南沙中部海域北康?曾母盆地重磁异常特征及解释
林 珍
(海洋矿产地质调查所,广东广州 510760)
摘要:通过对南沙中部海域北康、曾母盆地重、磁资料的定量计算、定性解释,认为空间重力异常主要受浅部地质因素影响,空间重力异常的高低间接地反映了海底地形起伏变化、新生代沉积层厚度大小、沉积岩密度变化以及基底的坳、隆等特征;磁力异常资料通过预后处理及反演计算,推测北康、曾母盆地新生代火成岩以中酸性—中基性岩为主,磁性基底与声波基底基本一致,可划分为2处坳陷及3处隆起;北康、曾母盆地位于减薄的大陆壳上,莫霍面深度约21～26km 。重、磁资料综合解释结果为沉积盖层构造分区、基底断裂推断及火成岩岩性识别提供依据。关键词:重力异常;磁力异常;磁性基底;北康、曾母盆地
中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2003)04-0263-06
北康盆地(文中所解释资料以北康盆地为主、部分曾母盆地北部区域)位于南沙中部海域大陆坡上,面积约6.2×104km 2,水深100～2000m ,是南沙中部海域大型的新生代沉积盆地之一。自20世纪60年代起各外国石油公司已在该盆地开展了大量的勘探工作,目前只有一口油气钻探井详细资料未知。北康盆地的调查在1996年之前偏重于大区域调查和基础研究,对油气的勘查研究程度相对较低。1996～1998年,广州海洋地质局重点围绕北康盆地开展了1∶25万比例尺、8km ×16km 测网的区域普查工作,提交了北康盆地首份综合调查报告———《南沙中部海域北康盆地综合地球物理区域普查报告》;2000年,南沙“95-4科学考查”选择在北康盆地及曾母盆地北部区域开展了4km ×8km 、局部2km ×4km 测网的油气面积普查工作,进一步评价了该区域的油气远景,优选构造,为实现南沙海域油气勘探的突破做准备。重、磁资料的解释工作主要针对盆地内火成岩的分布和性质不明、深部断裂特征和构造形态不清的问题而展开,根据重磁异常特征、重磁资料的处理结果并与地震资料相结合,对该区岩体性质、分布及深部和基底断裂体系有了新的认识,有助于对盆地的形成和构造演化史的研究,并为北康盆地与曾母盆地的划界提供依据。
1 重力场特征及分区
1.1 重力场特征
重力场总的特征是:空间重力异常以正值为主,一般幅值为(0～20)×10-5m/s 2,极大值为62×
10-5m/s 2,极小值为-24×10-5m/s 2,异常走向以N E 或NN E 向为主,个别异常走向为NW 向。布格重力异常均为正值,一般幅值为(35～135)×10-5m/s 2,极大值为135×10-5m/s 2,极小值为35×10-5m/s 2,总体走向为NW 向。
空间重力异常、布格重力异常均与海底地形起伏变化有关,地形高部位(如海山、海丘等)对应空间重力高,地形低部位(如海沟、海槽等)对应空间重力低。布格重力异常由于布格改正不完善造成异常走势与等深线走势非常相似,由南至北,水深由140m 渐变到2200m ,布格重力异常值则由25×10-5m/s 2递增至135×10-5m/s 2。1.2 重力异常分区
根据空间重力场形态,由西至东可划分为:西部重力异常正值区(Ⅰ区)、中部重力异常平缓低值区(Ⅱ区)、东部重力异常变化高值区(Ⅲ区)(图1)。
西部重力异常正值区(Ⅰ区)位于工区西部的曾母盆地北部,控制面积约18900km 2。该区背景为宽缓的重力高带,重力异常值均为正值,一般幅值为(0～15)×10-5m/s 2,总体走向呈NN E 向。Ⅰ区与Ⅱ区的分区界线为北康盆地与曾母盆地的划界提供依据。
中部重力异常平缓低值区(Ⅱ区)控制面积约13600km 2,重力异常变化平缓,以负值为主,一般幅值为(0～10)×10-5m/s 2,主体走向为NNW 向。区内共有7个重力低(G 3～G 8、G 11);2个重力高(G 9、G 10),其中G 3～G 7共同构成一条NW 向的重力低带。
收稿日期:2002-05-10
第27卷第4期物 探 与 化 探
Vol.27,No.4 2003年8月
GEOPHYSICAL &GEOCHEMICAL EXPLORA TION
Aug.,2003
图1 南沙中部海域北康、曾母盆地空间重力异常
1—空间重力异常分区及编号;2—局部异常编号;3—重力高/重力低;4—
Δg 等值线(10-5m/s 2
)图2 南沙中部海域北康、曾母盆地磁力异常
东部重力异常变化高值区(Ⅲ区)控制面积约
12100km 2。重力异常走向无明显规律,局部异常走向为NN E 、N E 或NW 向,异常值变化大,梯度大,幅度高,一般幅值为(5～20)×10-5m/s 2,极大值为62×10-5m/s 2,极小值为-24×10-5m/s 2。
2 磁力异常特征及分区
2.1 磁力异常特征
北康盆地、曾母盆地位于磁赤道附近的低纬度地区,正常地磁场强度(T 0)为40750～41060n T ,宏观上由西南往东北逐渐减弱,正常地磁倾角(I 0)为-5.5°～-3.5°。在此地磁场背景下,理论上,一
个直立板状磁性地质体(β=90°
),当i s =I 0(i s 为有效磁化倾角)时,其特征角ε=185°～191°,受正常地磁场磁化,其感应产生的磁异常(ΔT )以近似对称的负值磁异常为主,并且异常的北翼略高于南翼。当特征角参数发生变化时,磁异常形态也随之发生变化。磁异常以负值为主,在测区西北部及南部有局部正异常。全区异常变化平缓,梯度小,极小值为-245n T ,极大值为58n T 。走向为N E 或NW 向。磁异常类型有负异常、正异常及伴生异常,异常形态
多呈宽波浪状。磁异常具分区性。东部为高幅度负
磁异常区,幅值为100～200n T ,主体走向呈NWW 向;西部为正负变化平缓区,一般幅值为50n T ,异常较零碎,走向不稳定。磁异常是长波长磁异常与短波长磁异常叠加的结果,背景场幅度为50～100n T ,其异常主体走向、高低变化与原观测磁场相似。2.2 磁力异常分区
根据磁异常特征,本区分为西部磁异常正负变化平缓区(Ⅰ区)和东部磁异常负值区(Ⅱ区)(图2)。
Ⅰ区对应曾母盆地西北部坳陷、北部断褶带以及北康盆地西部隆起、北部坳陷、东南部坳陷西部。磁异常特征是平滑的弱磁异常,在平面图上,磁异常表现零碎、正负异常交替出现,呈团块状分布,走向不稳定;剖面异常曲线平滑、水平梯度小(一般小于5n T/km )。
Ⅱ区与重力异常高值区(Ⅲ区)大致吻合,在构造位置上对应于北康盆地中部隆起、东部隆起以及北部坳陷、南部坳陷东部。该区磁异常面貌不同于Ⅰ区,磁异常以条块状负磁异常为主要特征,异常类型为负磁异常或伴生关系不明显的北高南低负磁异常,磁异常一般幅值为100～150n T ,总体走向呈
?
