重磁电勘探复习重点版
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重磁电勘探简介 重力勘探一、重力勘探的根本概念 1.重力重力的实质是牛顿万有引力和离心力的合力。
万有引力是牛顿总结前人伽里略研究行星运动规律提出来的,认为任何物体相互之间都有吸引力,吸引力的大小与两物体的质量乘积成正比,与两物体之间的距离平方成反比,其相互之间量的关系为122m m RF fR R=⋅ (6—1) 式中 m 1,m 2——分别为任意两物体的质量;R ——两物体相互间的距离;f ——引力常数,其值在CGS 制中为6.67×10—8cm 3/g ·s 2。
上式即为牛顿万有引力定律,F 力的方向对m l 来说,是由m l 指向m 2,对m 2来说那么相反。
地球是有质量的,对地球外表上任一物体来说,都有地球的吸引力。
设地球的质量为M ,地面上任一物体的质量为m ,那么它们之间相互的吸引力F 可根据式(6—1)来确定,其方向如图6—1(a)所示。
由于地球近似一个球体,对地面的m 物体来说,其引力的方向指向地心。
由于地球在不断地自转,地球外表上任何物体都具有一个离心力P ,其大小由下式来决定 2P mr ω= (6—2) 式中 r ——m 到地轴的垂向距离; ω——地球自转的角速度。
力P 的方向如图6—1(a)所示,径向指向外。
离心力P 随纬度的不同而变化,随着r 向两极减小而减小,从赤道的最大值减小到两极为零。
为了描述重力的空间分布,通常采取直角坐标系,以数学解析式表示,如图6—1(b)所示。
设地心为坐标原点,z 轴与地球的自转轴重合,x ,y 轴在赤道面上。
设任意点A 的坐标为(x ,y ,z),地球内部某一质量单元dm 的坐标为(,,ξηζ),A 点到dm 的距离为r ,那么dm 对A 点单位质量的引力为2dm rdF fr r= (6—3) ()()()12222r x y z ξηζ⎡⎤=-+-+-⎣⎦式中rr——A 到dm 方向的单位矢量,其方向是从A 到dm 。
地球物理勘探核心知识点地球物理勘探是一种利用地球物理现象和规律来探测地下结构和资源的方法。
它在能源勘探、地质工程和环境监测等领域起着重要作用。
本文将介绍地球物理勘探的核心知识点,以帮助读者更好地理解和应用这一技术。
1.地震勘探地震勘探是利用地震波在地下传播的原理来探测地下结构和地质特征的一种方法。
它包括记录地震波传播速度和传播路径的地震仪器,以及分析和解释地震波数据的方法。
地震勘探可用于勘探石油、天然气、矿产资源和地下水等。
2.重力勘探重力勘探是利用重力场的变化来推断地下物质分布和地质构造的一种方法。
重力勘探需要测量地球表面上的重力值,并通过计算和建模来确定地下物质的密度分布。
重力勘探广泛应用于勘探矿产资源、地下水和地下岩体等。
3.磁力勘探磁力勘探是利用地球磁场的变化来推断地下物质分布和地质构造的一种方法。
磁力勘探需要测量地球表面上的磁场强度,并通过计算和建模来确定地下物质的磁性特征。
磁力勘探可用于勘探矿产资源、地下水和地下岩体等。
4.电磁勘探电磁勘探是利用地下电磁场的变化来推断地下物质分布和地质构造的一种方法。
电磁勘探包括测量地球表面上的电磁场强度和频率,以及通过计算和建模来确定地下物质的电性特征。
电磁勘探可用于勘探矿产资源、地下水和地下岩体等。
5.雷达勘探雷达勘探是利用地下电磁波的反射和散射特性来推断地下物质分布和地质构造的一种方法。
雷达勘探需要发射电磁波并接收反射信号,通过分析和解释信号来确定地下物质的性质和分布。
雷达勘探可用于勘探地下水、地下管线和地下洞穴等。
6.地热勘探地热勘探是利用地下热流的分布和变化来推断地下热体和地热资源的一种方法。
地热勘探需要测量地下的温度和热流,并通过计算和建模来确定地下热体的分布和性质。
地热勘探可用于勘探地热能资源和地下热体的分布。
7.孔隙流体勘探孔隙流体勘探是利用地下孔隙介质中流体的物理性质来推断地下流体分布和流动状态的一种方法。
孔隙流体勘探需要测量地下孔隙介质中的流体压力、渗透率和孔隙度等参数,并通过计算和建模来确定地下流体的分布和运动规律。
