《应用地球物理1-重磁勘探原理与方法》课程教学大纲

地球物理探测技术教学大纲
第一章引言
本章介绍地球物理探测技术的背景意义、发展历程以及本教学大纲
的编写目的和意义。

第二章地球物理勘探基础知识
本章主要介绍地球物理勘探的基本原理和方法，包括地球结构与性质、地球物理勘探方法的分类及其应用领域等内容。

第三章地震勘探技术
本章详细介绍地震勘探技术的原理、仪器设备、数据处理方法以及
在地下矿产、地质构造、地下水等方面的应用。

第四章重力勘探技术
本章重点阐述重力勘探技术的基本概念、测量仪器、数据解释方法
以及在地下结构、矿床勘探、油气勘探等领域的应用。

第五章磁法勘探技术
本章详细介绍磁法勘探技术的原理、仪器设备、数据处理方法以及
在地磁场分布、矿床勘探、地质构造等方面的应用。

第六章电磁法勘探技术
本章重点介绍电磁法勘探技术的工作原理、仪器设备、数据采集与
处理方法以及在地下水资源、矿产勘探、地下构造探测等方面的应用。

第七章地震电磁法综合勘探技术
本章综合介绍地震与电磁方法相结合的勘探技术，包括综合勘探方
法的优势、实际应用案例以及未来发展方向等内容。

第八章地球物理勘探技术的发展趋势
本章主要阐述地球物理勘探技术未来的发展趋势及可能的创新方向，引导学生对地球物理勘探技术的长远发展有系统的认识。

结语
通过本大纲的学习，学生将全面掌握地球物理勘探技术的基本知识、原理与应用，为今后从事相关领域的研究和实践奠定坚实基础。

愿本
大纲能够为学生提供全面系统的学习指南，帮助他们在地球物理探测
技术领域取得更好的成就。

《地球物理勘探概论》教学大纲（资源勘查工程专业）课程编号：3x2060390学时：48学分：2.5主讲教师：唐振平一、课程性质地球物理勘探概论是地质构造研究（尤其是区域、深部构造调查）、矿产调查（特别是隐伏产状矿产）及工程地质调查中先进而且不可缺少的重要手段。

二、课程目标通过本课程的学习，要求学生系统掌握地球物理勘探各种勘探方法的基本知识、基本原理和基本方法，包括重力勘探、磁法勘探、电法勘探等勘探方法的基本原理、基本概念，利用各种地球物理方法解决各种地质问题的前提，各种资料处理方法的原理和基本思路，以及利用上述地球物理方法进行地质解释的原理和过程等内容。

同时，本课程注重理论联系实际，增强学生的系统观和全局意识，加强学生实验和动手能力的锻炼。

二、课程设计（一）理论课程的基本内容：地球物理勘探概论课程是我校资源勘查工程等非地球物理专业的专业基础课程，授课44学时，共分为四个知识模块，详细学时分配情况如下：1.第一知识模块是通论部分—概念模块（6学时）主要讲述地球物理学的基本概念、研究对象和主要问题。

2.第二知识模块是地球物理勘探的重力勘探模块（12学时）主要讲述重力勘探的基本原理、野外工作方法、数据的处理及解释。

3.第三知识模块是地球物理勘探的磁法勘探模块（12学时）主要讲述磁法勘探的基本原理、野外工作方法、数据的处理及解释。

4.第四知识模块是地球物理勘探的电法勘探模块（14学时）这部分内容主要讲述各种电法勘探方法的基本原理、野外工作方法、数据的处理及解释。

（二）认识实践课程基本内容（4学时）1.实践教学的设计思想（1）本课程设计了三类实验教学内容：一是了解型实验，主要通过操作各种地球物理方法所使用的现代仪器，使学生对各种仪器的功能有个感性认识；二是专题型实验，通过进行野外数据的采集和解释，使学生对地球物理方法的整个工作过程有个实习经历，从而可加深学生对地球物理各种方法的应用过程和效果的全面了解；三是综合型实验，各种地球物理方法同时使用，培养学生综合应用和分析问题能力。