462?物 探 与 化 探27卷
NWW 向。
3 重力、磁力异常综合解释
3.1 岩石物性
准确掌握岩石物性参数是进行地球物理工作的
前提条件,而对重磁资料解释起作用的岩石物性是密度及磁性。
海水层的密度为1.03×103kg/m 3,沉积层岩石的平均密度为(2.0～2.5)×103kg/m 3(按公式ρ=0.31v 1/4换算,v 为按厚度加权平均计算所得的地层速度),中地壳层的平均密度为2.7×103kg/m 3,下地壳层的平均密度为2.9×103
kg/m 3
,上地幔层的平均密度为3.3×103kg/m 3。
工区内无钻井资料,磁性资料的解释只能参考南海周围地区的岩性特征进行,其主要特征为:①沉积岩、沉积变质岩(如页岩、千枚岩、砂岩等)一般无磁性或弱磁性,但某些变质岩却具有强磁性,如北尖岛变质砂岩、绢云母片岩的磁化率为(0～1500)×10-5SI 。②火山岩的磁性变化大,同类岩石可从无磁性到弱磁性,一般以玄武岩磁性最强,安山岩次之,凝灰岩呈弱磁性或无磁性。火山岩的剩余磁化强度一般大于感应磁化强度。③侵入岩类中,一般以超基性岩(如橄榄岩)和基性岩(如辉长岩)磁性最强,分布于南海北部陆地及岛屿上的印支及燕山
第一、四、五期花岗岩一般无磁性,燕山第二、三期花岗岩具弱磁性。
综上所述,新生代、中生代火山岩和前新生代变质岩及燕山第二、三期侵入岩均可能引起磁异常,它们可能共同构成南沙地块的磁性基底。进行磁性资料解释时,为便于资料分析,按岩石有效磁化强度的大小,将岩石归为4类:变质岩类(部分中酸性火成岩类)M s <300×10-3A/m 、中酸性岩类M s =(300～500)×10-3A/m 、中基性岩类M s =(500～1000)×10-3A/m 、基性岩类M s >1000×10-3A/m 。3.2 磁性基底
据磁异常特征及磁性资料处理结果,认为本区只存在一个磁性层,即长波长磁异常与短波长磁异常叠加形成的磁性层。由于缺乏钻井资料,对磁性基底的认识只有通过磁异常的反演结果并结合重力资料、测区钻井资料进行分析,推测本区磁性基底由前新生代变质岩、中生代火成岩(统称磁性基岩)组成,埋藏深度为3～19km (磁性基底埋藏深度值主要采用中科院研制的重磁解释系统(IGGM )进行反演计算所得,局部采用V 2外奎尔法、切线法计算所得,其中作反演计算时磁性基底面用声波基底面作为控制界面)。利用磁性基岩深度值所作的磁性基岩埋藏深度图(图3a )宏观上反映了磁性基底的起伏变化,由西往东,可分为5个区(图3b )
。
图3 南沙中部海域北康、曾母盆地磁性基底埋藏深度、构造及岩性
a —磁性基底埋藏深度;
b —构造及岩性;1—断裂及编号;2—分区界线及分区编号;3—变质岩;4—中酸性岩;5—中基性岩;6—基性岩;
7—推测盆地分界线
西部磁性基底坳陷区(Ⅰ区)所控制的面积约21200km 2。磁性基底埋深约8～19km ,与邻区最
大落差达10km 以上。该区磁场平静、异常强度弱,磁异常以感磁为主,是感磁与剩磁方向一致的磁
异常,重力异常反映空间重力高,沉积层厚度大(最大厚度约19km ),莫霍面深度为21～26km ,这样巨厚沉积层下的硅铝层约5～6km ,可见该区处于减薄的地壳上。据钻井资料,在Cipta 2A 井位钻遇
白垩系变质沉积岩,AS 21X 钻遇白垩系黑云母角闪花岗闪长岩,AP 21X 井钻遇花岗闪长岩。反演计算
磁性体有效磁化强度为(50～2200)×10-3A/m ,有效磁化倾角为-4°或180°。推测该区磁性基岩以前新生代变质岩为主,并伴随中生代中酸性火成岩及少量中基性火成岩。
西部磁性基底隆起区(Ⅱ区)控制面积约6050km 2。磁性基底埋深约6～9km ,与邻区(Ⅲ区)相比
?
562? 4期林珍:南沙中部海域北康?曾母盆地重磁异常特征及解释
最大落差约5km。磁异常类型为伴生不明显的负异常,对应的空间重力异常值为(-20～25)×10-5 m/s2,一般磁力低、空间重力高均有火成岩分布。据反演结果,磁性体有效磁化强度为(100～800)×10-3A/m,有效磁化倾角为-4°或180°。推测磁性基岩为前新生代变质岩及部分中生代中酸性—中基性火成岩。
中部磁性基底坳陷区(Ⅲ区)控制面积约15100 km2。磁性基底埋深约3～11km,基底面起伏大,凸起与凹陷最大落差约8km。磁力异常一般幅值为50～100n T,磁异常类型为北正南负伴生异常;对应的空间重力异常值为(-5～10)×10-5m/s2,区内凸起与凹陷分别对应空间重力高与空间重力低;沉积层最大深度约11km;磁性基底面与声波基底面基本一致。据反演结果,磁性体有效磁化强度为(100～800)×10-3A/m,有效磁化倾角为-4°或180°。推测磁性基岩为前新生代变质岩及部分中生代中酸性—中基性火成岩。
中部磁性基底隆起区(Ⅳ区)控制面积约4540 km2。磁性基底埋深约5～8km。磁异常一般幅值为50～100n T;对应空间重力异常高;沉积层岩石密度与周邻地层岩石密度存在(0.1～0.2)×103 kg/m3的密度差。据反演结果,火成岩体有效磁化强度为(0～600)×10-3A/m,磁性基岩有效磁化强度最大为2500×10-3A/m,有效磁化倾角为-4°或180°。推测磁性基岩以前以新生代变质岩为主,部分为中生代中酸性—中基性火成岩。
东部磁性基底隆起区(Ⅴ区)控制面积约4600 km2。磁性基底埋深约3～7km。磁异常反映为负磁异常;空间重力异常反映为2个重力高及1个重力低,布格重力异常反映为重力高;沉积层岩石密度与周邻地层岩石密度存在(0.1～0.4)×103kg/m3的密度差;据反演结果,火成岩体磁性不均匀,同一个岩体在不同方位有效磁化强度可相差400×10-3 A/m。磁性基岩有效磁化强度为(50～1300)×10-3A/m,有效磁化倾角为-4°。推测磁性基岩为前新生代变质岩及中生代中酸性—中基性火成岩。
3.3 断裂
根据重磁异常特征线,磁性基底面的起伏变化及火成岩的分布情况,推测本区存在2条规模较大的基底断裂Fg1、Fg2。
Fg1断裂位于曾母盆地与北康盆地的交界处,推测为廷贾断裂的一部分。断裂两侧具有不同的重磁异常特征,断裂南侧空间重力高,北侧空间重力低;磁异常在断裂两侧出现零碎小圈闭异常,并且正负异常伴生,走向以NW向为主;磁性基底出现梯阶带,断裂两侧磁性基底埋藏深度落差大,并有火成岩体分布。断裂呈NW走向,控制长度约180km,向西南倾伏。
Fg2断裂处出现重力梯阶带,两侧重力场特征明显不同,西侧为空间重力低,东侧为空间重力高;断裂两侧磁性基底埋藏深度落差大(约8km)并有火成岩体分布;沉积盖层存在大断裂;地形起伏大。该断裂NNW走向,控制长度约110km,向西倾伏。
3.4 地壳类型及结构
本区地壳属于大陆型地壳。据布格重力异常资料作低通滤波后换算所得的莫霍面深度图(图4)揭示,莫霍面深度为21～26km,由南至北,莫霍面深度逐渐递减,北部为深度小于21km的隆起
。
图4 南沙中部海域北康、曾母盆地莫霍面深度
地壳大致划分为上、中、下3层。结晶基底(磁性基底)以上为上地壳层,以沉积层为主,厚度约3～19km,无磁性,平均密度为(2.0～2.5)×103kg/ m3。中地壳层为前新生代变质岩、中生代火成岩组成,该层厚度不均匀,最大厚度可超过10km,最小厚度只有1～2km,甚至有可能缺失,例如进入本区的曾母地块,沉积层厚度最大已达20km(地震资料解释),换算所得的莫霍面为26km,那么中地壳层与下地壳层总厚度约5～6km,可见该处中地壳层是否存在值得探讨,但这种薄的地壳可以解释低密度巨厚沉积层呈重力高这一现象,中地壳平均密度为2.67×103kg/m3,层速度为5300～5800m/s,有效磁化强度为(50～1300)×10-3A/m。下地壳厚为十至十余公里,平均密度为2.9×103kg/m3,层速度为6600～6800m/s,较强磁性,推测为基性岩类(“玄武岩层”或“辉长岩层”)。
3.5 局部异常的识别及火成岩的分布与性质
3.5.1 局部异常的识别
根据异常类型及形态圈出20个局部空间重力异常,编号为G1～G20(其中G1、G20、G9、G10、G12～G Z15、G17、G18为局部重力高,其余为局部重力低),6
?
