地球物理勘探第三章磁法勘探1
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地球物理勘探复习资料《地球物理勘探》基本特点(1)地球物理勘探是⼀种间接的勘探⽅法⽤钻机或其它的机械⼿段从地下取出岩样来认识地质构造是直接的勘探⽅法(或称为侵⼊⽅法,invasive method)。
地球物理勘探⽆须从地下取出岩样,⽽是通过使⽤专门的仪器在地⾯(或钻孔中)观察由地下介质引起的某种物理场的分布状态,收集和记录某些物理信息随空间或时间的变化,并对这些信息的分布特征作出解释和推断,从⽽揭⽰地球内部介质物理状态的空间变化和分布规律,以此来了解矿产资源的分布及赋存状态、查明地质构造。
(2)地球物理勘探⼯作具有效率⾼、成本低的特点以往的地球物理勘探⼯作为矿产资源的调查、⽔⽂地质及⼯程地质⼯作提供了⼤量的、获得实践检验的重要资料;尤其是在覆盖地区对研究地质构造、指导勘探、成井等⽅⾯发挥了重要作⽤,加快了勘探速度,降低了施⼯成本,提⾼了⽔⽂地质钻孔的成井率。
(3)地球物理勘探能更全⾯了解勘探⽬标的全貌,避免钻孔勘探‘⼀孔之见’的弱点在⼯程勘察中,尤其是在浅层岩溶勘察中,地球物理勘探⼯作能提供勘探区域内⼆维、甚⾄三维的地下岩溶分布状态,克服钻孔‘⼀孔之见’的局限性。
跨孔声波、电磁波透视法能了解两孔之间的岩体的完整性,能从整体上评价岩体的完整性与基础的稳定性。
(4)地球物理勘探的应⽤具有⼀定的前提条件(⼀)必要条件:要有物性差异;(⼆)充分条件:1、⽬前仪器技术条件下,能测出异常:(1)场源体要有⼀定的规模,(2)场源体要有⼀定的埋深⽐,(3)仪器灵敏度要⾼;2、⼲扰要⼩或能分辨异常;3、环境条件允许。
(5)反演解释具有多解性同⼀物理现象(或者说同⼀性质的物理场的分布)可以由多种不同的因素引起。
例如,在电法勘探中,视电阻率的变化可以由被测⽬标体电阻率值的变化引起;也可能由于地形,产状等其他因素的变化引起。
这反映了地球物理勘探资料解释具有多解性。
要克服地球物理勘探资料解释的多解性,就必须将其与钻井资料或地质资料相结合进⾏推断解释,必须掌握⼀定的地层岩矿⽯的物性参数。
地震勘探原理各章重点复习资料第⼀章:1、地球物理勘探:是根据地质学和物理学的基本原理,利⽤电⼦学和信息论等许多学科领域的新技术建⽴起来的⽅法,简称物探⽅法。
也就是,根据地层和岩⽯之间的物理性质不同来推断岩⽯性质和构造。
2、主要物探⽅法:地震勘探(岩⽯弹性的差别)—勘探地震学⾮地震类:重⼒勘探(岩⽯的密度差别)磁法勘探(岩⽯的磁性差别电法勘探(岩⽯的电性差别)3、重⼒勘探是研究反映地下岩⽯密度横向差异引起的重⼒变化,⽤于提供构造和矿产等地质信息。
重⼒异常的规模、形状和强度取决于具有密度差的物体⼤⼩、形状及深度。
重⼒勘探的任务是通过研究地⾯、⽔⾯、⽔下(或井下)或空间重⼒场的局部或区域不规则变化(即局部重⼒异常或区域重⼒异常)来寻找埋藏在地下的矿体和地质构造4、磁法勘探就是测定和分析各种磁异常,找出磁异常与地下岩⽯、地质构造及有⽤矿产的关系,作出地下地质情况和矿产分布等有关结论。
磁法勘探主要⽤来研究地质构造;研究深⼤断裂;计算结晶基底的埋深;寻找油⽓、煤⽥的构造圈闭、盐丘等,寻找磁铁矿床、⾦属和⾮⾦属矿床等。
5、电法勘探就是利⽤⼈⼯或天然产⽣的直流电场或电磁场在地下的分布规律来研究地球结构、地质构造及找矿的⼀种物探⽅法。
电法勘探是以岩⽯或矿⽯的电性差异为基础的,主要研究的电性差异参数包括:电阻率(ρ)、激发极化率(η)、介电常数(ε)、导磁率(µ)、电化学活动性等。
