物探复习整理

第二章

物探：以地壳表层不同岩土介质的物性差异为基础，利用天然存在或人工建立的地球物理场的变化来解决地质问题的一类探测方法

重力勘探：重力勘探是以岩、矿石密度差异为物质基础，由于密度差异会使地球的正常重力场发生局部变化（即产生重力异常），观测和研究重力异常，就能达到解决地质问题的目的。

异常图解：

重力勘探的应用：了解上地幔的密度变化；研究地壳深部构造及地壳活动性；¾划分大地构造单元（如地台与地槽的界线）；圈定具有油气远景的沉积岩内部构造、盐丘及煤田盆地；寻找金属矿、钾盐；天然地震预报。

重力：地面上一切物体都要受到两种力的作用，其一是地球的全部质量对物体的引力，其二是物体在自转的地球上受到的惯性离心力，重力就是它们的矢量和。

重力场强度：单位质量的物体在重力场中所受的力，称为重力场强度。

正常重力场：

重力随时间的变化：a.长期变化。原因：地壳内部的物质运动，如岩浆活动、构造运动、板块运动有关。特点：变化十分缓慢、幅度小，在短时间内变化很弱，故在重力勘探中不予考虑。b.短期变化（日变化）。原因：地球与太阳、月亮之间的相互位置变化引起（即天体运动有关）。特点：周期短（24小时）、变化幅度较大，可以达2~3g.u。

重力异常：在重力勘探中，由地下岩（矿）石密度分布不均匀所引起的重力变化称为重力异常。

重力异常具体条件：

1、探测对象与围岩要有一定的密度差。

2、岩层密度必须在横向上有变化，即岩层内有密度不同的地质体存在，或岩层有一定的构造形态。

3、剩余质量不能太小（即探测对象要有一定的规模）。

4、探测对象不能埋深过深（例如：△m=50万吨的球形矿体，当中心埋深为100米，可产生355μGal的异常；当中心埋深为1000米，则只能产生3.4μGal的异常，该强度的异常仪器不能观测到）。

5、干扰场不能太强或具有明显的特征。

岩（矿）石密度的一般规律：火成（岩浆）岩密度>变质岩密度>沉积岩密度。

决定岩（矿石）密度的主要因素为：1、组成岩石的各种矿物成分及其含量的多少。2、岩石中孔隙度大小及孔隙中的充填物成分。3、岩石所承受的压力等。

重力勘探工作方法：A.工作任务。重力预查：在重力测量的“空白区”中进行的大范围、小比例尺的重力测量。目的：大地构造的基本轮廓（如断裂带、岩体的分布等）的资料。重力普查：在有进一步工作价值的地区开展的重力测量。目的：划分区域地质构造、圈定岩体及储油构造，比较确切地指示成矿远景区。重力详查：在成矿远景区（或成矿有利地段）进行重力测量。目的：详细地研究工区重力异常的规律和特点，寻找局部构造或岩、矿体。重力细测：在已发现的储油、气构造、煤盆地，以及成矿有利的岩、矿体上进行的重力测量。目的：构造、岩体、矿体的形态及产状。B. 工作比例尺、测网及测量精度。工作比例尺：①工作比例尺反映了重力测量工作的详细程度；比例尺取决于相邻测线间的距离。②比例尺愈大，单位面积内的测点数愈多，对重力异常的研究也就愈详细。③比例尺应与工作任务相适应。测网：测网一般是由相互平行的等间距的测线和在测线上分布的等间距的测点所组成。测量精度：①测量精度是衡量野外观测质量的重要标志，同时也是决定技术措施、工作效率和成本的重要指标。②精度是指测量值与真值的接近成度。③精度应根据地质任务和工作比例尺确定。④例如：金属矿普查，取探测对象产生的最大异常的1/3~1/4作为测量精度。C. 重力野外观测。重力基点的建立，重力基点的作用：工区内重力异常的起算点；检查仪器的零点漂移，确定零点漂移校正系数。野外观测。资料整理。

地形校正-δg地：校正原因：地形起伏往往使得测点周围的物质不能处于同一水准面内，对实测重力异常造成干扰，必须通过地形校正予以消除，又称为地改。校正办法：除去测点所在水准面以上的多余物质，并将水准面以下空缺

