长江大学重磁电复习资料总结研究生考试专业课_高等教育-工学.pdf

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1、重磁电复习资料 一、名词解释 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所得到的差，叫做重力异常。也就是说，重力异常是由地壳内被研究的地质体与围岩之间的密度差所引起的。大地水准面：等重力位面称为水准面，不同的重力位值可得到一簇水准面；当重力位为某一定值的水准面且与平静海平面重合，这个面称大地水准面。正常重力：正常地球模型（参考椭球）的引力场强度外加离心力场强度在大地水准面上的值称为正常重力(场强度)，简称正常重力。

2、布格重力异常：布格重力异常指对观测重力值进行正常场校正、地形校正和布格校正，主要反映地球内部密度分布不均匀性，如莫氏界面、康氏界面、沉积基底面、构造及金属矿藏。剩余磁化强度：岩石本身具有不受地磁场磁化的剩余磁性，剩余磁性与岩石冷却时的地磁场大小和方向有关。由剩余磁化产生的磁性大小称为剩余磁化强度。感应磁化强度：岩石受地磁场的磁化产生的磁性大小称为感应磁化强度。局部异常和区域异常：重力异常中：局部异常：是叠加异常的一部分，是由相对区域因素而言范围有限的研究对象引起，特点是范围和幅值较小，水平梯度相对较大。区域异常：是叠加异常的一部分，主要由中、深部地质因素引起，特点是幅值较大，范围较大，但水平梯

3、度小。磁异常中：磁异常中由分布范围较大的（几十平方公里以上）深部磁性岩层或区域地质构造等引起的部分，称为区域异常；由分布范围较小的（几十平方公里或几平方公里）浅部磁性岩、矿体或地质构造等引起的部分，称为局部异常。磁异常：是地壳内的岩石矿物及地质体受到地磁场磁化以后，在其周围空间形成并叠加在地磁场上的次生磁场。在消除了各种短期磁场变化后，实测地磁场与正常磁场之间仍然存在着差异，这个差异就称为磁异常。趋肤深度：电磁波能量（振幅）衰减为原来的 1/e 时所穿透的深度。电磁波的趋肤深度跟频率有关，故不同频率的电磁波具有不同的穿透深度(高频浅，低频深)。视电阻率：视电阻率不是岩石的真电阻率，而是地下电性

4、不均匀体和地形起伏的一种综合反映。电磁法：是以地壳中岩、矿石的导电性、导磁性和介电性为主要物质基础，根据电磁感应原理，观测和研究电磁场的空间与时间分布规律，它的全称是电磁感应法。重力勘探：重力勘探是观测地球表面重力场的变化，借以查明地质构造和矿产分布的物探方法。磁法勘探：主要利用地壳内各种岩（矿）石间的磁性差异所引起的“磁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所得到的差叫做重力异常也就是说重力异常是由地壳内被研究的地质体与定值的水准面且与平静海平面重合这个面称大地水准面正常重力正常地球模型参考椭

5、球的引力场强度外加离心力场强度在大地水准面上的值称为正常重力场强度简称正常重力布格重力异常布格重力异常指对观测重力值进行正常场校化强度岩石本身具有不受地磁场磁化的剩余磁性剩余磁性与岩石冷却时的地磁场大小和方向有关由剩余磁化产生的磁性大小称为剩余磁化强度感应磁化强度岩石受地磁场的磁化产生的磁性大小称为感应磁化强度局部异常和区域异常异常”来寻找有用矿产或查明地下地质构造的一种地球物理勘探方法。电法勘探：是以岩、矿石的电学性质（如导电性）差异为基础，通过观测和研究与这些电性差异有关的（天然或人工)电场或电磁场分布规律来查明地下地质构造及有用矿产的一种物探方法，称为电法。二、作图：1、二层、三层电性介

6、质视电阻率曲线类型 二层电性介质视电阻率曲线类型：（2种）二层电性介质具有1 和2 两个电性层，设第一层厚度为 h1，第二层厚度 h2 为无穷大。12：D 型曲线。三层电性介质视电阻率曲线类型（4种）：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所得到的差叫做重力异常也就是说重力异常是由地壳内被研究的地质体与定值的水准面且与平静海平面重合这个面称大地水准面正常重力正常地球模型参考椭球的引力场强度外加离心力场强度在大地水准面上的值称为正常重力场强度简称正常重力布格重力异常布格重力异常指对观测重力值进行正