重磁电勘探简介重力勘探一、重力勘探得基本概念1.重力重力得实质就是牛顿万有引力与离心力得合力、万有引力就是牛顿总结前人伽里略研究行星运动规律提出来得,认为任何物体相互之间都有吸引力,吸引力得大小与两物体得质量乘积成正比,与两物体之间得距离平方成反比,其相互之间量得关系为(6—1)式中m1,m2——分别为任意两物体得质量;R-—两物体相互间得距离;f-—引力常数,其值在CGS制中为6.67×10—8cm3/g·s2。
上式即为牛顿万有引力定律,F力得方向对ml来说,就是由m l指向m2,对m2来说则相反。
地球就是有质量得,对地球表面上任一物体来说,都有地球得吸引力、设地球得质量为M,地面上任一物体得质量为m,则它们之间相互得吸引力F可根据式(6—1)来确定,其方向如图6-1(a)所示、由于地球近似一个球体,对地面得m物体来说,其引力得方向指向地心。
由于地球在不断地自转,地球表面上任何物体都具有一个离心力P,其大小由下式来决定(6-2)式中r-—m到地轴得垂向距离;-—地球自转得角速度。
力P得方向如图6—1(a)所示,径向指向外、离心力P随纬度得不同而变化,随着r向两极减小而减小,从赤道得最大值减小到两极为零。
为了描述重力得空间分布,通常采取直角坐标系,以数学解析式表示,如图6—1(b)所示。
设地心为坐标原点,z轴与地球得自转轴重合,x,y轴在赤道面上、设任意点A得坐标为(x,y,z),地球内部某一质量单元dm得坐标为(),A点到dm得距离为r,则dm对A点单位质量得引力为(6-3)式中——A到dm方向得单位矢量,其方向就是从A到dm、r对x,y,z三个坐标方向得余弦分别为:,那么dF在x,y,z三个坐标方向得引力分量为图6—1 地球引力示意图地球得全部质量对A点所产生得引力分量为积分号下得V表示对整个地球进行积分。
关于离心力得三个分量分别为这样重力g在x,y,z三个坐标方向得分量分别为规定不同位置均用1g质量所受到得重力来衡量受力得大小,这个单位质量所受到得重力通常称为该点得重力场强度。
勘探电磁场论重点总结——仅为个人观点总结一、名词解释:1、点电荷:当带电体的大小在所研究的问题中可以略去不计时,近似地把电荷看做集中于一点,称该带电体为点电荷,记做q。
2、面电荷密度:当电荷分布在极薄的曲面内,其厚度远远小于至观测点的距离r时,在曲面上任取一个面元s,带电量为q,则q与s的比值极限称为面电荷密度,记为σ。
3、体电荷密度:当电荷分布于物体内时,在带电体内任取一体积元V,其电量为q,则q与V的比值极限称为体电荷密度,记为ρ。
4、传导电流:在导电介质(金属导体、半导体、正负离子移动)中电荷的定向移动形成传导电流。
5、体电流密度:单位面积上的电流强度,记为Jv。
6、面电流密度:单位长度上的电流强度,记为Js。
7、导体:含有大量可自由移动的电子、导电能力强的物质称为导体。
8、电介质:是电阻率很大、导电能力很差的物质,主要特征是在于它的原子或是分子中的电子与原子核的结合力很强,电子处于束缚状态。
9、电像法:对某区域内只有一个或几个点电荷,区域边界或交界为导体或电介质的特殊情形,用假想的“像电荷”代替实际存在的边界处的电荷的方法称为电像法。
10、像电荷:等效电荷q’的位置与原电荷q对称,符号相反,故将q’称为原电荷q的“像电荷”。
11、稳定电流电场:电荷流动的电场的分布不随时间变化,则电流也不随时间变化,即为稳定电流,导电媒介内的这种电场即为稳定电流电场。
12、涡旋电场:由变化的磁场所激发的电场线闭合的电场称为涡旋电场。
13、谐变电磁场(单色电磁场、定态电磁场):以单一频率振荡的电磁波。
14、能流密度:单位时间内流过场中某点与S垂直的单位面积的电磁场能量。
记为S,S=H×E。
15、理想电介质:各向同行、均匀分布,满足D=εE,B=μH,电导率σ=0,电荷密度ρ=0的电介质成为理想电介质。
16、自由空间:充满理想电介质的空间。
17、平面电磁波:在自由空间电磁波只沿传播方向发生变化。
18、趋肤效应:对于铜、银等良导体,衰减常数很大,电磁波只能进入到良导体表面的薄层内,这种现象叫做趋肤效应。