6
6
2
?物 探 与 化 探27卷
个局部磁异常,编号为M1～M6。
引起局部空间重力低的因素主要有沉积层厚度大、基底凹陷,而引起局部空间重力高的因素除与沉积层厚度小、基底凸有关外,还与海山、火成岩密切相关。局部磁异常不仅与晚期形成的出露或侵入于沉积层中的火成岩有关,还与早期形成的埋藏于基底的火成岩有关。
局部重力高与局部磁异常具较好的对应性,如G1与M1、G2与M2、G15与M5、G17与M6在地理位置上都对应得较好,推断它们可能是由同一场源引起的。G1对应巨厚沉积层,沉积中心厚达13.6 km,莫霍面深度约26km,推测G1由深部高密度物质体引起,而M1表现为宽缓的正异常,幅值小(0～50n T),梯度小,推测由花岗岩类中酸性岩体引起,故推测它们均由深部高密度物质如花岗岩类中酸性岩体上隆引起。G2与M2可能由中酸性—基性火成岩引起,G15与M5、G17与M6可能由中酸性—中基性火成岩引起。G10、G12～G14与M4虽在地理位置上不十分吻合,但在各局部重力高位置上所反应的磁异常特征却十分一致,推测它们的源主要是中酸性—中基性火成岩类。G9位置上的磁异常反应不明显,推测主要由于基底相对凸起、沉积层岩石密度相对大(比周围岩层密度大0.1×103kg/m3左右)引起,G18对应的磁异常未完全落在图幅内。
3.5.2 火成岩体的分布与性质
根据工区重、磁、地震资料综合分析,本区内火成岩体较为发育,尤其是中部及东部火成岩分布相对密集,据地震资料解释全区共有34个火成岩体。火成岩体类型既有侵入岩亦有喷出岩,大小不一,规模最大的约200km2。据磁异常反演计算,该区火成岩体多呈中酸性—中基性,磁性不均匀,有效磁化强度一般为(0～600)×10-3A/m,如测线ZM36021上的2个火成岩体,据反演结果,其有效磁化强度分别为550×10-3A/m、600×10-3A/m,有效磁化倾角为-4°(图5)。测线ZM47021上解释的火成岩体有效磁化强度为330×10-3A/m,有效磁化倾角为-4°(图6)。西部、北部火成岩以中酸性岩为主,磁异常以低幅度的伴生异常或正异常为主;中部以中基性岩为主,磁异常为高幅度的负磁异常。火成岩体多与空间重力高相对应。推测火成岩形成于喜山期。
磁性基底中的火成岩亦较发育,一般沿基底断裂侵入或喷出,受基底断层控制。据反演计算,磁性基岩有效磁化强度为(100～2500)×10-3A/m。
西
图5 ZML36021
线磁力异常解释剖面
图6 ZM47221线磁力异常解释剖面
部以中酸性岩为主,少量中基性岩;东部以中酸性—中基性岩为主,部分基性岩。据测区钻井资料,A Y2 1X井钻遇基底岩性为火山集块岩,时代为(54.6±2.7)Ma;AP21X井钻遇基底岩性为深成岩,时代为79.3Ma;AS21X井钻遇基底岩性为黑云母角闪石花岗岩、石英闪长岩,时代为(129±7)Ma,上述井位钻遇的基底最大深度为4199m。本区磁性基底埋藏深度一般大于5km,区内目前尚无钻井资料。推测磁性基岩为前喜山期岩浆岩活动的产物。
4 结束语
笔者采用重磁与地震相结合、定性与定量解释相结合、剖面与平面相结合的方法,系统地分析了本区重磁场特征,圈出了20个局部重力异常,6个局部磁力异常,对深部基底、断裂、地壳结构有了新的认识。通过对比、分析,确定了局部重磁异常与火成岩体的关系,推测出本区火成岩的性质与分布规律,为研究盆地的形成和构造演化史提供帮助,尤其对地震资料无法解决的问题能充分发挥重磁资料的优势,提高了研究的深度和可信度。但是,由于本区磁测资料存在日变改正不完善的问题,故而影响了磁测精度;又因为本区处于低纬度地区,没有较理想的低纬度化极方法,因此约束了重磁的对应分析,影响了重磁资料的综合解释。这些问题有待进一步的研
?
7
6
2
?
4期林珍:南沙中部海域北康?曾母盆地重磁异常特征及解释
究与解决。参考文献:
[1] 李唐根.南海北部沿海陆地及岛屿岩石密度、磁性的测定和研
究[J ].海洋地质与第四纪地质,1987,7(3).
[2] 申宁华,管志宁.磁法勘探问题[M ].北京:地质出版社,1985.[3] 刘光鼎.中国海区及邻域地质地球物理特征[M ].北京:科学出
版社,1992.
[4] 黄海生.南海地质研究(第3辑)[M ].广州:广东科技出版社,
1991.100-117.
CHARACTERISTICS AN D INTERPRETATION OF GRAVIT Y AN D MAGNETIC AN OMAL IES IN THE BEIKANG ZENG MU BASIN
OF CENTRAL NANSHA ISLAN DS
L IN Zhen
(Geological S urvey f or M ari ne Mi neral Resources ,Guangz hou 510760,Chi na )
Abstract :Through quantitative calculation and qualitative interpretation of gravity and magnetic data collected from the Beikang Zengmu basin of central Nansha Islands ,it is demonstrated that the gravity anomalies are mainly influenced by shallow geological fac 2tors ,that the gravitational high and gravitational low indirectly reflect the topographical features of the sea bed ,the thickness of Cenozoic sediments ,the density variation of sediments and the subsidence or uplifting of the basin.The conclusion that Cenozoic ig 2neous rocks of the Beikang Zengmu basin are mainly composed of acidic 2intermediate basic rocks is based on the dis position and inverse calculation of magnetic data.The magnetic basement is basically consistent with the acoustic basement ,and can be divided into two depressions and three upwarped zones.the Beikang Zengmu basin lies on the weakened continental crust with Moho thickness of about 21～26km.The gravity and magnetic interpretation can serve as basis for the tectonic division of the basement and the recognition of igneous rocks.
K ey w ords :gravity anomaly ;magnetic anomaly ;magnetic basement ;the Beikang Zengmu basin
作者简介:作者简介:林珍(1968-),女,广东海丰人,物探工程师。1991年毕业于中国地质大学(武汉),勘查地球物理专业,在原地矿部广州第二海洋地质调查大队(现国土资源部广州海洋地质调查局海洋矿产地质调查所)从事南沙海域重、磁资料的解释与研究工作。发表论文2篇。
上接262页
THE APPL ICATION OF INTEGRATED GEOPH YSICAL EXPLORATION
T O THE GEOTHERMAL EXPLORATION IN ANQING CIT Y
YAN G Li 2ben ,CHEN G Chang 2gen ,XIA Yu 2jian
(No.326Geological Party ,A nhui B ureau of Geology and Mi neral Resources ,A nqi ng 246003,Chi na )
Abstract :Using such techniques as regional gravity and magnetic survey ,electric sounding ,α2card method ,remote 2sensing survey and earth electromagnetic survey ,the authors have made an integrated interpretation of the thickness of the Cenozoic red bed as well as the lithologic character of the basement ,and inferred the concealed fault structure.Drilling verification has led to the discovery of underground hot water ,thus exhibiting satisfactory geological effect.