7、常场校化强度岩石本身具有不受地磁场磁化的剩余磁性剩余磁性与岩石冷却时的地磁场大小和方向有关由剩余磁化产生的磁性大小称为剩余磁化强度感应磁化强度岩石受地磁场的磁化产生的磁性大小称为感应磁化强度局部异常和区域异常 H 型：p1p2，p2p3；A 型：p1p2p3；K 型：p1p3；Q型：p1p2p3。2、均匀球体、无限长和有限长水平圆柱体重力异常剖面、平面等值线图：（1）均匀球体重力异常剖面和平面等值线图：（2）无限长水平圆柱体重力异常剖面图和平面等值线图：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所得

8、到的差叫做重力异常也就是说重力异常是由地壳内被研究的地质体与定值的水准面且与平静海平面重合这个面称大地水准面正常重力正常地球模型参考椭球的引力场强度外加离心力场强度在大地水准面上的值称为正常重力场强度简称正常重力布格重力异常布格重力异常指对观测重力值进行正常场校化强度岩石本身具有不受地磁场磁化的剩余磁性剩余磁性与岩石冷却时的地磁场大小和方向有关由剩余磁化产生的磁性大小称为剩余磁化强度感应磁化强度岩石受地磁场的磁化产生的磁性大小称为感应磁化强度局部异常和区域异常（3）有限长水平圆柱体重力异常剖面图和平面等值线图：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异常从地面上某点的实际观

9、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所得到的差叫做重力异常也就是说重力异常是由地壳内被研究的地质体与定值的水准面且与平静海平面重合这个面称大地水准面正常重力正常地球模型参考椭球的引力场强度外加离心力场强度在大地水准面上的值称为正常重力场强度简称正常重力布格重力异常布格重力异常指对观测重力值进行正常场校化强度岩石本身具有不受地磁场磁化的剩余磁性剩余磁性与岩石冷却时的地磁场大小和方向有关由剩余磁化产生的磁性大小称为剩余磁化强度感应磁化强度岩石受地磁场的磁化产生的磁性大小称为感应磁化强度局部异常和区域异常（4）铅垂台阶重力异常剖面图和平面等值线图：3、球体、水平圆柱体、板状体受水平

10、磁化、垂直磁化（i=0和 90）Za 剖面图和平面等值线图：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所得到的差叫做重力异常也就是说重力异常是由地壳内被研究的地质体与定值的水准面且与平静海平面重合这个面称大地水准面正常重力正常地球模型参考椭球的引力场强度外加离心力场强度在大地水准面上的值称为正常重力场强度简称正常重力布格重力异常布格重力异常指对观测重力值进行正常场校化强度岩石本身具有不受地磁场磁化的剩余磁性剩余磁性与岩石冷却时的地磁场大小和方向有关由剩余磁化产生的磁性大小称为剩余磁化强度感应磁化强度

11、岩石受地磁场的磁化产生的磁性大小称为感应磁化强度局部异常和区域异常（1）球体水平磁化：球体垂直磁化：（Ha 剖面的曲线不画不要，只画 Za 剖面）（2）水平圆柱体水平磁化：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所得到的差叫做重力异常也就是说重力异常是由地壳内被研究的地质体与定值的水准面且与平静海平面重合这个面称大地水准面正常重力正常地球模型参考椭球的引力场强度外加离心力场强度在大地水准面上的值称为正常重力场强度简称正常重力布格重力异常布格重力异常指对观测重力值进行正常场校化强度岩石本身具有不受地

12、磁场磁化的剩余磁性剩余磁性与岩石冷却时的地磁场大小和方向有关由剩余磁化产生的磁性大小称为剩余磁化强度感应磁化强度岩石受地磁场的磁化产生的磁性大小称为感应磁化强度局部异常和区域异常 是图中 Ha 剖面曲线，Za 不画 水平圆柱体垂直磁化：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所得到的差叫做重力异常也就是说重力异常是由地壳内被研究的地质体与定值的水准面且与平静海平面重合这个面称大地水准面正常重力正常地球模型参考椭球的引力场强度外加离心力场强度在大地水准面上的值称为正常重力场强度简称正常重力布格重力异