电法勘探总复习(二)1、主动源及被动源电法勘探方法的常用方法。
主动电源勘探方法:电阻率法、激发极化法、充电法、电磁法被动电源勘探方法:自然电场法、大地电磁探测法、甚低频电磁法2、岩(矿)石电磁性质。
岩矿石的导电性、岩矿石的介电性、岩矿石的自然介极化性、岩矿石的激发极化性、压电性和震电性。
3、影响岩(矿)石电阻率的主要因素。
(1)电阻值①成分和结构岩、矿石的电阻率决定于胶结物和矿物颗粒的电阻率、形状及其百分含量。
沿层理方向的电阻率ρt小于垂直于层理方向的ρn电阻率。
②所含水分岩石电阻率ρ随ρ水成正比关系变化,同时与湿度ω成反变关系③温度电子导电矿物或矿石的电阻率随温度增高而上升;离子导电岩石的电阻率随温度增高而降低。
④压力在压力极限内,压力大使孔隙中的水挤出来,则ρ变大;压力超出岩石破坏极限,则岩石破裂使ρ降低。
(2)极化率影响因素:充放电时间;岩矿石的成分、含量、结构及含水性极化率主要决定于所含电子导体矿物体积百分含量ξ及其结构。
导电矿物的颗粒度:导电颗粒越细小η越大;导电矿物的排列:定向排列或序列,η越大;导电矿物的致密程度:矿化岩石越致密,η值越大。
4、瞬变电磁剖面测量装置类型。
同点装置、偶极装置、大回线源装置5、瞬变电磁场状态的基本参数。
6、瞬变电磁法中常用的剖面测量装置。
同点装置、偶极装置和大回线源装置。
7、瞬变电磁法中常用的测深装置。
电偶源、磁偶源、线源和中心回线8、介质相对介电常数εr一般特点。
大多数造岩矿物均很小,且变化范围不大,金属矿物一般有较大的纯水的最大9、激电测深法中常用的装置类型。
对称四极装置,等比装置和固定点源装置。
10、激电剖面法常用的装置类型。
中间梯度装置、偶极装置、近场源装置和联合剖面装置。
11、交流激电法的主要观测参数。
视频散率、视频散电阻率、视频散电导率。
12、直流激电法的主要观测参数。
视极化率、视激电电阻率、视激电电导率。
13、电阻率剖面法的装置类型。
装置:二极,三极装置,联合剖面装置,对称四极装置,中间梯度装置,偶极装置14、电阻率法的主要的装备。
重磁电勘探简介重力勘探一、重力勘探的基本概念1.重力重力的实质是牛顿万有引力和离心力的合力。
万有引力是牛顿总结前人伽里略研究行星运动规律提出来的,认为任何物体相互之间都有吸引力,吸引力的大小与两物体的质量乘积成正比,与两物体之间的距离平方成反比,其相互之间量的关系为 (6—1)122m m R F f R R=⋅式中 m 1,m 2——分别为任意两物体的质量;R——两物体相互间的距离;f——引力常数,其值在CGS 制中为6.67×10—8cm 3/g·s 2。
上式即为牛顿万有引力定律,F 力的方向对m l 来说,是由m l 指向m 2,对m 2来说则相反。
地球是有质量的,对地球表面上任一物体来说,都有地球的吸引力。
设地球的质量为M ,地面上任一物体的质量为m ,则它们之间相互的吸引力F 可根据式(6—1)来确定,其方向如图6—1(a)所示。
由于地球近似一个球体,对地面的m 物体来说,其引力的方向指向地心。
由于地球在不断地自转,地球表面上任何物体都具有一个离心力P ,其大小由下式来决定 (6—2)2P mr ω=式中 r——m 到地轴的垂向距离;——地球自转的角速度。
ω 力P 的方向如图6—1(a)所示,径向指向外。
离心力P 随纬度的不同而变化,随着r 向两极减小而减小,从赤道的最大值减小到两极为零。
为了描述重力的空间分布,通常采取直角坐标系,以数学解析式表示,如图6—1(b)所示。
设地心为坐标原点,z 轴与地球的自转轴重合,x ,y 轴在赤道面上。
设任意点A 的坐标为(x ,y ,z),地球内部某一质量单元dm 的坐标为(),A 点到dm ,,ξηζ的距离为r ,则dm 对A 点单位质量的引力为 (6—3)2dm r dF fr r =()()()12222r x y z ξηζ⎡⎤=-+-+-⎣⎦式中 ——A 到dm 方向的单位矢量,其方向是从A 到dm 。