K ey w ords :integrated geophysical exploration ;geothermal exploration ;red bed basin
作者简介:杨立本(1945-),男,安徽肖县人,长春地质学院物探系毕业,安徽省地球物理学会理事,物探高级工程师,长期从事野外生产及资料综合研究工作,先后主持了“七五”、“八五”期间国家攻关课题子课题物探工作,发表论文数篇。
?
862?物 探 与 化 探27卷
第36卷第2期地质调查与研究 Vol.36No.22013年06月 GEOLOGICAL SURVEY AND RESEARCH Jun.2013 综合物探反演解释方法在南京横溪-小丹阳 示范区中的应用 黄宁1,刘国辉2,刘一1 （1.中国地质调查局南京地质调查中心，南京210016；2.石家庄经济学院，石家庄050031） 摘 要：基于南京横溪-小丹阳示范区区域重磁数据、CSAMT 和地形、地质资料，并综合区内物性特征，建立了初始地 质-地球物理模型。在地质、钻孔资料的约束下，利用重磁电数据处理与反演软件系统，对区内典型重力、磁法、电法测线数据进行综合物探联合反演,通过不断修改地质-地球物理模型，使重、磁正演拟合数据和实测异常数据达到最佳拟合状态。结果表明，利用多种物探方法相互验证和综合解释方法，开展地质异常体的联合反演，能有效提高重、磁解释精度。 关键词：重磁电联合反演；综合物探；地质找矿中图分类号：P613 文献标识码：A 文章编号：1672－4135（2013）02－0146-05 收稿日期：2013-01-23 基金项目：中国地质调查项目:长江中下游地区深部矿勘查方法技术示范（1212011120854）作者简介：黄宁(1983-）,女，硕士，助理工程师，2009年毕业于石家庄经济学院矿产普查与勘探专业，主要从事地球物理勘探方 向的工作和研究，Email:wtgz2012@https://www.doczj.com/doc/579306740.html,。 地球物理勘探具有应用范围广、信息量大和高效快捷等特点，可以多层次、多角度提供大量有用的地下隐伏地质信息[1]，因此，它在地质工作的各个方面和各个领域发挥着越来越重要的作用。 在实际地质工作中，由于单一的某种地球物理异常场的分布可能对应于地下多种地质现象，因此，当对地球物理场的观测资料进行推断解释时，应注意反演问题的多解性[2-3]。在资料解释过程中，我们除了应用已有的各种物探资料外，还要综合分析工区内的其他资料，如钻孔、地质等资料，尽可能地增加已知条件和约束条件，以避免或减少反演问题的多解性或得到唯一解[4]，提高解释精度。此外，还应充分考虑到异常目标体沿走向的端点效应，才能有效地通过物探资料的解释精度，发挥物探方法在地质找矿中的优势。为此本文利用RGIS 重磁电数据处理与解释软件系统对南京横溪-小丹阳示范区某条重力、磁法和可控源音频大地电磁法（简记CSAMT 法）剖面进行了联合反演解释，取得了较好的效果。 该区处于宁芜断陷盆地，地质构造比较复杂。由于磁测受地面干扰如电线、房屋等影响较大，在资料解释中容易存在干扰异常而造成判断上的错误，而重磁存在纵向分辨率比较低、对浅部地质体的解 释精度不高等缺点，浅部的密度不均匀体或磁性不均匀体对深部有意义的异常影响很大，深部的地质体往往得不到很好的异常反应，为了获取较为真实的地下地质-地球物理模型，常采用联合反演的方法，定性和定量解释相结合，可有效限制反演问题的多解性，对产生异常的地质体从空间上做出合理而正确的地质解释和推断。 1地质及地球物理特征 1.1地质概况 横溪-小丹阳示范区是长江中下游深部矿勘查方法技术示范找矿实践的示范区之一，位于江苏省南京市西南郊，在南京市与安徽省当涂县交接地区，距南京市区约35km 。区内主要为第四系覆盖，局部有侏罗系上统龙王山组地层出露。区域内发育较多的地层有侏罗系的中下统象山群（J 1-2X n ），上统西横山组（J 3x ）、龙王山组(J 3l )和大王山组（J 3d ）；白垩系下统姑山组（K 1g ）和上统娘娘山组(K 2n )、浦口组（K 2p ）。 该区处于宁芜北东-北北东向构造岩浆带上，主要受方山-南山断裂、方山-小丹阳断裂及其伴生的纵向断裂以及晚期的横向断裂控制[5]。区内所见岩
《重磁电勘探》结业作业 学生姓名：周昆 专业班级：资工（基）11202 班级序号：35号 指导教师：刘启民 时间：2014.12.5
中国重力勘探技术及方法的发展与展望 [摘要] 本篇文章是对新世纪里的重力勘探的仪器、数据处理技术、解释理论与方法、应用领域等方面的发展进行了分析与展望。开展卫星重力测量,综合卫星、航空、地面重力测量资料研究地球结构与构造;发展高精度数据处理技术；发展复杂条件下三维重力场多参数综合反演可视化技术以及快速自动反演技术。 [关键词]中国重力勘探技术；发展；前景与展望 1引言 在中国，以地质构造为主要研究对象的重力勘探方法已经历了一个长期和成功的历史。从50年代初期，重力勘探开始应用于我国的地质找矿试验工作，此后随着地质工作的不断深入开展以及现代数学物理理论与计算机科学的迅速发展，促使重力勘探在仪器、方法技术、解释理论以及实际应用等各方面得到了全面系统的发展。重力勘探已成为研究地质构造的重要手段，在解决以下地质问题中取得了肯定的效果:(1)大地构造单元划分;(2)基底起伏和内部结构;(3)追索大的构造破碎带和断层;(4)圈定沉积盆地范围和内部构造;(5)侵入岩的空间分布和深部形态;(6)岩石圈均衡状态和上地慢密度横向不均匀性，详细重力测量在地质填图和矿产勘查中也发挥了重要作用。当前，重力勘探已在区域地质调查、能源和固体矿产普查、工程地质调查，以及深部构造研究中得到广泛应用，这与方法技术上的进步是密切相关的。重力勘探方法如何进一步发展以适应科学研究和经济发展的需要是当前面临的关键问题。 文章在分析当前重力方法进展的基础上，从现代数理理论与计算机科学的发展和新的需求角度,对重力方法从仪器、数据处理技术、解释理论与应用等方面进行了评估与展望。 2重力勘探技术的改进和发展 2.1高精度重力勘探技术的应用 高精度重力勘探技术是建立在位场理论、电子技术和计算机技术高度发展的基础上。它的野外工作方法是在小面积范围内采用大比例、密测网和小点距工作。该技术的发展及其特征如下: ①较早的外国重力仪有诺加、握尔登重力仪，后来发展到精度较高的索丁和拉科斯特(:Lacoste)重力仪。1991年我国引进了使用亚菲尼特(Affinity)仪的美国艾菲系统;1993年西北地质研究所从俄罗斯引进了使用THY一B型重力仪的GONG 技术。拉科斯特D型、G型重力仪由美国70年代研制成功，是目前国内外使用最广的一类重力仪。它以零点漂移小，精度高、重量轻和操作方便而著称。②高
第十一章重磁异常的地质解释与应用 一、重磁异常的地质解释 1、地质解释的主要内容 1）重磁资料的预分析： 使资料的解释建立在资料完整、可靠、便于解释的基础上。 →→有用异常是否得到明显反映。 2）数据处理 将有意义的异常从叠加异常中分离出来，去掉与任务无关的异常。 其他：延拓，化极，求导等。 3）定性解释 ⅰ：初步解释引起磁异常的地质原因。 ⅱ：大体判定异常源的形态、分布范围、异常界面的起伏变化等。 4）定量解释 得到异常源的形状大小，界面深度等几何参数。 5）地质结论和图示 2、重磁异常的多解性： 1）不同岩石的同一物性参数。可以具有同一数量级，可能在地表引起相同的异常。 2）地表观测的异常分布不是全部空间场值的分布。