的部分用物质填补起来按测网划分扇形小块分别计算校正值。根据距测点的距离，分为近区地改、中区地改和远区地改。

中间层改正—δg中：校正原因：经过地形校正后，测点周围的地形变成水准面，但测点所在水准面与大地水准面或基准面（总基点所在水准面）间还存在着一个水平物质层，消除这一物质层的影响就是中间层校正。校正办法：中间层可当作一个厚度为△h，密度为σ的无限大水平均匀面，其校正公式为：δg中=-0.419×σ×△h。测点高于大地水准面或基准面时，△h取正，反之取负，中间层密度通常取为2.67g/cm 3 。

高度改正—δg高：校正原因：若把地球当作密度均匀同心层分布的旋转椭球体时，地面每升高1m重力减小约3.086g.u.。经地形、中间层校正后，测点与大地水准面或基准面间还存在一个高度差△h，要消除这一高度差对实测的影响，就要进行高度校正。校正办法：δg高=3.086×△h。测点高于大地水准面或基准面时，△h取正，反之取负。

布格校正：高度校正和中间层校正都与测点高程△h有关，将这两项合并起来，统称为布格校正（δg布）。δg布=（3.086-0.419σ）×△h （g.u.）

正常场校正—δg高：校正原因：当测点与总基点不在同一纬度时，测点重力值包含了总基点与测点间的正常重力场的差值，这一差值需要消除。校正办法：在大面积测量时，按1909赫尔默特公式计算正常重力值，再从观测值中减掉它；在小面积重力测量中按下式计算：

Δg正=-8.14×sin2Φ×D（g.u.）Φ为总基点纬度或测区的平均纬度；D为测点到总基点的纬向（南北向）距离，在北半球，当测点位于总基点以北时D取正号，反之取负号，单位km。

自由空间重力异常：是对观测值仅作正常场校正和高度校正，反映的是实际地球的形状和质量分布与参考椭球体的偏差：Δg自=g A+δg高-g0 △g自中还包含有地形影响的因素在内，若加上局部地形校正，即得到第二种自由空间重力异常，常称为法耶异常：Δg法=g A+δg高+δg地-g0 。

布格重力异常：在法耶异常基础上再加上中间层校正，即经过正常场校正、地形校正、布格改正（高度校正和中间层校正）的重力异常，称为布格重力异常。Δg布=g A+δg高+δg地+δg中-g0。

重力异常的推断解释：定性解释：地质解释不涉及数量方面的内容。如断层的位置、性质、构造单元性质等。定量解释：地质解释时包括数量方面的内容。如对异常源的大小、产状、埋藏深度给出具体解答。正演问题：已知地质体的形状、产状、物性参数，求场（异常）的分布。反演问题：已知场（异常）的分布特征及变化规律，求场源的赋存状态（如产状、物性参数、埋藏等）。须指出的是：正演问题的解是唯一的，而反演问题的解，则具有“多解性”。区域异常：（场源：大而深的岩体或地质构造；异常特征：幅值大、异常范围大、变化平缓）。

局部异常：（场源：小而浅的岩体、矿体或地质构造；异常特征：幅值小、异常范围小、变化大）。

位场转换：根据观测平面上的实测异常值，利用数学的方法求场的导数或任意高度场的分布。通常有解析延拓（上延和下延）、求高次导数等。

重力场的解析延拓：向上延拓：将观测平面上的实测异常值，换算到观测平面以上某一高度上的异常，称为向上延拓。目的：消除局部异常，突出深部异常。向下延拓：将观测平面上的实测异常值，换算到观测平面以下场源以外的某个深度上称为向下延拓。目的：压制深部的区域异常，突出浅部物质产生的局部异常。

延拓效果分析：向上延拓：压制浅而小的地质体的局部异常，突出了深部地质体的区域异常。

向下延拓：压制深部地质体的区域异常，相对突出了浅部地质体的局部异常。

解析延拓的作用：分离水平方向上多个地质体的迭加异常。

第三章

磁法勘探：它是以地壳中各种岩、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。

磁法勘探与重力勘探间的几点差别

1.就异常的幅值而言，磁法异常比重力异常大得多

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

磁化：在外磁场作用下，没有磁性的物体获得磁性，称为磁化。

磁异常：消除了各种短期变化的磁场后，实测地磁场与基本磁场之差值，称为磁异常。

区域异常：场源-范围较大的深部磁性岩、矿体及地质构造；特征-异常分布范围较大、幅值小、变化平缓。

局部异常：场源-范围较小的浅部磁性岩、矿体及地质构造；特征-异常分布范围小、强度大、变化陡。