电法勘探的内容⼗分丰富,它们⼴泛应⽤于⾦属及⾮⾦属、⽯油、⼯程地质、⽔⽂地质等勘探研究⼯作中。
6、地震勘探⽅法就是利⽤⼈⼯⽅法激发的地震波(弹性波),研究地震波在地层中传播的规律,来确定矿藏(包括油⽓,矿⽯,⽔,地热资源等)、考古的位置,以及获得⼯程地质信息。
地震勘探所获得的资料,与其它的地球物理资料、钻井资料及地质资料联合使⽤,并根据相应的物理与地质概念,能够得到有关构造及岩⽯类型分布等信息。
7、地震波的激发和接收,提取有⽤信息。
《勘探地球物理学基础》习题解答第一章 磁法勘探习题与解答(共8题)1、什么是地磁要素?它们之间的换算关系是怎样的?解答:地磁场T 是矢量,研究中令x 轴指向地理北,y 轴指向地理东,z 轴铅直向下。
地磁场 T 分解为:北向分量为X ,东向分量为Y ,铅直分量为Z 。
T 在xoy 面内的投影为水平分量H ,H 的方向即磁北方向,H 与x 的夹角(即磁北与地理北的夹角)为磁偏角D (东偏为正),T 与H 的夹角为磁倾角I (下倾为正)。
X 、Y 、Z ,H 、D 、I ,T 统称为地磁要素。
它们之间的关系如图1-1。
图1-1 地磁要素之间的关系示意图各要素间以及与总场的关系如下:222222T H Z X Y Z =+=++, cos X H D =, sin Y H D =⋅cos H T I =⋅, sin Z T I =⋅, tan /I Z H =, arctan(/)I Z H =tan /D Y X =, arctan(/)D Y X =2、地磁场随时间变化有哪些主要特点?解答:地磁场随时间的变化主要有以下两种类型:(1)地球内部场源缓慢变化引起的长期变化;(2)地球外部场源引起的短期变化。
其中长期变化有以下两个特点:磁矩减弱:地心偶极子磁矩正在衰减,导致地磁场强度衰减(速率约为10~20nT/a )。
磁场漂移:非偶极子的场正在向西漂移。
(且是全球性的,但快慢不同,平均约0.2o/a )。
短期变化有以下两个特点:平静变化:按一定的周期连续出现,平缓而有规律,称为平静变化。
地磁场的平静变化主要指地磁日变。
扰动变化:偶然发生、短暂而复杂、强弱不定、持续一定的时间后就消失,称为扰动变化。
地磁场的扰动变化又分为磁暴和地磁脉动两类。
3、地磁场随空间、时间变化的特征,对磁法勘探有何意义?解答:在实际磁法勘探中,一般工作周期较短,主要关心的是地磁场的短期变化,即地磁日变化、磁暴以及地磁脉动。
在高精度磁测中,地磁日变化是一种严重干扰,一般在地面磁测、航空磁测过程中设有专用仪器进行地磁日变观测,以便进行相应的校正,称为日变改正。
《地球物理勘查》教案第⼀章绪⾔(地球物理探测简介)第⼀节物探在资源勘查中的作⽤和地位⼀、物探⽤于研究板块、⼤地构造框架、地球的深部1、海底对称分布的条带性磁异常及解释结果2、中国的深⼤断裂(青藏隆起、郯庐断裂)⼤多由物探⽅法确定3、利⽤地震、重⼒划分出地球的圈层结构⼆、物探⽤于⼩⽐例尺⼤⾯积快速扫描性普查1、1959-1999年,完成磁测1144万平⽅公⾥,放射性300万平⽅公⾥及少量的航空电法⼯作。
2、全国1:500万和1:400万航磁图全部完成,部分省区已完成1:100万和1:50万航磁图。
三、物探⽤于中⽐例尺(1:20万、1:5万)的区域地质调查⼯作圈定岩体、追索矿化带及矿体、追索隐伏断裂及指出成矿远景区。
四、物探⼤量⽤于⼤⽐例尺(1:1万、1:1千)的详查和勘探、⼯程地质、地震预报等确定矿体的产状和埋深及⼏何形状规模等。