《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。

地磁场与磁法勘探一、课程说明课程编号：010327Z10课程名称：地磁场与磁法勘探/ Magnetic prospecting principal课程类别：专业核心课学时/学分：48/3 （其中8个学时实验）先修课程：高等数学、普通物理、概率论与数理统计、积分变换、数学物理方法、地球物理场论、地质学原理、应用地球物理学、数值分析、复变函数与积分变换适用专业：地球物理学教材、教学参考书：1、《地磁场与磁力勘探》姚长利，地质出版社，20052、《重磁勘探教程》董焕成，地质出版社，19933、《应用地球物理教程—重力、磁法》罗孝宽等，地质出版社，1991。

二、课程设置的目的意义重点针对磁法勘探的方法技术，讲述磁法勘探的基本原理，测线布置、数据采集与数据处理方法等。

作为地球物理勘探方法中的重要方法，主要讲述其基本原理、方法技术与应用实例，为本专业必修课。

该课程也是地质资源与地质工程、土木工程等专业交叉的课程，可以拓展地球物理专业技术的应用视野，了解其他行业进行物探工作的相关技术与方法。

三、课程的基本要求知识：掌握地磁场与磁法勘探的理论、技术、方法和仪器；掌握磁法勘探方案设计及实施的技术规范；掌握磁法勘探的常用数据处理与资料解释的基本方法；了解磁法勘探的新技术与方法。

能力：具有磁法勘探方案设计与实施的能力；具有利用不同类型磁力仪仪器采集磁法数据及分析数据的能力。

学习科学家提出问题和解决问题的思路，以培养学生从事科研的能力。

素质：既能独立工作，又具有团队合作精神，适应竞争学会合作；具有良好的心理承受能力及科学的工作心态；通过课程中的理论和现象分析，探索磁法勘探的基本原理与方法，提升自主学习和终身学习的意识，形成不断学习和适应发展素质。

四、教学内容、重点难点及教学设计五、实践教学内容和基本要求六、考核方式及成绩评定根据课程类型、课程性质、课程内容及特点，确定适合的考核内容、考核方式及成绩评定。

考核内容重点考核学生获取知识的能力、应用所学知识分析问题和解决问题能力、实践动手能力和创新能力等；考核方式采用多种形式（笔试、口试、答辩、测验、论文等）、多个阶段（平时测试、作业测评、课外阅读、社会实践、期末考核等）、多种类型（作品、课堂实训、课堂讨论、社会调查、竞赛等）等全过程的考核；成绩评定加大过程考核及阶段性考核成绩比例（原则上七、大纲主撰人：大纲审核人：。

《应用地球物理3－地震勘探原理与方法》课程教学大纲课程编号：0801223021课程名称：应用地球物理3－地震勘探原理与方法课程英文名称：Applied Geophysics 3-Seismic 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、积分变换、数学物理方法、地球物理场论、构造地质学、石油地质学、地质学原理、计算机科学与技术基础一、教学目的与要求《应用地球物理3－地震勘探原理与方法》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。

通过本课程教学，使学生掌握地震波传播的动力学基本理论、几何地震学基本理论，地震勘探原始信息采集技术与工作方法，地震波传播速度及测定方法，地震资料分析解释方法。

通过本课程学习，使学生初步学会如何运用所学的基础理论知识解决专业中的问题，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，为后续的《地震勘探数据处理与解释》、《地震地层学》、《开发地震学》、《地球物理新方法新技术》等课程打下基础，能运用地震勘探方法进行矿产资源勘查、工程地质勘查，地质灾害调查等方面的工作。