二、重力和磁法勘探的主要应用： 1、重力勘探的主要应用： ①研究地壳深部结构和划分大地构造单元。 ②研究区域地质构造：基岩顶界面的深度起伏变化。 ③查明沉积岩内部的局部构造和岩相变化： ④圈定隐伏的岩浆岩体： ⑤探明矿井下和地下浅部的某些地质问题：岩溶、采空区、破 碎带、老窑等 ⑥金属矿床。 2、磁法勘探的主要作用： ①研究结晶基底的起伏变化：预测含煤远景区。 ②圈定不同类型岩石的分布范围： ③确定断层构造。 ④研究褶皱构造。 ⑤煤层燃烧带。 三、实例 1) 圈定含煤岩系的岩浆岩体 我国许多煤田不同程度的受到岩浆岩侵入体的影响。目前，主要是应用磁法勘探来解决岩浆岩的圈定问题。1980年，中国矿业大学物探教研室曾在甘肃窑街煤田进行过圈定超基性岩的磁测工作，目前是研究该区煤矿开采过程中二氧化碳气体突然涌出的原因。同时，磁测结果还提供了断裂构造和烧变岩石的边界位置等资料。 窖街煤田是中生代山间盆地性煤田，盆地基底是弱磁性的前震旦系变质岩，含煤岩系为侏罗纪
电阻率法和电磁法联合反演进展 地球物理反演过程是一个将观测数据转换为地质-地球物理模型的过程，其首要解决的问题之一就是尽可能的减少地球物理场的多解性，从而得到一个可靠的地质模型。然而，地球物理方法所采集到的数据集通常受到地表干扰或方法自身缺点的影响，使得反演结果难以全面的认识地下地质概况。直流电阻率法( DirectCurrent Ｒesistivity，DC) 在浅层勘探中具有较高的灵敏度，但是由于装置展布的限制和深部传导电流受到极大的削弱，因此很难获取到深部的有效信息。电磁法，受到地形起伏和近地表横向电性分布不均匀，易产生静态效应，极易混淆真假异常，增加地质解释的难度。由此可见，单一地球物理方法的反演容易造成地下地质解释的模糊性。在综合地球物理中同时运用多种地球物理数据进行同步、顺序、剥离、伸展等方式计算同一地质体的物性特征和几何展布称为联合反演，联合反演是综合地球物理工作中不可或缺的一种重要的定性和定量解释工具。结合多种地球物理数据进行联合反演能够有效的减少模型解空间。这主要是由于: (1) 不同地球物理方法获得的解空间不尽相同。利用不同地球物理方法的优势，一种方法中的零空间可以通过联合反演在另一种方法中得到补充。 (2) 不同地球物理方法测量的物性参数不尽相同。地下岩矿石包含了多种物理属性，通过在同一区域对不同物性参数的测量，从不同的侧面提高对该区域岩性及其范围的识别。 (3) 不同地球物理方法所受的干扰因素不尽相同。某种方法部分受到强干扰的数据可以用另一种方法的数据经行校正，有时比单一方法采集更多数据更为有
效。 自1975年V ozoff和Jupp首次提出进行MT和DC数据联合反演(V ozoffandJupp，1975)以来，中外学者对联合反演从理论到应用都做了许多研究:Sasaki(1989)、Sharma(SharmaandKaikkonen，1999；SharmaandVerma，2011)等对大地电磁和直流数据进行了联合反演研究。Zeyen和Pous(1993)进行了带有先验模型的磁法和重力联合反演研究。Hering等(1995)详细论述了DC与浅层地震的联合反演算法。Bosch等(2006)运用蒙特卡洛方法进行了三维重磁的联合反演研究。Moorkamp等(2011)提出了一种适用于地震、MT和重力的三维联合反演框架。国内学者对联合反演也做了许多贡献，于鹏等(2007)利用改进的全局寻优的快速模拟退火算法，实现了重力和地震资料的约束同步联合反演。万玲等(2013)提出地面磁共振MＲS与瞬变电磁(TEM)联合反演方法，提高了解释结果的准确度。彭淼等(2013)研究了基于交叉梯度耦合约束的大地电磁与地震走时资料的三维联合反演算法。陈晓等(2010)采用非线性模拟退火方法实现了加入有效模型约束的大地电磁与地震的同步联合反演，使反演的解更实际更稳定。陈华根等(2012)在实际资料处理中应用了MT和重力的模拟退火联合反演并取得了较好的效果。刘彦等(2012)在对国内外大地电磁与地震数据联合反演的研究现状分析的基础上，总结了电震联合反演算法的类型。 回顾联合反演的发展历史，联合反演是综合地球物理定量解释的重要工具，是未来地球物理学的一个发展方向。从总体上来说国内的联合反演主要集中在重磁电磁与地震方法的结合，而更具有合理性的基于相同物性基础的联合反演较为少见。
磁场梯度测量及重磁联合解释与应用 近二十余年来，磁测技十发展十分迅速，出现了高精度的光泵磁力仪和超导磁力仪，为开展磁场梯度测量打下了物质基础。在某些地质条件下，磁场梯度测量有可能解决一般磁测难于解决的复杂问题，可以查明场源的更多特点和细节。 标签：超导磁力仪磁场梯度重磁异常等 1概述 磁场梯度测量：测量磁场在空间的变化率（单位为纳特/米或纳特/千米）称为磁场梯度测量，在生产实际中应用的有垂直梯度测量与水平梯度测量两种。垂直梯度测量的接收部分为两个垂直安置的探头。如果在飞机上测量，探头的垂直距离可以设计得较大，约30～60米，测量仪器一般选用极高灵敏度的光泵磁力仪，两个探头同时读数。如果在地表测量，探头的垂直距离约为2米，测量仪器以核子旋进磁力仪为主。在地表测量中，为了克服两个探头激发时产生的磁场相互干扰，常采用上、下两个探头分两次激发读数，间隔为2秒。用两个探头读数值除以探头间距离即为该点上的垂直梯度。局部磁异常的垂直梯度变化比区域异常的明显，故垂直梯度测量适合于在具有强区域干扰地区实施，以便获得有用的局部异常的信息。水平梯度测量常见于海上，接收部分同样是两个探头，但为水平放置。同时记录两个探头的读数，其瞬时差就是水平梯度。 2重磁联合反演的应用 磁力勘探是发展最早，应用广泛的一种地球物理勘探方法，也是最为经济，快捷的方法之一。早在两千多年以前，我们的祖先就知道并利用了天然磁石的吸铁性和指极性。中国古代的四大发明之一的指南针传入欧洲后，人们开始关注地磁现象，并开始应用磁力探测仪器来寻找铁矿。 随着现代科学技术的进步，磁力勘探仪器已从机械式发展到电子式，磁力勘探的范围也逐渐扩展到空中、海洋。在上世纪60年代发展起来的高灵敏度磁力传感器，使得人们能够快速、准确地测量地磁总场的幅值。在地球物理工作中根据利用的不同类型的物性差异课将具体方法分为重磁电震等，重磁是位场属于同源场，往往利用单一方法进行探测工作时会因为问题的复杂性而无法得到较好的解，因此采用重磁这两种同源场，同时联合处理反演会得到较好的结果，而且他们都是位场，联合反演的结果也更趋向于真实。 联合反演是地球物理数据分析的理想工具，它包括同步反演、顺序反演、剥离法反演和伸展法反演。前人针对MT与地震联合反演开展了相关研究，利用了最速下降法、遗传算法、广义逆法等手段。一般认为，顺序反演优于单独反演，而同步反演效果最优，且非线性反演法比广义线性法更优越。 重磁异常是同源场，可通过重磁联合反演来减少重、磁单一方法反演的多解
地球探测科学与技术学院 沈阳及其附近地区重磁数据处理与解释 报告 姓名：李雪垒 学号： 班级：四班 专业：勘查技术与工程（应用地球物理） 指导教师：吴燕冈教授 目录 前言 (2)