五、物探⽤于⿊⾊⾦属、有⾊⾦属、贵⾦属、稀有稀⼟⾦属矿床及⾮⾦属、⽯油、天然⽓、煤炭、地下热⽔等40余种矿产,效果良好六、物探测井技术解决地下矿体⾛向、延伸、连续性等问题第⼆节物探的探测⽅法及发展历史与现状⼀、物探⽅法简介1、重⼒测量――――重⼒仪――――地⾯测量、航空测量2、磁⼒测量――――磁⼒仪――――地⾯测量、航空测量3、电法――电阻率法、激发极化法、充电法、电磁波法等4、放射性测量――测量、中⼦测量、氡⽓测量等5、地震测量――――⼈⼯地震、天然地震6、测井技术――电、磁、核物理、电磁波7、遥感技术被动式航空摄影――可见光波段――红外――微波主动式雷达――探地雷达、卫星雷达⼆、我国物探⽅法的发展历程1、解放前的情况1936年李善帮等在湖南⽔⼝⼭铅锌矿进⾏重⼒、磁测⼯作。
1936――1942年丁毅、顾功叙等在安徽当涂铁矿、云南易门铜矿进⾏了电阻率法和⾃然电场法⼯作。
1939年翁⽂波在四川⽯油沟进⾏测井⼯作,以电阻率法和⾃然电场法成功划分地层 2、50年代,重⼒、磁法、地震测量主要使⽤苏联、瑞典、匈⽛利的仪器。
地球物理勘查之磁法勘查工作规定雷振英(中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所)1原始编录的内容磁力勘查工作的原始编录,是磁测工作的第一性资料,应严肃认真对待,确保质量。
原始编录包括:①仪器调节、校验及标定的观测记录。
②基点选择、磁场联测的观测记录。
③测网观测点GPS定点记录。
④测点观测记录⑤日变观测记录。
⑥磁性参数标本采集和测定记录。
⑦各种质量检查的观测记录。
以上几项内容,如是自动记录,应包括转录的光盘。
2磁测工作的基本要求2.1仪器测试a)噪声水平测定(静态试验)将仪器探头置于无干扰的磁场平缓处,探头间隔在20m以上,在日变平稳时段进行秒级同步观测,读数时间间隔为15s,取100以上的观测值计算仪器的噪声水平。
b)观测误差测定(动态试脸》在无人文干扰且磁场平缓(lOnT~20nT)的地方,建立多条观侧路线,设观测点50个以上。
参与生产的各台仪器在这些点上作往返观测,观测值经日变校正后,计算各台仪器的观测均方根误差。
c)仪器一致性测定同一工区使用两台以上(含两台)仪器时,需进行仪器一致性测定,方法同b)。
仪器一致性用总观测均方根误差衡量,量值应不大于设计观测均方根误差的1/2。
d)仪器系统误差测定在远离干扰的正常场上以20m~100m的点距设置30个点~50个点,仪器依次在这些点上作观测,观测时保持探头的极地方位、轴线方位、高度及操作员所站位置相同。
根据日变校正后的观测结果绘制仪器误差曲线。
仪器的系统误差限差,不满足要求的仪器应作系统误差改正。
2.2磁测精度的确定①磁测工作,应能保证磁测结果具有足够的精确度和准确度,满足完成既定地质任务和综合利用磁测资料的需要。
②磁测工作的精度,应根据工作任务、工区地质特点、探测对象引起的异常强度、地表干扰精况及仪器设备能力合理确定。
③磁测总均方根误差不大于探测对象引起最弱异常极大值的1/5~1/6;在浅层干扰严重地区,磁测精度可降低些,但仍须满足上述要求。
④磁测精度受方法技术条件限制,一般可参照表6.5.2-1误差分配。
磁法物质的磁性是带电粒子运动的结果磁性:a、抗磁性:抗磁性物质没有固有原子磁矩,受外磁场作用后,电子受到洛伦磁力的作用,其运动轨道绕外磁场做旋进,此旋进产生附加磁矩,其方向与外磁场相反,形成抗磁性b、顺磁性:有外磁场作用,原子磁矩顺着外磁场方向排列,显示顺磁性c、在有弱电磁场的作用下,铁磁性物质即可达到磁化饱和,其磁化率要比抗磁性、顺磁性物质的磁化率大很多。