为进一步深造及研究工作奠定基础。

二、教学内容第一章地震勘探方法概介§1-1 地震勘探方法研究对象及基本原理§1-2 地震勘探研究的内容及发展概况§1-3 地震勘探方法的应用领域§1-4 地震勘探的地质基础及介质的简化物理模型第二章无限理想弹性介质中地震波传播的动力学特点§2-1 无限理想弹性介质情况下的物理方程及波动方程§2-2 球面扩散现象§2-3 波场计算公式及倾斜因子§2-4 地震子波及波形描述第三章地震波在岩层中传播的动力学特点§3-1 粘带弹性介质下的物理方程及波动方程§3-2 介质的吸收及大地滤波特性§3-3 岩层介质的品质因素Q值第四章地震波在两层固体弹性分界面上的反射、透射和折射§4-1 Zoeppritz方程及物理意义§4-2 球面波的反射、透射及折射波形成§4-3 地震薄层中波的干涉效应、调谐效应及波导效应§4-4 一个反射地震记录道形成的物理机制第五章几何地震学基本理论§5-1 时间场概念及几何地震学基本方程§5-2 时距图、视速度定理§5-3直达波及其时距曲线§5-4 常速度介质反射波几何地震学§5-5 水平多次介质反射波几何地震学§5-6 连续介质反射波几何地震学§5-7 特殊波几何地震学§5-8 折射波几何地震学§5-9 垂直时距曲线方程§5-10 τ－P域内几种波的运动学特点第六章地震勘探野外工作方法§6-1 野外工作概述§6-2 地震干扰波来源及其特点§6-3 地震测线的布设§6-4 地震观测系统及图示§6-5 地震波的激发§6-6 地震波的接收§6-7地震组合法及原理§6-8 水平多次覆盖方法及其原理第七章地震波传播速度及测定方法§7-1 几种速度的概念§7-2 影响波传播速度的因素§7-3 地震波速度测定方法§7-4 地震波速度的应用第八章地震勘探资料的构造解释§8-1 资料解释的准备工作§8-2构造解释工作流程§8-3 地震时间剖面的对比§8-4 地震时间剖面的断层解释§8-5 地震构造图绘制方法§8-6 时－深转换原理§8-7 等厚图绘制及解释§8-8 地震折射波解释方法三、教学中应注意的问题及说明地震波动力学和几何地震学是地震勘探的两大支柱理论，教学中让学生重点掌握地震波的球面扩散现象、介质的吸收现象、地震波在弹性分界面上的能量分配问题、地震波形描述及反射地震记录道形成的物理机制；重点掌握常速介质、水平层状介质、连续介质中反射波时距曲线方程及特点。

第一章应用地球物理专业教学实习教学大纲中国海洋大学海洋地球科学学院地球探测与信息技术系起源于海洋地球科学学院的前身——原海洋地质系的地球物理勘探教研室（简称“物探教研室”），始建于20世纪60年代初。

1971年海洋地质系设置“海洋重磁”本科专业，建立之初就明确了海洋地球物理专业特色，后经逐步发展形成了完整的“海洋应用地球物理专业”。

1997年在“地球物理勘探教研室”基础上组建“地球探测与信息技术系”，1998年“海洋应用地球物理专业”调整为“勘查技术与工程”专业。

该系的“勘查技术与工程”专业是我国各高校“勘查技术与工程专业”中唯一由海洋地球物理勘探发展而来，也是我国建立最早、海洋特色鲜明、结构完整的海洋地球物理本科专业。

2003年，经教育部批准，该系开设了“地球信息科学与技术”本科专业。

目前，地球探测与信息技术系设有“勘查技术与工程”、“地球信息科学与技术”两个本科专业。

拥有“地球探测与信息技术”、“矿产普查与勘探”和“地质工程”三个二级学科硕士点，以及自主设立的“海洋地球物理学”二级学科博士点。

本学科现有教职工22人（中国工程院院士李庆忠院士在该系工作），其中，教授10人（博士生导师7人），副教授及高级工程师5人，讲师及工程师6人；博士研究生以上学历和学位的教师10人，硕士学历和学位教师7人(博士在读3人)，本科学历7人（其中博士在读1人，硕士在读2人）。

本学科以研究生学历为主体，是一支年轻、高学历、结构合理，梯队完整的教师队伍。

本学科针对能源（油气资源、天然气水合物等），特别是海底能源的地球探测理论、方法和技术，加快地球物理探测（地球重力、电磁，油气勘探人工地震，浅地层声学与人工地震等）与信息技术等应用学科的交叉与融合，面向能源探测的需求，发展与之相关的自主创新的地球物理探测与信息高新技术，形成了自己的研究特点和优势领域。

拥有完全自主知识产权的地震资料处理系统MBP1.0，其整体处理水平优于现有的其它商业化软件，已处于国际前沿水平。

《地球物理勘探》教学大纲英文名称：Geophysics 课程编号：0967301 适用专业：地质工程课程类别：必修课课内学时：60 开课学期：5一、教学大纲说明（一）课程性质与目的为地质工程专业的专业基础课。