第一章重磁数据处理基本原理与方法 (3) 一、重力场与磁场的波谱介绍 (3) 二、数据处理的基本方法 (3) 三、Surfer、Grapher简介 (3) 第二章地质概况 (5) 一、东北及其附近地区地质概况 (5) 二、实验区内的地质概况 (5) 第三章区内重磁异常综合解释 (8) 一、重力数据异常处理与解释 (8) 二、磁异常数据异常处理与解释 (12) 三、重磁异常场综合分析 (15) 第四章本次实验的初步结论 (16) 主要参考文献 (16)
前言 重力勘探是测量与围岩有密度差异的地质体在其周围引起的重力异常﹐以确定这些地质体存在的空间位置﹑大小和形状，从而对工作地区的地质构造和矿产分布情况作出判断的一种地球物理勘探方法。磁法勘探是通过观测和分析由岩石、矿石（或其他探测对象）磁性差异所引起的磁异常，进而研究地质构造和矿产资源（或其他探测对象）的分布规律的一种地球物理勘探方法。二者有广泛的应用，如研究地壳深部构造；研究区域地质构造，划分成矿远景区；掩盖区的地质填图，包括圈定断裂﹑断块构造﹑侵入体等；广泛用于普查与勘探可燃性矿床(石油﹑天然气﹑煤)；查明区域构造，确定基底起伏，发现盐丘﹑背斜等局部构造；普查与勘探金属矿床(铁﹑铬﹑铜﹑多金属及其他)，主要用于查明与成矿有关的构造和岩体，进行间接找矿；也常用于寻找大的﹑近地表的高密度矿体，并计算矿体的储量；工程地质调查；如探测岩溶，追索断裂破碎带等。 随著电子技术的发展和微处理机的广泛应用，测量磁场3个分量及其梯度的高精度航空磁力仪已经制成。加上高精度的导航和数据处理，绘图和资料解释推断的自动化，今后航空磁法勘探将代替部分地面磁法勘探，并在工作过程中自动作出解释，绘出磁性体空间分布图。利用这些图件，再结合其他资料，能可靠地对工作地区的地质构造作出推断，供找矿﹑找地下水﹑工程建设和地震预报等方面应用。我国在改革开放以后，随着科学技术的飞速发展，在重磁勘探领域取得了令人瞩目的成就，在测量精度方面大大提高。 由于重磁法勘探应用广泛，成本不高，因此在勘探领域一般是其他勘探方法之前的首选方法。由于地球区域复杂，通常要对所采集的数据进行各种处理，以去除各种无关影响，提取所要的结果。同时根据处理结果对其进行解释，其中解释又分为定性解释与定量解释，其处理方法与解释方法在本次实验中均有所简单涉及。 在本次课程中，我们主要学习了重磁异常的空间域处理与转换，重磁异常的波数域处理，重磁异常的反演方法以及重磁资料的地质解释和在勘探中的应用等。 基于本学期学习的内容及理论知识，结合自己的理解对东北地区的重磁异常做初步的处理及解释。本次实验作图工具使用的为Surfer和Grapher，同时也参考了一些前人的研究成果，以此作为基本出发点，进而得出一些初步的结论。
火山盆地三维重、磁数据反演 一、三维重、磁反演的可行性分析 大量的研究工作表明火山盆地的变质基底和火山岩盖层间之间存在明显的密度和磁化率差异：变质岩基底为高密度、低磁性，而火山岩则为低密度、相对高磁性，因此可以利用重力和磁法数据圈定火山盆地的变质基底、火山通道等区域构造格架。 二、拟开展的主要工作 1、岩石标本采集与测试 根据研究区的具体情况，争取本着钻孔岩芯标本为主，地表岩石标本为辅的原则，每种地质单元（岩性至少采集50块标示进行密度、磁化率和电阻率测试。 2、重磁资料的收集整理 为开展区域重、磁数据三维反演，必须收集研究区1：5万地面高精度重力和磁力测量原始数据或经数据预处理后的网格化数据和数字化的研究区地形资料，以及深钻孔编录资料和研究区主要岩石的物性资料。 3、三维重、磁数据反演 （1）、重、磁场特征分析 （2）、重磁三维物性反演 三维物性反演拟采用UBC-GIF反演软件。UBC-GIF软件是由英国哥伦比亚大学地球物理反演工作室研制的带稀疏先验信息约束的3D 重磁物性反演软件，分为MAG3D和GRAV3D两个模块。该软件灵活
性比较好，可以将不同的地质勘探阶段所获得的地质信息加入反演中，进行约束反演，从而使反演结果能够拟合观测数据，而且与已知的地质信息相吻合，更好地反映地下真实的地质信息。 具体反演流程： （3）、三维地质-地球物理模型构建 三维地质-地球物理模型的构建的思路是利用三维重磁物性反演获得的物性属性数据体，获取各个方向的切片图，以切片图为基础，综合各种地质地球物理资料，构建合理的二维地质地球物理初始模型，然后将所有的2D模型组合成3D地质地球物理模型，以此模型作为约束属性模型进行再反演计算，直止反演精度满足要求，且模型与地质认识相一致。 具体建模型流程为：
南沙中部海域北康?曾母盆地重磁异常特征及解释 林 珍 (海洋矿产地质调查所,广东广州 510760) 摘要:通过对南沙中部海域北康、曾母盆地重、磁资料的定量计算、定性解释,认为空间重力异常主要受浅部地质因素影响,空间重力异常的高低间接地反映了海底地形起伏变化、新生代沉积层厚度大小、沉积岩密度变化以及基底的坳、隆等特征;磁力异常资料通过预后处理及反演计算,推测北康、曾母盆地新生代火成岩以中酸性—中基性岩为主,磁性基底与声波基底基本一致,可划分为2处坳陷及3处隆起;北康、曾母盆地位于减薄的大陆壳上,莫霍面深度约21～26km 。重、磁资料综合解释结果为沉积盖层构造分区、基底断裂推断及火成岩岩性识别提供依据。关键词:重力异常;磁力异常;磁性基底;北康、曾母盆地 中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2003)04-0263-06 北康盆地(文中所解释资料以北康盆地为主、部分曾母盆地北部区域)位于南沙中部海域大陆坡上,面积约6.2×104km 2,水深100～2000m ,是南沙中部海域大型的新生代沉积盆地之一。自20世纪60年代起各外国石油公司已在该盆地开展了大量的勘探工作,目前只有一口油气钻探井详细资料未知。北康盆地的调查在1996年之前偏重于大区域调查和基础研究,对油气的勘查研究程度相对较低。1996～1998年,广州海洋地质局重点围绕北康盆地开展了1∶25万比例尺、8km ×16km 测网的区域普查工作,提交了北康盆地首份综合调查报告———《南沙中部海域北康盆地综合地球物理区域普查报告》;2000年,南沙“95-4科学考查”选择在北康盆地及曾母盆地北部区域开展了4km ×8km 、局部2km ×4km 测网的油气面积普查工作,进一步评价了该区域的油气远景,优选构造,为实现南沙海域油气勘探的突破做准备。重、磁资料的解释工作主要针对盆地内火成岩的分布和性质不明、深部断裂特征和构造形态不清的问题而展开,根据重磁异常特征、重磁资料的处理结果并与地震资料相结合,对该区岩体性质、分布及深部和基底断裂体系有了新的认识,有助于对盆地的形成和构造演化史的研究,并为北康盆地与曾母盆地的划界提供依据。 1 重力场特征及分区 1.1 重力场特征 重力场总的特征是:空间重力异常以正值为主,一般幅值为(0～20)×10-5m/s 2,极大值为62× 10-5m/s 2,极小值为-24×10-5m/s 2,异常走向以N E 或NN E 向为主,个别异常走向为NW 向。布格重力异常均为正值,一般幅值为(35～135)×10-5m/s 2,极大值为135×10-5m/s 2,极小值为35×10-5m/s 2,总体走向为NW 向。 空间重力异常、布格重力异常均与海底地形起伏变化有关,地形高部位(如海山、海丘等)对应空间重力高,地形低部位(如海沟、海槽等)对应空间重力低。