重磁电法勘探

设地心为坐标原点， z轴与地球的自转轴 重合，x，y轴在赤道 面上。

x

地球的全部质量对A点所产生的引力分量为:

积分号下的V表示对整个地球进行积 分。
重力勘探的正问题和反问题
通过假设各种简单形体的地质体，分 析其重力异常特点，找出重力异常 和地质体的性质、产状、位臵、大 小之间的联系，从而达到地质解释 的目的。 根据已知形体，计算其异常，称之为 正演问题；反之根据异常特点，推 测地质特征，称之为反演问题。
总复习
绪 论
1、地球物理勘探的概念 2.物探方法的过程 3.地球物理勘探方法的分类
4.物探方法的应用条件
1.地球物理勘探的概念




广义地讲，地球物理学是研究地球内部及 地球与邻近星体之间物理场的一门应用物 理学，根据国家自然科学基金委地球物理 学科组的划分，它由四部分组成： ①测量地球物理：研究地球表面的形状； ②固体地球物理：研究地球本体的物理现 象； ③空间地球物理：研究高空以至星际空间 (与地球相邻的)的物理场；
3 2 2
d d d

地下空间地质体的性质、赋存状态一定，重 力异常是测点位臵的函数 σ 提出积分号外的条件：常数 如果不满足，分割地质体、分别计算后求和
V g Vz G v Z
z
x 2 y 2 z


根据公式：
dv V G
地质体的剩余质量对A点的单位质量所产的引力为：
V x, y, z G
v

x y z
2 2 2
ddd
1
2
g Vz G
v

x y z

一般岩浆岩和变质岩比较致密，所含矿物 的密度比较大。
一般沉积岩所含的重矿物也较岩浆岩、变 质岩为少，所以沉积岩的密度在很大程度 上取决于孔隙度。



同是沉积岩，其密度常随埋藏深度从浅 到深而增加，起初增加很快，达到一定 值后，增加越来越不明显，这种密度随 深度增加的关系，是因为上覆岩层的巨 大压力使孔隙度减小的结果。
2 2 2
2 2 2
z ddd
3
2
Vzz G
v

2 z x y ddd
x y z
2 2 2
5
2
z x ddd Vxz 3G 5 2 2 2 2 v x y z
z
x 2 y 2 z 2
3 2
d d d
x z 2V g Vxz 3G dv 5 v xz x r
Vyz
y z 2V g 3G dv 5 v yz y r
1.重力和重力异常 2. 正常重力公式 3.重力勘探的正问题和反问题

1.重力和重力场 在地球附近的空间，一切物体都要受到被近似地 拉向地心的力，这个力就是重力。 有重力作用的空间，称为重力场。
重力的实质是牛顿万有引力和离心力的合力。
重力异常
从地面上某点的实际观测重力值中减去该 点的正常重力值和地形起伏不平的影响值后得 到的差，叫做重力异常，通常用△g来表示。 也就是说，重力异常是所有地壳内被研究的地质 体与围岩之间的密度差所引起的。
引起重力异常的原因：
1.相对与地表光滑的椭球面而言，起伏的地表(高 程）及其以下物质层的存在； 2.地球（壳）内部存在密度非均匀体； 3.固体潮、日月引力引起的随时间变化。
重力的数学表达式

z A(x、y、z) dm(ξ、η、ζ) o y
为了描述重力的空间 分布，通常采取直角 坐标系，以数学解析 式表示

整个体积在地面P点引力位:

1 2
V G
V
d d d
x 2 y 2 z 2
重力异常解释的一般公式

重力异常:
V g Vz G v Z

z
x 2 y 2 z
相对布格异常
剩余异常（区域异常）
一、重力异常的分类

通常将高度校正和中间层校正合并，称为布格 校正。


△g布校＝(0.3086—0.0418σ)h
布格异常： △g布格异常＝ △g观＋△g布校＋ △g纬校＋ △g地校
布格重力异常

布格重力异常主要反映地壳内部各种密度不 均匀体所引起的重力异常，是重力勘探研究 的主要内容


剖面图，反映某一剖面上异常变化的情 况，在做定性定量解释中用的最多。 异常平剖图，把多个异常剖面图按测线 的实际位臵和方向展布在同一平面上， 可以给人以立体视觉，便于解释。
思考题