岩石、矿石的磁性特征:∙磁化强度和磁化率均匀无限磁介质受到无不磁场H作用,衡量物质被此话的程度是以磁化强度M表示,它与磁场强度的关系为M=kH,k为物质的磁导率∙磁感应强度和磁导率在各向同性介质内部任意点上,磁化场H在该点产生的磁感应强度为B=uH,u是磁导率Uo是真空磁导率,u=(1+k)uo,∙磁感应强度和剩余磁化强度位于岩石圈的地质体,处在约为0.5)*10^-4的地球磁场作用下;它们受到地磁场得磁化,而具有的磁化强度,叫感应磁化强度MiMi=k(T/uo)T是地磁场总强度M是岩石的总磁化强度:有两部分组成:M=Mi+Mr=k(T/uo)+Mr各类岩石的一般磁性特征:一般来说,沉积岩的磁性较弱,沉积岩的磁化率主要决定于副矿物的含量和成分,它们是磁化矿、磁磁赤铁矿、赤铁矿,以及铁的氢氧化物。
火成岩的磁性是最强的。
变质岩的磁化率和天然剩余磁化强度的变化范围很大。
影响岩石磁性的主要因素:岩石的磁性是由所含磁性矿物的在类型、含量、颗粒大小与结构,以及温度、压力等因素决定的。
∙岩石中铁磁性矿物含量越大,磁性越强∙颗粒粗的较之颗粒细的磁化率大,颗粒相互胶结的比颗粒相互分散者磁性强∙顺磁性磁化率与温度的关系有居里定律决定。
温度越高导致岩石剩余磁性强度退磁。
岩石机械应力作用下,铁磁体的磁致伸缩,磁性大小会变化,岩石的剩余磁性强度随岩石受压力的增大而减小原子总磁矩是电子轨道磁矩、自旋磁矩及原子核自旋磁矩三者的矢量和地磁要素:磁场强度及其分量、磁偏角和磁倾角地磁场:基本磁场、变化磁场和磁异常居里温度点是铁磁物质失去其磁性的温度剩余磁性:地幔熔岩是没有磁性的,但熔岩溢出地表,温度降低,在经过居里温度时受地磁场的作用而带有当时地磁场的方向和强度。
地球物理勘探概论复习重点(安徽理⼯⼤学版)第1 章岩( 矿)⽯物性与各类矿床的地球物理特征1.简述岩矿⽯的密度特征及影响岩矿⽯密度的因素。
答:(1)⽕成岩的密度:它主要取决于矿物成分及其含量的数值⼤⼩,由酸性⾄中性⾄基性⾄超基性岩,随着密度⼤的铁镁暗⾊矿物含量的增多,密度逐渐增⼤。
此外,成岩过程中的冷凝、结晶分异作⽤也会造成不同岩相带岩⽯的密度差异;不同成岩环境也会造成同⼀类岩的密度有较⼤差异。
(2)沉积岩的密度:沉积岩⼀般具有较⼤的孔隙度。
这类岩⽯密度主要取决于孔隙度⼤⼩,⼲燥的岩⽯随孔隙度减少密度呈线性增⼤;孔隙中如有充填物,则充填物的成分及充填物占全部孔隙的⽐列也明显地影响密度值。
此外,随成岩时代的久远及埋深的加⼤,压实作⽤也会使密度值变⼤。
(3)变质岩的密度:这类岩⽯的密度变化很不稳定,要具体情况具体分析。
其密度与矿物成分、矿物含量和孔隙度均有关,这主要由变质的性质和程度来决定。
2.简述岩矿⽯的磁性特征及影响岩矿⽯磁性的因素。
答:(1)沉积岩的磁化率⽐⽕⼭和变质岩的磁化率低⼏个数量级,在⽕⼭岩类的侵⼊岩中随着岩⽯的基本增强⽽磁性增⼤,基性岩的磁性最强,酸性岩磁性弱或⽆磁性。
喷出岩与同类侵⼊岩有相近的磁性,但磁化率离散性较⼤。
(2)变质岩的磁性决定与原岩的磁性及变质过程中矿物成分的变化,若原岩是花岗岩或沉积岩则变质后⼀般不显磁性,若原岩是基性喷出岩或侵⼊岩,则变质后的岩⽯⼀般都有中等磁性。
影响因素:1.铁磁性矿物含量。
2.磁性矿物颗粒⼤⼩、结构。
3.温度、压⼒3.简述岩矿⽯的电性特征及影响岩矿⽯电性的因素。
答:(⼀)岩⽯、矿⽯的导电机制(1)固体矿物的导电机制:各种天然⾦属属于⾦属导体;⼤多数⾦属矿物属于半导体,其电阻率⾼于⾦属导体;绝⼤多数造岩矿物在导电机制上属于固体电解质。
(2)孔隙⽔的导电机制:孔隙⽔的电阻率⼀般都远⼩于造岩矿物。
影响因素:1.岩矿⽯成分和结构2.岩矿⽯所含⽔分3.温度4.压⼒4.简述岩⽯与地层的波速特征及影响岩⽯与地层波速的因素。