13、常布格重力异常指对观测重力值进行正常场校化强度岩石本身具有不受地磁场磁化的剩余磁性剩余磁性与岩石冷却时的地磁场大小和方向有关由剩余磁化产生的磁性大小称为剩余磁化强度感应磁化强度岩石受地磁场的磁化产生的磁性大小称为感应磁化强度局部异常和区域异常（3）板状体无限延伸厚板顺层磁化：无限延伸厚板斜交磁化：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所得到的差叫做重力异常也就是说重力异常是由地壳内被研究的地质体与定值的水准面且与平静海平面重合这个面称大地水准面正常重力正常地球模型参考椭球的引力场强度外加离心力场

14、强度在大地水准面上的值称为正常重力场强度简称正常重力布格重力异常布格重力异常指对观测重力值进行正常场校化强度岩石本身具有不受地磁场磁化的剩余磁性剩余磁性与岩石冷却时的地磁场大小和方向有关由剩余磁化产生的磁性大小称为剩余磁化强度感应磁化强度岩石受地磁场的磁化产生的磁性大小称为感应磁化强度局部异常和区域异常有限延伸厚板顺层磁化：有限延伸厚板斜交磁化：斜交磁化水平薄板的磁异常：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所得到的差叫做重力异常也就是说重力异常是由地壳内被研究的地质体与定值的水准面且与平静海平

15、面重合这个面称大地水准面正常重力正常地球模型参考椭球的引力场强度外加离心力场强度在大地水准面上的值称为正常重力场强度简称正常重力布格重力异常布格重力异常指对观测重力值进行正常场校化强度岩石本身具有不受地磁场磁化的剩余磁性剩余磁性与岩石冷却时的地磁场大小和方向有关由剩余磁化产生的磁性大小称为剩余磁化强度感应磁化强度岩石受地磁场的磁化产生的磁性大小称为感应磁化强度局部异常和区域异常 台阶的磁异常：三、简答、分析 1、重力异常正演与反演：正演问题：已知地下密度分布不均匀体（有质量剩余或亏损）的信息，计算并分析g 的特性。解决正演问题，首先必须了解不同形状、大小、产状和密度地质体引起的异常。因此要计算

16、并研究一些简单规则几何形状的物质引起的重力异常及其特征，例如球体、圆柱体、台阶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所得到的差叫做重力异常也就是说重力异常是由地壳内被研究的地质体与定值的水准面且与平静海平面重合这个面称大地水准面正常重力正常地球模型参考椭球的引力场强度外加离心力场强度在大地水准面上的值称为正常重力场强度简称正常重力布格重力异常布格重力异常指对观测重力值进行正常场校化强度岩石本身具有不受地磁场磁化的剩余磁性剩余磁性与岩石冷却时的地磁场大小和方向有关由剩余磁化产生的磁性大小称为剩余磁

17、化强度感应磁化强度岩石受地磁场的磁化产生的磁性大小称为感应磁化强度局部异常和区域异常及半平面等引起的重力异常。反演问题：已知观测面上g（重力观测值经各项校正后得到的）的数值，推测地下密度分布不均匀体的信息（埋深、规模等）。从地质角度，解反演问题的目标主要是寻找、研究或推断金属或非金属矿体和地质构造，前者称为矿体类问题，后者称为构造类问题。从地球物理角度，解反演问题的目标包括：确定地质体（用几何模型表示）的几何和物性参数，属于矿体类问题；确定物性分界面的深度及起伏，属于构造类问题。重力异常反演方法有两种：一种是计算地质体几何和物性参数的特征点法。特征点法（或任意点法）是根据异常曲线上的一些点或特

18、征点（如极大值点、零值点、拐点）的异常以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。一种是最优化选择法，是重力异常反演的通用方法之一。2、重力异常的高阶导数法、延拓、滤波，它们在转换处理中的作用：重力异常的转换处理：求高阶导数：g 的导数，更“显著”地突出异常，同时可突出不同深度地质体的异常。不同埋深地质体在高阶导数中的反映：求高阶导数可突出浅部地质体的异常提高对异常的分辨能力；相邻地质体在高阶导数中的反映：求高阶导数，可划分纵向或横向叠加在一起的异常，提高对异常的分辨能力。在重力异常的分离中，高次导数法并非把叠加异常中的局部异常和区域异常分开，而是突出某种场源