概念：布格异常、剩余异常、区域 异常、 纬度校正、地形校正、高度 校正、 中间层校正。
1.为什么要对重力观测结果进行外部校正，简 述重力观测结果的外部校正的方法。 2.简述重力异常的图示方法，不同的图示方法 各有什么作用 3.重力基点的作用是什么？ 4. 掌握重力野外采样工作方法技术。
导出计算任意形状的均匀地质体对空间各 点产生的△g、Vxz、Vzz公式。



以地面上某一点 O 作为坐标原点，Z 轴铅垂 向下，即沿重力方向，X、Y轴在水平面内。若 地质体与围岩的密度差 ( 即剩余密度) 为 σ, 地质体内某一体积元 dv = dξdηdζ，其坐 标为 ( ξ, η, ζ) , 它的剩余质量为 dm， 则 令计算点 A的坐标为 ( x, y, z) , 剩余质量 元到 A点的距离为： 根据公式：
2.重力资料的高次导数法
物理意义
重力异常导数可以突出 小而浅的地质体异常。 压制区域性深部地质 因素，在一定程度上 可以划分不同深度和 大小异常源产生的叠 加异常；导数的次数 越高分辨力越强，因 为阶次越高随埋深加 大衰减越快。
二度体、三度体
在各个方向上延伸有限的物体三度体 在某一方向延伸很长，横截面处处相等的 物体二度体
岩石与矿石密度


重力异常是由于地壳内部岩石密度分布的不均 匀所引起的，因而对于岩石的密度及其分布情 况的了解是十分必要的。岩石密度是指在自然 蕴藏条件下，岩石单位体积的质量。根据观测 结果表明，不同种类的岩石有不同的密度值； 同种类岩石，在不同的地质条件下，也会有不 同的密度值。 影响岩石密度的主要因素有两个，即岩石中的 矿物成分和孔隙度。
重力观测结果的外部校正
△g高校=-0.3086h（mGal）
布格校正与布格异常

通常将高度校正和中间层校正合并，称为布格 校正。


△g布校＝(0.3086—0.0418σ)h
布格异常： △g布格异常＝ △g观＋△g布校＋ △g纬校＋ △g地校
3.
源自文库
重力异常分类及图示法
重力异常的分类:
一般重力异常是根据所进行的校正项来分类的。 绝对布格异常 常见的有： 布格异常
4.物探方法的应用条件

地下有物性差异的物质都有可能利用物探方 法进行勘查工作。

但由于目前技术限制只有在一定条件下 物探工作才能达到满意的结果。
条件
密度 磁性
有 的 相 规 对 模 大
浅埋 内 地深 相 壳对 (
物 相 性 对 差 大 异
电性 弹性 放射性 导热性
)
第一章

重力勘探的理论基础
第三章
重力测量的野外工作方法及成果整理


1. 基点网观测 2. 重力观测结果的外部校正 3. 重力异常的图示法。
1.重力基点

为了捉高重力测量的精度，在一定时间 内便于检查重力仪的混合零点位移，合 理地进行改正，在测量之前，要在工区 内确定一定数量的控制点，称重力基点。
重力基点作用


将重力仪测得的相对重力值换算为绝对 重力值(资料拼接时统一基准),传递重力 值。 避免误差积累提高测量精度。
3 2 2
d d d

导数异常：
2V g Vxz 3G v xz x
x z
x 2 y 2 z
5 2 2
d d d
V g Vz G v Z




第四章
重力勘探成果解释
1. 2. 3. 4.
解释的基本公式 重力资料的高次导数解释法 重力异常的解析延拓 异常数据的圆滑
1.
解释的基本公式

空间任一直角座标系: 质量元dm=σ· dξ · d η· dζ 在地面P点引力位:

1 G dV G dv d d d r r
1.地球物理勘探的概念
勘探地球物理学：
以不同岩、矿石间物理性质的差异为物质基础，
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地质勘查和找矿
目标的一门应用科学。
2.物探方法的过程

所有物探方法均通过三个步骤完成
利用计算机及专用 软件、选择合理的 数学物理方法 综合地质、测井、 钻井等信息，利用 计算机及专用软件
1.地球物理勘探的概念

④勘探地球物理：用地球物理方法，解 决国民经济发展中遇到的金属与非金属 资源调查问题，随着社会的发展，其范 围已远远超过原来的内涵，并且发展极 快，自成体系。
狭义的地球物理学，指的就是固体地球物 理学(Geophysics)。一般分为两大方面：理论 地球物理学和应用地球物理学。 前者研究大尺度地球物理场现象和一般原 理；后者是在前者基础上发展起来的一套方法， 用以勘探地下的矿产（矿床和油气等）。因此 后者又称为勘探地球物理学或地球物理勘探。
称电法)；④地震勘探(简称地震法)；⑤核地球物 理勘探(简称核法)；⑥地球物理测井(简称测井法)； ⑦遥感测量。
按地质目标分类
为了有效地探查特定的地质目标，可将所有各 分支物探方法划分为五大类。 1．金属与非金属物探(简称金属物探)； 2．石油与天然气物探(简称石油物探)； 3．水文与工程物探(简称水工物探)； 4．煤田物探； 5．城市与环境物探(简称环境物探)。
△g布格异常＝ △g区域异常＋ △g剩余异常
剩余重力异常

residual gravity anomaly 从布格重力 异常中去掉区域重力异常后的剩余部分， 称为“剩余重力异常”。它主要反映局部 地质构造成矿体剩余质量的影响。是研究 局部地质构造和勘探矿产的重要资料。
△g剩余异常＝ △g布格异常-△g区域异常
利用专门仪器采 用合适的方法
采集
处理
地质解释
获得地球物理 场数据或图像
分离提取目标场 ，增强解释能力
得出目标区地下地 质情况的正确全面信息
3.物探方法的分类
按物性参数分类
人们以每种岩、矿石的物性参数为基础，建立 起了相应的七种分支物探方法：①重力勘探(简称
重力法)；②磁力勘探(简称磁法)；③电法勘探(简
剩余密度和剩余质量

剩余密度：地质体与围岩之间的密度差。 剩余质量：剩余密度与地质体体积的乘 积。
定性解释和定量解释：
定量解释：异常体的形状、大 小、埋深等产状要素，包含属性参 数（密度，电性、磁性、弹性的相 关参数）。
根据异常分布特征和探区的物理地质条件， 说明引起异常的地质原因，属于异常的 地质解释，为定性解释。
2
2 z ( x)2 ( y)2 V g Vzz 2 G dv 5 v z z r
2
Vzzz
g G 2 v z
2
z [6 z
2
9( x)2 9( y)2 ] dv 7 r


3.重力异常图示法
为了展现重力异常的分布特征和变化规 律，以便于成果的地质解释，总是将得 到的异常数据用图件表示出来，称为重 力异常图。常见图件有三类： 平面等值线图 剖面图 剖面平面图（平剖图）

平面等值线图

等值线是重力异常值相等的各点的连线， 等值线是用布满一定区域内的若干条等 值线表示重力变化 ，等值线上注有数值， 而且数值间隔是相等的，因此可以根据 等值线的数值大小、排列方向、形状变 化、疏密程度等，反映出重力异常场变 化的急缓、递变的方向及分布特点。