布格重力异常由于布格改正不完善造成异常走势与等深线走势非常相似,由南至北,水深由140m 渐变到2200m ,布格重力异常值则由25×10-5m/s 2递增至135×10-5m/s 2。1.2 重力异常分区 根据空间重力场形态,由西至东可划分为:西部重力异常正值区(Ⅰ区)、中部重力异常平缓低值区(Ⅱ区)、东部重力异常变化高值区(Ⅲ区)(图1)。 西部重力异常正值区(Ⅰ区)位于工区西部的曾母盆地北部,控制面积约18900km 2。该区背景为宽缓的重力高带,重力异常值均为正值,一般幅值为(0～15)×10-5m/s 2,总体走向呈NN E 向。Ⅰ区与Ⅱ区的分区界线为北康盆地与曾母盆地的划界提供依据。 中部重力异常平缓低值区(Ⅱ区)控制面积约13600km 2,重力异常变化平缓,以负值为主,一般幅值为(0～10)×10-5m/s 2,主体走向为NNW 向。区内共有7个重力低(G 3～G 8、G 11);2个重力高(G 9、G 10),其中G 3～G 7共同构成一条NW 向的重力低带。 收稿日期:2002-05-10 第27卷第4期物 探 与 化 探 Vol.27,No.4 2003年8月 GEOPHYSICAL &GEOCHEMICAL EXPLORA TION Aug.,2003
应用地球物理-重磁勘探试卷（B）230103-4班 一、名词解释（15分，每小题3分） 1.正常重力场 2.磁法勘探 3.地心偶极子 4.居里面 5.剩余磁 化强度 二、作图题（25分，每小题5分） 1.画出剩余密度ρ>0，向右无限延伸，倾角为135?的台阶及其?g 和V xz剖面图。 2.在地磁倾角I0=90?的地区，有一个走向为磁东方向的、无剩磁的、弱磁性的无限长水平圆柱体（κ>0），画出水平圆柱体和Z a的剖面图。 3.画出正断层及其?g的剖面图。 4．在地磁倾角I0=30?的地区，有一个无剩磁的弱磁性的无限延深的板状体（κ>0），其走向为磁南北方向，画出板状体及?T剖面图。 5.画出β=-45?时水平圆柱体的H ax-Z a参量图形。 三、计算题（24分，每小题8分） 1. 已知地球的平均半径为6370.8km，利用赫尔默特正常重力公式g?=9780300(1+0.005302sin2?-0.000007sin22?)g.u.,计算纬度?=45?的正常重力值及其沿南北变化1km的正常重力的变化量（即水平变化率）。 2.在广阔平坦地区的地下有一个半径为10m、中心深度为15m的充满水的洞穴，围岩的密度为2.3 g/cm3，用一台观测精度为±1.0g.u.的重力仪能否确定这个洞穴？ 3.某一磁异常的H ax-Z a参量图形为等轴状的心形线，其Za max=640nT，在比地面高150米的上空测得Za max=90nT，计算地质体的埋深。 四、简答题（36分，每小题6分） 1.决定岩石密度的主要因素有哪些？ 2.说明自由空间重力异常的地质地球物理含义。 3.地球表面上任一点的地磁场由哪几部分组成？ 4.说明地磁要素及其各要素间的相互关系。
双石垒子航磁异常查证中的重磁电综合解释 程建华尹秉喜 （1.宁夏回族自治区地质调查院，银川，750021) 摘要：以航磁异常为基本线索，分析了卫宁北山多金属矿床（点）、矿化带与磁异常的关系，利用电磁测深和重、磁2.5D联对反演对隐否岩体进行了解释，同时推测本区可能存在的隐伏中酸性岩体可能就是本区多金属成矿的源和中心，也是深部多金属成矿最核心的控制因素。 关键词：航磁异常；综合解释；隐伏岩体 相互印证、相互补充的技术组合代替单一技术是找矿预测和矿产勘查的总体发展方向。目前国内外地球物理找矿方法十分丰富，不同方法在实现不同类型、不同成因、不同条件下的找矿中各自取得了好的成功实例，但不同地区、不同深度其地球物理勘探方法针对性也不同，其具体探测对象和环境适应性通常也有所不同。卫宁北山处于北祁连古生代铁、锰、多金属成矿带，因地质条件、地质认识和勘探等多种原因，目前在金属矿产方面尚无重大突破。笔者以卫宁北山双石垒子航磁异常为基本线索，在充分查阅前人研究成果的基础上，利用本地区所取得的1:1万地面高精度磁测资料和横切双石垒子磁异常电磁测深剖面结果，结合区域重力资料系统对二人山进行了地质综合解释。 1 地质概况 卫宁北山大地构造位于秦祁昆造山系北祁连造山带东段与阿拉善地（陆）块南缘、鄂尔多斯地块西缘交汇部位之北祁连造山带一侧，为我国西部东西向构造带（北祁连）与东部的近南北向构造（贺兰山）带转换交接部位，即为一个大的构造结之所在，具明显的活动性。早古生代时期，该区属北祁连弧后盆地的一部分，形成了次深海斜坡相陆源碎屑-泥质沉积为主浊积岩系，构成本区晚古生代各类建造的基底层。至华力西期，北祁连弧后盆地关闭，本地区演化为弧陆碰撞机制是的前陆盆地构造环境，形成泥盆纪磨拉石建造和石炭-二叠系海陆交互的前陆盆地充填沉积。华力西末期至印支初期，该地区进入陆缘碰撞造山构造环境，主要以近南北向挤压为主，形成了近东西向展布的褶皱、断裂构造，奠定了研究区的基本构造格架。同时期，伴随着碰撞造山发育了中酸性岩浆侵入，形成了较多隐伏和出露地表的花岗闪长岩-闪长岩体（脉）及岩浆热液蚀变岩。燕山期和喜马拉雅期的建造及构造变动在本区记录不多，仅表现为对华力西-印支期形成的建造及构造形迹进行的适当的改造，在区域上形成了侏罗系、白垩系和古近系与下伏地层间的不整合接触。 区内出露的地层主要有上泥盆统老君山组、下石炭统前黑山组和臭牛沟组、上石炭统土坡组。成矿带主要受控于前黑山组与下伏老君山组的不整合面、臭牛沟组与下伏土坡组的平行不整合面及走向断层的破碎带。 区内总体为短轴背、向斜相间，走向断裂为主、横向断裂交织的褶隆构造带，自北而南有主要有单梁山背斜、麦垛山-黑石嘴向斜和石堆水背斜等，断裂构造主要是与褶皱相伴的近东西方向的走向断裂，规模大小不等，形成时间相对较早；其次为北西向、近南北向断裂，多切割了近东西方向的走向的断裂。较大者主要有二人山—金场子东西向断裂。 区内地表岩浆岩以发育中酸性岩脉为特征，主要岩性为印支期闪长玢岩。多沿近东西向断裂带断续分布，地表蚀变强烈，形成一套以绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化和钠长石化为代表的青盘岩化蚀变组合。 2 航磁异常特征 1992年地质矿产部航空物探遥感中心在宁夏中卫—海原航空物探勘查中，圈定了M-33航磁异常（又称双石垒子异常）。异常中心点坐标为：东经105012'，北纬37040，。异常迭加在平缓升高的正磁场中，曲线圆滑宽缓，相对强度变化在20—60nT之间；平面形态呈长轴
中国地质大学 研究生课程论文封面 课程名称位场理论 教师姓名刘天佑 研究生姓名何良 研究生学号 120090258 研究生专业地球物理学 所在院系地空学院 类别: B. 硕士 日期: 2018年6月
评语 注：1、无评阅人签名成绩无效； 2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效； 3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。
