地球物理重磁勘探第八章

2、火成岩（2.5～3.6 g /cm³）
（1）主要取决于矿物成分及其含量的百分比，由 酸性→基性→超基性岩，随着密度大的铁镁 暗色矿物含量增多密度逐渐加大。
（2）成岩过程中的冷凝、结晶分异作用也会造成 同一岩体不同岩相带，由边缘相到中心相， 密度逐渐增大；
（3）不同成岩环境(如侵入与喷发)也会造成同一岩 类的密度有较大差异，同一成分的火成岩密 度，喷出岩小于侵入岩。
attraction.
To the left is a “gravimeter” which measures the force of
gravity in the earth.
（一）重力仪分类：
石英弹簧重力仪 机械式重力仪 金属弹簧重力仪
按结构分
振弦重力仪（海上）
电子式重力仪
超导重力仪 （实验室）
地球物理学概论 地球重力场
中国大陆地区布格重力异常
中国大陆地区自由空间重力异常
中国区域地质图
第一节 重力勘探理论基础
一、重力场（gravity field）
（一）重力 （gravity）
P F C
P—重力
C—惯性离心力，
F—地球质量对物体m的引
力,
而引力 F 服从万有引力定律，即：
器 的干涉条纹数目直接代表下落距离(即S=Nλ/２，N为
干涉条纹数)。这些干涉信号由光电倍增管接收，转换
成电信号，放大后与来自石英振荡器的标准频率信号
同时送入高精度的电子系统，以便计算时间间隔与干
涉条纹数目，从而精确得到S１、S2、S3、 S4 。
2
上抛下落对称观测可避免残存空气阻力、时间测
定、电磁等影响带来的误差，物体被铅垂上抛后，

重磁测量的技术设计
（2）精度要求及误差分配
目前，我国高精度的电子式（质子，光泵）磁
确定重磁异常测量的精度，一般用 力仪已普遍使用，根据此实际情况，可将磁测 异常值的均方误差来衡量，它包括 精度分为如下三级 均方误差≤5nT 重磁观测值的均方误差和对重磁观 高精度 均方误差6~15nT 测值进行校正时各项校正值的均方 中精度 均方误差>15nT 误差。重磁异常的均方误差应根据 低精度 地质任务和工作比例尺来确定。例 其中均方误差小于2nT的高精度磁测，定为特 高精度磁测。 如，在金属矿产重磁普查时，通常 野外重磁测量中异常的真值是未知数，只能做 是取最小的有意义的异常幅值的 到等精度的重复观测。所以，衡量重磁测量质 1/2~1/3来作为异常的均方误差。因 量的均方误差常采用如下计算公式 为大于2.5倍均方误差的测点出错率 仅为0.3%。对于不同比例尺的重磁 B B m 测量，有关规范或手册均给出了可 2N 供选择的精度要求及误差分配值， 若同一观测点上检查观测次数多于 B B m 施工前可参照来编写技术设计书。 两次，则可用右式计算均方差 M N
动 态 试 验
V
i 1
2 i

m n
校正
重磁力仪的一致性试验
3重磁力仪的一致性试验 当需用几台仪器在工区工作时，应做此试验。它可以与 动态观测的试验结合进行；也可另选一些重磁力变化大 的点用往返重复观测的方式进行。试验结果仍用式


m
Vi
2
i 1
m n
计算均方误差，但其中的则表示某台仪器在某点上观测 值与各台仪器在该点上观测平均值的偏差；为各台仪器 总的观测次数；为观测点数减1。计算应分别对各台仪器 进行，超出精度要求的仪器，不能参加施工中的测量。

上地壳：花岗岩类，硅铝层，2.7g/cm3 下地壳：玄武岩类，硅镁层，2.9g/cm3 上下地壳之间的界面为康拉德界面 地壳底界面称为莫霍洛维奇界面
地幔：地壳向下到约2900km，密度大 于3.3g/cm3，并且随深度的加深而增 大。认为上地幔平均为3.5g/cm3，下 地幔平均为5.1 g/cm3。 地核：2900km深到地心，密度可能大 于10.0g/cm3。
（华东）
大地水准面
大地测量学中规定：以平静海平面的趋势延伸到各大 陆之下所构成的封闭曲面，即大地水准面的形状作 为地球的基本形状。大地水准面的形状可以有不同 精度的近似。 • 一级近似：正球体
– 平均半径：Rav=6376km
• 二级近似：旋转椭球体
– 赤道半径：Re=6378.160km – 极半径： Rp=6356.155km
（华东）
重力的变化（续）
• 重力在时间上的变化可以分为短周期变化和长周期 变化两种。 • 短周期变化主要指重力日变。由于地球的自转，地 表各点与日月天体的相对位臵不断改变，日月引力 的变化引起重力的变化，这种变化的周期为一天， 幅度一般在2-3 g.u左右，在高精度重力测量中是不 可忽视的，必须做相应的日变校正。 • 长周期变化与地壳内部物质变动及构造运动有关， 也可以认为是非周期性的。这种变化在短时期内十 分微弱，重力勘探中可以不考虑。
（华东）
地球物理勘探
重力勘探
• 内容提要
– §1.1 重力勘探的理论基础 – §1.2 野外重力测量及异常的计算 – §1.3 重力异常的数据处理简介 – §1.4 重力资料的地质解释及应用
（华东）
§1.1 重力勘探的理论基础
• 内容提要
– – – – §1.1.1 关于地球的基本知识 §1.1.2 重力和重力异常 §1.1.3 岩（矿）石的密度 §1.1.4 重力勘探的正、反问题

