时空变化规律来解决地质问题的方法 。
－－用途：地热田； 地质构造； 预测油气远景区； 间接预测金属矿； 预测矿山热害等。
－－特点：可用航空照片、红外照片方法测温，快速 、高效。但受气候、环境干扰大。
（2）在大比例尺地质填图中：确定岩层接触带、浮土厚度 、圈定火成岩体、构造破碎带及断层，指示成矿远景区
（3）普查找矿阶段：圈定成矿带、矿化带，寻找有工业意 义的矿体
（4）在勘探阶段：确定矿体的位置（如中心、边界、埋藏 深度）及产状；化分矿层
（5）矿产开采阶段：指示矿体走向、确定矿体形状、寻找 盲矿体
的地质体引起）
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四、物探方法的分类
目前分类的方法有许多种，不同物探工作者的分类 也不尽相同。一般有如下四种分类：
❖按物性参数分类 ❖按工作环境分类 ❖按探测对象分类 ❖按场源性质分类
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1、按物性参数分类
重力勘探 磁法勘探 电法勘探 地震勘探 放射性勘探 地热勘探
合适得当； • 要客观正确地看பைடு நூலகம்物探。
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六、物探勘查方法技术展望
１、自身方法技术不断提高 仪器精度的提高、功能不断增强： 计时精度高：达ns—ps（10-9-10-12S）级； 灵敏度高：重力仪达0.01mgal、磁力仪达0.01nT =10-
11T、电法仪电位观测达0.01μV =10-8V； 功能强：同一仪器可实现电、磁、地震功能、
地球物理学第1课
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2020年4月12日星期日
教学计划安排
成绩评定： 考试＋平时成绩
实验+考勤＋课后作业（及课堂表现） （30％）
期末考试（70％）
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教学要求
1、全勤上课 2、按时完成作业 3、课堂纪律严格遵守
不迟到 不开手机 不乱讲话 4、教学参考书要看
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教学参考书
2、高职高专教材： 钱桂兰等：普通物探 超星图书馆有
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教学参考书
3、国外经典教材：
W.M. Telford L.P.Geldart R.E.Sheriff： Applied Geophysics
陈石等译
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
与放射性元素伴生的稀有、稀土、钾盐矿； 寻找油气田、煤田； 寻水； 构造； 环境监测等。 －－特点：不受环境干扰，高效、方便、低成本、可确定 矿石品位等优点。但探测深度浅。
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