使学生通过本课程的学习和实验，系统地了解物探方法的基本原理、物理实质、应用条件和资料解释方法。

学会分析物探成果与地质工作的关系。

（二）课程的基本要求在学生学完高等数学、普通物理、普通化学基础课程以及地质专业基础课以后学习本课程。

（三）本课程的重点本课程以物探方法的基本原理的论述以及物探资料一般的解释方法为重点，在内容上以地震勘探、电法勘探为重点。

（四）本课程与其它相关课程的关系在基础课和专业基础课以后学习，学生具备了数、理、化知识和普通地质、岩石矿物学、工程地质学以后。

二、课程内容及学时分配（一）课程内容绪论（2学时）1、地球物理勘探的学科背景与地位2、应用地球物理学学科分类3、地球物理勘探的主要工作内容（采集、处理、解释）4、应用地球物理学特点5、地球物理场（数据）6、地球物理勘探在资源勘查中的作用和地位7、地球物理勘探面临的任务、问题和发展趋势8、应用地球物理学发展的动力1、地震勘探基本理论（4学时）1.1 地震波的基本概念1.2 地震波传播的运动学特征1.3 地震波传播的动力学特征1.4 地震勘探的地震地质条件2、地震波的速度（4学时）2.1 影响地震波速度的因素2.2 几种速度的概念2.3 平均速度的测定2.4 各种速度之间的关系2.5 速度场的建立3、共反射点多次叠加法(多次覆盖)（4学时）3.1 共反射点多次叠加原理3.2 共反射点多次叠加的叠加效应3.3 倾斜界面一次反射波的叠加效应3.4 影响叠加效果的因素4、反射波时距曲线(几何地震学) （2学时）4.1 一个分界面情况下反射波的时距曲线4.2 多个分界面情况下反射波的时距曲线5、折射波时距曲线(几何地震学) （2学时）5.1 一个分界面情况下折射波的时距曲线5.2 多个分界面情况下折射波的时距曲线6、地震资料解释（6学时）6.1 时间剖面的一般特征和解释6.2 各种地质现象在时间剖面上的特征6.3 地震波的速度和时深转换6.4 地震构造图的绘制及地质解释6.5 地震剖面的地层学解释6.6 地震综合解释1、电阻率法的基础知识（2学时）2、电测剖面法（2学时）3、电测深法（2学时）4、高密度电阻率法（2学时）5、直流电法（4学时）5.1 直流电法勘探原理5.2 常规直流电法勘探5.3 直流电法成像勘探5.4 矿井直流电法勘探6、充电法和自然电场法（2学时）7、激发极化法（2学时）第三部分瞬变电磁法(TEM)及其在工程与环境中的应用（8学时）1、概述2、瞬变电磁法基本理论3、瞬变电磁法的野外工作方法4、瞬变电磁法的资料处理和解释5、瞬变电磁法在工程与环境地质调查中的应用第四部分无线电波透视法及其在工程中的应用（4学时）1、概述2、无线电波透视法基本工作原理3、应用实例分析第五部分重力勘探（4学时）1、重力勘探的理论基础2、重力勘探的方法技术3、重力资料的地质应用总结和习题解答（2学时）考试（2学时）三、教材和参考书1、李世峰、金瞰昆、周俊杰《资源与工程地球物理勘探》化学工业出版社2008.042、刘盛东、张平松《地球物理勘探讲义》自编2002.103、李舟波，《资源综合地球物理勘查》中国地质大学出版社2004.094、陈仲侯、王兴泰、杜世汉《工程与环境物探教程》地质出版社1993.095、钱绍瑚，《地震勘探》中国地质大学出版社2001.036、陆基孟，《地震勘探原理》（上、下册）中国石油大学出版社2006.087、李金铭，《地电场与电法勘探》地质出版社2005.078、李志聃，《煤田电法勘探》中国矿业大学出版社2001.06四、考核方式与要求考核方式以期末考试成绩为主，平时成绩为辅。

磁法部分§2.1 岩（矿）石的磁性位于地壳中的岩矿体，在形成时，由于受地球磁场的磁化而表现出不同的磁性，由于这种磁性差异在地表反映出一定的磁异常，通过对岩石磁性的研究，可以掌握岩石磁化的原理，了解岩（矿）石的磁性特征及影响因素，从而解决对应的地质问题。