19、体引起的异常；由于重力高阶导数对于叠加重力异常的分辨率较高，因而具有较好的突出被区域场掩盖、甚至被歪曲了的浅部地质体引起的弱小异常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所得到的差叫做重力异常也就是说重力异常是由地壳内被研究的地质体与定值的水准面且与平静海平面重合这个面称大地水准面正常重力正常地球模型参考椭球的引力场强度外加离心力场强度在大地水准面上的值称为正常重力场强度简称正常重力布格重力异常布格重力异常指对观测重力值进行正常场校化强度岩石本身具有不受地磁场磁化的剩余磁性剩余磁性与岩石冷却时的地

20、磁场大小和方向有关由剩余磁化产生的磁性大小称为剩余磁化强度感应磁化强度岩石受地磁场的磁化产生的磁性大小称为感应磁化强度局部异常和区域异常的能力。延拓：将观测平面或剖面上的重力异常值换算到地质体上部空间任意位置的变换方法。向上延拓-由低平面上的观测值计算出高平面上的重力异常，为向上延拓。压制浅部规模的小地质体的异常，突出深部规模大的地质体异常。向下延拓-将高平面观测到的重力异常换算为低平面的异常，为向下延拓。深部规模大的地质体的异常变化小，突出浅部规模小的地质体异常。重力异常的数据处理（如高阶导数和延拓）是对所获得资料的数学变换，因此不会增加额外的信息量，可以压制某些无用的信息，而突显有用的信息

21、。磁异常的转换处理：向上延拓：突出深层磁性地质体，压制浅层磁性地质体。向下延拓：使浅层磁性地质体的磁异常更加突出。高阶导数：突出浅层磁性地质体；突出磁性地质体的边界和断层等(磁异常横向变化较大的部位)。低通滤波：突出深层磁性地质体，压制浅层磁性地质体。高通滤波：突出浅层磁性地质体，压制深层磁性地质体。3、影响岩矿石密度、电阻率的主要因素有哪些:影响岩矿石密度主要因素：(1)岩石和矿石本身的矿物成分；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所得到的差叫做重力异常也就是说重力异常是由地壳内被研究的地质

22、体与定值的水准面且与平静海平面重合这个面称大地水准面正常重力正常地球模型参考椭球的引力场强度外加离心力场强度在大地水准面上的值称为正常重力场强度简称正常重力布格重力异常布格重力异常指对观测重力值进行正常场校化强度岩石本身具有不受地磁场磁化的剩余磁性剩余磁性与岩石冷却时的地磁场大小和方向有关由剩余磁化产生的磁性大小称为剩余磁化强度感应磁化强度岩石受地磁场的磁化产生的磁性大小称为感应磁化强度局部异常和区域异常(2)单位体积内所包含的孔隙体积孔隙度以及孔隙中的含水量。火成岩、变质岩及大多数矿石的密度主要由前一个因素决定，因为它们的孔隙度很小。沉积岩的密度受以下诸因素的影响：(1)造岩矿物成分的影响；

23、(2)孔隙度的影响；(3)岩石埋藏深度的影响；(4)溶液性质、孔隙饱和度及岩石裂隙的影响。各类岩石密度之间的关系一般有以下规律：火成岩密度变质岩密度沉积岩密度。当利用重力勘探研究沉积内部构造时，应综合考虑沉积地层的矿物成分、孔隙度、埋藏深度、地温变化和溶质成分等因素对岩石密度变化的影响。影响岩矿石电阻率的主要因素：矿物成分、含量及结构：金属矿物含量多，电阻率低；结构：侵染状细脉状。岩矿石的孔隙度、湿度：孔隙度大，含水量高，电阻率低；风化带、破碎带含水量高，电阻率低。水溶液矿化度：矿化度高，电阻率低。温度：温度 T 高，溶解度高，离子活性强，电阻率低；结冰时，电阻率高。压力：压力大，孔隙度小，电

24、阻率高，超过压力极限，岩石破碎，电阻率降低。构造层的问题：层状构造岩石的电阻率，具有非各向同性，即沿层理方向的电阻率小于垂直层理方向的电阻率。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所得到的差叫做重力异常也就是说重力异常是由地壳内被研究的地质体与定值的水准面且与平静海平面重合这个面称大地水准面正常重力正常地球模型参考椭球的引力场强度外加离心力场强度在大地水准面上的值称为正常重力场强度简称正常重力布格重力异常布格重力异常指对观测重力值进行正常场校化强度岩石本身具有不受地磁场磁化的剩余磁性剩余磁性与岩