《应用地球物理1－重磁勘探原理与方法》课程教学大纲课程编号：0801223021课程名称：应用地球物理1－重磁勘探原理与方法课程英文名称：Applied Geophysics 1 - Gravity and Magnetic Prospecting principle and method总学时：64学分：3.5开课单位：地球物理系授课对象：勘查技术与工程（应用地球物理方向）专业本科生前置课程：高等数学、普通物理、概率论与数理统计、地球物理场论、地质学基础、电子学基础、计算机科学与技术基础一、教学目的与要求《应用地球物理1－重磁勘探原理与方法》课程是勘查技术与工程（应用地球物理方向）专业的学科基础课程，是该专业本科生的主干必修课之一。

本教学大纲适用于勘查技术与工程专业的本科教学。

重磁勘探是以地质体的密度、磁性差异为物理基础，综合应用多学科的知识对观测得到的位场异常进行推断解释，实现找矿和解决地质问题的。

通过本课程教学，使学生掌握重磁勘探的基本理论、原始信息采集、数据处理及资料分析解释的基本方法。

通过本课程学习，初步学会运用所学的基础理论知识解决专业中的问题的基本技能，提高分析问题、解决实际问题的能力，训练学生的逻辑思维能力和科学思维方法，渗透学科前沿问题，懂得所学的基本理论的意义及价值。

学生学完本课程后，能为后续的《重磁勘探数据处理与解释》、《非震地球物理方法》、《地球物理新方法新技术》等课程奠定基础；为运用重磁勘探方法从事矿产资源勘查、工程地质勘查，区域与深部构造研究等方面的工作打下初步基础；也为今后进一步深入学习重、磁勘探及科学研究工作奠定必要的基础。

二、教学内容绪论1.重力勘探与磁法勘探的表述2.重磁勘探的发展历史3.重磁勘探的应用范围第一章地球的重力场和磁场1.地球的形状、内部结构2.基础知识3.重力和重力异常4.地磁场和磁异常第二章岩石的密度和磁性1.决定岩石密度的主要因素及岩石密度的概述2.影响岩石磁性的主要因素和岩石磁性特征3.岩石的剩余磁性4.物体磁化的消磁作用第三章重力仪和磁力仪1.石英弹簧重力仪的原理及基本结构2.绝对重力仪、悬线重力仪、超导重力仪和重力梯度仪简介3.质子旋进磁力仪的原理及基本结构4.光泵磁力仪、超导磁力仪简介第四章野外重、磁测量1.野外重磁测量技术设计2.野外施工3.岩矿石的密度、磁性的研究方法第五章重、磁观测数据整理及异常计算1.重力仪观测结果的计算2.自由空间重力异常、布格重力异常和均衡重力异常的计算方法3.重力异常的计算精度4.磁异常的计算方法5.重、磁异常的图示第六章地质体的重磁异常1.简单条件下规则地质体的重、磁异常2.复杂条件下不规则地质体的重、磁异常的计算方法第七章重磁异常的反演方法1.重、磁异常反演的基本原理和存在的问题2.地质体的形状和产状的判断3.几种简单实用的反演方法4.复杂异常的反演法第八章重、磁异常的处理与转换1.空间域重、磁异常的处理与转换2.波数域重、磁异常的处理与转换3.欧拉反褶积的计算与应用4.重力归一化总梯度的计算与应用5.统计分析在重、磁异常解释中的应用第九章重磁资料的地质解释及重磁勘探的应用1.重、磁资料地质解释的内容、方法和步骤2.重、磁勘探的应用三、教学中应注意的问题及说明重力勘探和磁法勘探是地球物理勘探的两种重要勘探方法，在整个教学的过程中应自始至终注意突出两种方法的共性和联系，同时强调两者的个性和特征。