一、物质的磁性由现代电磁学理论可知，任何物质的磁性都是带电粒子运动的结果。

由于物质的原子结构不同，所呈现的宏观磁性也不同。

根据物性的不同，世间所有的物质可按其磁化率的不同，划分为三大类，即：抗磁性、顺磁性和铁磁性，这三类物质的磁性随温度变化与受外磁场磁化作用等方面都有明显不同。

1、抗磁性物质抗磁性物质的磁化率κ与温度无关。

在外磁场H 的作用下，这类物质的磁化率表现为负值，且数量很小。

这是因为抗磁性物质没有固定的原子磁矩，在受到外磁场作用后，原子磁矩将沿外磁场方向旋进，进而产生附加磁矩，方向与外磁场相反，形成抗磁性，其磁化率κ'可用下式计算：∑=-='z i i e r m Ne 12206μκ式中0μ为真空中磁导率；N 为单位体积内的原子数：e 为元电荷；e m 为电子静质量；Z 为每个原子的电子数；r 2i 为电子轨道半径平方的平均值。

抗磁性磁化率是无量纲的负值。

磁化率多为-10-5SI(κ)。

2、顺磁性物质原子的电子壳层中，含有非成对的电子，其自旋磁矩未被抵消，此时原子具有固定磁矩，在外部均匀磁场强度H 的作用下，将使原子磁矩沿H 方向整齐排列，这种特性叫顺磁性。

在不存在外磁场时，整个磁介质的各个原子磁矩的取向是杂乱无章的，宏观上不显磁性。

在外磁场的作用下，原子磁矩在外磁场方向的作用下定向排列，物体发生磁化，即产生顺磁效应。

顺磁性物质的磁化率κ''可用下式表示TC KT N a==''320μμκ 式中N 为单位体积内含有非成对电子的原子数，μa 为每个顺磁物质的原子磁矩，K 为玻尔兹曼常数，T 为热力学温度，C 为居里常数。

本科生课程大纲课程属性：专业知识，课程性质：必修一、课程介绍1.课程描述：本课程为专业知识实践课程，是勘查技术与工程专业卓越班的必修课。

设计学时2周，包含重力勘探、磁法勘探和电法勘探实习三个部分。

地球物理勘探的实践性较强，要求学生不但有扎实的理论基础，还要有实践动手能力。

本课程涵盖了地球物理勘探中所使用的三种重要方法，主要内容包括重力勘探、磁法勘探以及电法勘探仪器的使用、数据采集、数据处理和解释。

本门课的教学任务是让学生能基本掌握三种勘探中仪器的原理和使用方法，培养学生团队开展野外地质调查、地球物理调查的能力，提高学生实践动手能力和分析解决实际问题的能力，达到理论与实践相结合的目的。

2.设计思路：该课程是勘查技术与工程专业卓越班的重要专业教学实践环节。

是在所学重、磁、电勘探理论知识的基础上，通过操作实际仪器对学生进行技能训练。

重力实践部分包括重力仪的使用和相关工作参数的选择，重力仪性能试验方法，重力基点网的建立和联测技术，重力外业观测方法和技术，重力观测数据质量的评价方法，重力数据的改算及重力异常计算方法等。

- 1 -磁法实践部分包括磁力仪的使用，测区、测网和工作比例尺的选择及测网的布设，磁测精度的确定，野外磁测数据测量，磁测资料的整理与处理过程，磁测资料的解释及成果报告编写电法实践部分包括高密度电法仪器和探地雷达的使用，高密度电法的数据采集和处理方法，对电测异常进行初步分析和简单的地质解释。

3.课程与其他课程的关系：先修课程：重磁电勘探、高等数学、线性代数、数学数理方法、概率统计、大学物理、引力场论、计算方法、基础地质学等。

二、课程目标本课程的目标是通过将数据采集、处理和解释相结合，提高学生重力、磁法以及电法勘探的实践动手能力，增强学生的科学研究能力。

（1）具有使用重力仪、磁力仪、电法仪以及探地雷达进行野外观测、处理和解释以及正反演计算的基本能力。

（2）具有利用勘探仪器进行资源、矿产、工程地质勘探的能力，能够开展数据采集、数据处理、数据解释和分析，并会撰写勘探成果报告。