25、石冷却时的地磁场大小和方向有关由剩余磁化产生的磁性大小称为剩余磁化强度感应磁化强度岩石受地磁场的磁化产生的磁性大小称为感应磁化强度局部异常和区域异常4、直流电测深法和频率域电测深法的异同点：相同点：直流电测深法和频率域电测深法都是不断改变勘探深度，从而得到地下介质从浅层到深层的视电阻率的信息。不同点：直流电测深法：有效勘探深度是电极距的一半，采用在同一测点上多次加大电极距的方式，逐次测量视电阻率S 的变化，从而反映测点下由浅到深不同深度视电阻率的分布状况。频率域电测深法：不同频率的电磁波具有不同的穿透深度，观测不同频率的电磁信号，可得到不同深度介质电阻率的信息，高频浅，低频深。频率域电测深法就

26、是在同一测点先发送高频，并不断改变频率，了解该测点地下由浅到深不同深度视电阻率的分布状况。5、最优化选择法：重力异常反演的最优化选择法：根据实测重力异常在剖面或平面的分布和变化的基本特征，结合工区的地质、其他地球物理和物性等资料，给出引起异常的初始地质体模型，然后进行正演计算；将计算的理论异常与实测异常进行对比，两者偏差较大时，根据掌握的场源体资料对模型进行修改，重算其理论异常；再次进行对比，如此反复进行，以两种异常的偏差达到要求的误差范围时的理论模型表示实际的地质体。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

27、平的影响值后所得到的差叫做重力异常也就是说重力异常是由地壳内被研究的地质体与定值的水准面且与平静海平面重合这个面称大地水准面正常重力正常地球模型参考椭球的引力场强度外加离心力场强度在大地水准面上的值称为正常重力场强度简称正常重力布格重力异常布格重力异常指对观测重力值进行正常场校化强度岩石本身具有不受地磁场磁化的剩余磁性剩余磁性与岩石冷却时的地磁场大小和方向有关由剩余磁化产生的磁性大小称为剩余磁化强度感应磁化强度岩石受地磁场的磁化产生的磁性大小称为感应磁化强度局部异常和区域异常 磁异常反演的最优化选择法：1、预先假设一个磁性地质体模型；2、根据这个模型进行正演计算，得到正演的理论场值数据；3、比

28、较实测的数据与理论数据，若两套数据接近，则可认为所假定的磁性地质体即代表了地下真实的情况；否则，修改所假定的模型，回到步骤 2，直至两套数据几乎相等。4、根据不同的原则修改模型，则形成不同的方法。其中最优化选择方法是以两套数据之间的误差能量取最小为修改模型所遵从的原则。5、实现此原则可采用多种目标函数最小化方法，如梯度法。6、球体、板状体、圆柱体分别受到水平、垂直、斜磁化情况下磁异常的分布特征：例如上次作业六边形画的磁线。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所得到的差叫做重力异常也就是说重力异

29、常是由地壳内被研究的地质体与定值的水准面且与平静海平面重合这个面称大地水准面正常重力正常地球模型参考椭球的引力场强度外加离心力场强度在大地水准面上的值称为正常重力场强度简称正常重力布格重力异常布格重力异常指对观测重力值进行正常场校化强度岩石本身具有不受地磁场磁化的剩余磁性剩余磁性与岩石冷却时的地磁场大小和方向有关由剩余磁化产生的磁性大小称为剩余磁化强度感应磁化强度岩石受地磁场的磁化产生的磁性大小称为感应磁化强度局部异常和区域异常四、计算题：重力异常（三项校正）中间层校正、高程校正、布格校正。不做中间层校正，就减去中间层的校正值；不做高程校正，就减去高程校正值；不做布格校正，就减去中间层校正值和

30、高程校正值（注意：中间层校正值为负，高程校正值为正）直流电法视电阻率的推导计算：课本 P249，根据公式直接带入进行计算。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所得到的差叫做重力异常也就是说重力异常是由地壳内被研究的地质体与定值的水准面且与平静海平面重合这个面称大地水准面正常重力正常地球模型参考椭球的引力场强度外加离心力场强度在大地水准面上的值称为正常重力场强度简称正常重力布格重力异常布格重力异常指对观测重力值进行正常场校化强度岩石本身具有不受地磁场磁化的剩余磁性剩余磁性与岩石冷却时的地磁场大小和方向有关由剩余磁化产生的磁性大小称为剩余磁化强度感应磁化强度岩石受地磁场的磁化产生的磁性大小称为感应磁化强度局部异常和区域异常