重磁联合反演方法研究 何良中国地质大学地球物理与空间信息学院 摘要:由于各种地球物理方法解决问题的局限性,以及观测数据的有限性和观测误差等因素,造成了反问题的多解性,增加了认识地质问题的难度. 因此,对同一地质研究目标,结合多种物探方法相互补充和综合解释,开展联合反演是十分必要的. 重磁资料成本低,范围广,有较高的横向分辨能力,在研究区域构造、断裂、火成岩分布,并配合地震和电法综合解释方面,也可发挥作用. 因此,在资料处理上有必要综合已采集的多种地球物理资料,通过联合反演来解决目的层分布,揭示构造复杂区的基本构造特征,提高解释精度. 关键词:重力磁场联合反演 在地球物理工作中根据利用的不同类型的物性差异课将具体方法分为重磁电震等，重磁是位场属于同源场，往往利用单一方法进行探测工作时会因为问题的复杂性而无法得到较好的解，因此采用重磁这两种同源场同时联合处理反演会得到较好的结果，而且他们都是位场，联合反演的结果页趋真实。联合反演是地球物理数据分析的理想工具,它包括同步反演、顺序反演、剥离法反演和伸展法反演. 前人针对MT 与地震联合反演开展了相关研究,利用了最速下降法、遗传算法、广义逆法等手段. 一般认为,顺序反演优于单独反演,而同步反演效果最优,且非线性反演法比广义线性法更优越. 重磁异常是同源场,可通过重磁联合反演来减少重、磁单一方法反演的多解性,提高反演结果的可靠性.地球物理联合反演就是联合应用多种地球物理观测数据,通过地质体的岩石物性和几何参数之间的相互关系求得同一个地下地质、地球物理模型[1].重磁联合反演方法的研究开始于20世纪后期.Bott和Ingles[2]用一个等效层的方法来计算磁化率与密度的比值的 变化来实现重磁联合反演.为了减小重、磁异常反演的多解性问题,在重、磁异常由同一场源引起的情况下,Menichett和Guillen[3]研究了使用广义反演方法来实现2.5维重、磁联合反演,反演参数为异常体多边形的角点坐标及每一矿体的密度差及磁化率,结果说明这种类型使用广义反演算法是合理的,并且说明了方法的实用性.Serpa和Cook用最小二乘反演方法来解决2 .5维模型的顶点和物理参数,为了获得算法的稳定,他们通过固定某些参数来反演其他参数.Z eyen和Pous在具有先验信息的基础上,如密度、磁化率、剩余磁化强度等,对重、磁场的联合反演问题进行了研究,而张贵宾等人以BG理论为基础,在重磁异常线性反演中将该理论与吉 洪诺夫正则化方法相结合求解地下密度源(或磁源>分布及质心(或磁质心>位置,在重、磁非线性反演中结合应用正则化方法和马奎特思想给出一种确定地下密度(或磁性>界面的稳定 迭代算法——— 正则马奎特法,在此基础上,研究了一种综合重、磁异常联合反演既是磁界面也是密度界面的方法,并建立了重、磁广义线性综合反演系统.Gallardo- Delgado等扩展了3维的方法,将随深度变化的密度和磁化率作为未知的参数.在一个统计的框架下,将蒙特卡罗方法用于重磁的联合反演,产生一个可能的密度函数来描述一组可接受的模型.2006年,Pilkington又提出了新的界面重磁联合反演方法,利用阻尼最小二乘法在常密度差 与常磁性差的条件下实现的.然而,沉积盆地的岩石物性研究表明,大多数沉积盆地的地层密 度通常是随着深度的加大而近于线性或指数增加. 方法原理 1.1 变密度界面的重力正演计算 如果认为基底为常密度,其上地层的密度差随界面埋深呈线性或指数变化.假设沉积地层
《重磁数据处理与解释》课程教学大纲 课程编号：0801523097 课程名称：重磁数据处理与解释 课程英文名称： 总学时：44 学分：2.5 开课单位：地球物理系 授课对象：勘查技术与工程、固体地球物理专业本科生 前置课程：高等数学、积分变换、计算方法、数学物理方法、计算机科学与技术基础、地质学原理、构造地质学。 一、教学目的与要求 《重磁数据处理与解释》课程是勘查技术与工程（应用地球物理方向）专业的深入提高课，是该专业重磁方向本科生的必修课。其它方向学生的选修课。本教学大纲适用于勘查技术与工程专业的本科教学。 通过本课程教学，使学生掌握重磁异常处理的方法、原理及处理过程。通过实际资料上机处理，学会处理程序的调试使用及成图，并能结合处理图件对异常进行综合解释。 通过本课程的学习，使学生初步学会如何运用所学的专业理论分析解决实际问题的能力，为进一步深入学习掌握位场处理的新方法、新技术打下基础。 二、教学内容 第一章重磁数据处理概述 §1 处理转换的目的及作用 §2 处理转换的主要内容 第二章重磁异常的预处理 §1 缺少物理点数据的插值 §2 数据的网格化 §3 异常的园滑 第三章位场空间转换的基本理论 §1 位场拉氏方程第一边值问题及其解
§2 位场拉氏方程第二边值问题及其解 第四章频率域异常的正反演 §1 异常频谱换算的基本理论（基础知识） 一．研究异常频谱的目的和意义 二．异常的富氏变换对 三．富氏变换的性质 §2 简单规则形体重磁场频谱及其特点 一．频率域的泊松公式 二．球体重磁场的频谱 三．直立矩形棱柱体重磁场的频谱 四．重磁异常频谱的特点 §3 利用平均径向对数能谱求场源深度 一．求深度的表达式 二．深度改正的计算 第五章频率域滤波原理及常规异常处理的频率响应§1 滤波原理 §2 几种异常变换的频率响应 一．解析延拓 二．求导 三．区域场与局部场的分离 1．汉宁窗滤波 2．匹配滤波 四．化磁极 五．磁源重力异常 六．视磁化的计算 §3 频谱分析的方法步骤 第六章重磁异常处理解释的其它方法介绍 §1 界面位场异常的快速正反演 §2 欧拉法确定场源位置和深度 §3 利用磁异常矩谱及导数谱计算磁性介质下介面 §4 归一化总梯度的计算方法及应用 第七章实际资料的处理转换及解释
《重磁勘探》知识点 1. 什么叫重力勘探？什么叫磁力勘探？ 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。 磁法勘探：通过观测和分析因岩矿石的磁性差异引起的磁异常，以便研究地质构造及其分布和寻找矿产能源 2. 引起重力变化的原因有哪些？地球重力的分布规律？什么叫做固体潮？ 2gu gu gu g.u gu 9.8m/s 9.78???????????????????????????? 潮汐变化：太阳、月亮等天体引起变化为3非潮汐变化：地球形状和地下物质运动等引起的非周期变化不超过1地球形状、地形：可引起约6万变化地球自转：有3.4万变化空间上地下物质密度分布不均匀：到达几千人类历史活动遗迹和建筑物时间上全球重力平均值为地球表面上赤道为，两极为9.832.从赤道到两极变化为0.05????地球固体潮：在日月引力作用下，地球固体表面也会像海水一样产生周期性涨落。 3. 什么叫正常重力值，其随空间的分布规律是什么？ 在假设地球是一个密度成层分布的光滑椭球体，在同一层内密度是均匀的、各层的界面也都是共焦旋转椭球面的情况下，根据地球的引力参数，地球长半径、扁率、自转角速度等计算出的重力位以及重力值称为正常重力位，此时的重力场称为正常重力场，表示正常重力场的数学解析式称为正常重力公式。确定重力位的方法：拉普拉斯方法、斯托克斯方法。 正常重力值的性质：1、只与计算点的维度有关，沿经度方向上没有变化； 2、在赤道处最小，而在两极处数值最大，相差约5万gu 3、沿纬度方向的变化率与纬度有关，在纬度45度处的变化率最大 4. 什么叫重力异常？重力异常的实质是什么？ 5. 什么叫大地水准面？地球的基本形状？