r rr 对x ,y ,z 三个坐标方向的余弦分别为:,那么dF 在x ,y ,z 三个,,x y z r r rξηζ---坐标方向的引力分量为图6—1 地球引力示意图()()()232323dm x xdF x f f dmr r r dm y ydF y f f dmr r r dm z zdF z f f dmr r r ξξηηζζ--=⋅=--=⋅=--=⋅=地球的全部质量对A 点所产生的引力分量为()()()333V V V xF x f dmr yF y f dmr zF z f dmr ξηζ-=-=-=⎰⎰⎰积分号下的V 表示对整个地球进行积分。
第二章重力勘探重点第一节重力勘探方法的理论基础1、重力场、重力场强度与重力加速度关系2、重力的单位 SI制和CGS制换算3、地球的正常重力场正常重力场随纬度和高度变化规律4、重力异常的实质5、产生重力异常的条件第二~五节岩矿石密度、重力仪、野外工作与资料整理1、岩矿石的密度特征、影响岩矿石密度的因素2、重力仪的平衡方程、角灵敏度3、影响重力仪精度的因素与消除措施4、确定重力测量精度和比例尺、布置测网的原则5、野外重力观测资料整理6、布格重力异常第六~七节正反演1、重力勘探正演、反演与反问题的多解性2、球体重力异常的平面特征与剖面特征3、水平圆柱体重力异常的平面特征与剖面特征,并与球体重力异常作比较4、台阶重力异常的平面特征和剖面特征5、计算几何参数与物性参数的特征点法6、密度界面反演方法第八节转换处理,应用1、区域异常和局部异常,说明它们的相对性2、划分区域与局部重力场的方法与原理3、重力异常的解析延拓,向上与向下延拓的作用4、重力高次导数法,重力高次导数作用第三章磁法勘探重点1.地磁要素,它们之间的关系并图示之。
2.地磁场的构成。
3.解释名词:正常地磁场,磁异常。
4.世界地磁图分析:(1)垂直强度(2)水平强度(3)等倾线(4)等偏线等的特征。
5.解释名词:偶极子磁场、非偶极子磁场6.解释名词:地磁场的“西向漂移”7.太阳静日变化特征,它对磁法勘探作用8.解释名词:磁暴和地磁脉动9.总磁场强度异常ΔT,ΔT的物理意义及ΔT与Za、Xa、Ya三个分量的关系。
10.解释名词:感应磁化强度、剩余磁化强度、总磁化强度,它们之间的关系。
11.岩矿石磁性特征及其影响因素。
12.解释名词:热剩磁,它在磁法勘探中有什么意义13.质子磁力仪的工作原理。
14.解释名词:有效磁化强度、有效磁化倾角,写出与总磁化强度、倾角、偏角的关系并画图示之。
15.球体磁场的平面特征与剖面特征,它与球体重力场特征不同点。
16.水平圆柱体ΔT磁异常的剖面曲线。
1.重力勘探:重力勘探是观测地球表面重力场的变化。
2.重力场:地球周围具有重力作用的空间称为重力场。
3.重力:地球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理的引力作用,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。
4.水准面:等重力位面。
5.大地水准面:与平均的海洋面(在陆地上顺势延伸构成的封闭曲面)重合的重力等位面。
6.正常场地球模型:质量等于地球总质量M,以地球自转角速度绕其极半径为轴旋转,转动惯量J与地球相同的参考椭球体称做正常场地球模型。
7.重力异常:地下物质密度分布不均匀引起重力随空间位置的变化。
在重力勘探中,将由于地下岩石、矿物密度分布不均匀所引起的重力变化,或地质体与围岩密度的差异引起的重力变化,称为重力异常。
8.正常重力场:假设地球是一个密度均匀、光滑的理想椭球体,或密度成层均匀分布的光滑椭球体,用它计算得到的重力值就称为正常重力值,这时的重力场称为正常重力场。
9.正常重力:正常地球模型的引力场强度外加离心力强度在大地水准面上的值。
10.布格校正:把消除由于高程引起的重力变化的高度校正以及消除中间层引起的重力变化的中间层校正通称为布格校正。
11.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。
12.布格重力异常:主要反映内部地球分布不均匀性。
13.向上延拓:压制浅部小地质体的异常,突出深部大的地质体异常。
14.向下延拓:深部大的地质体的异常变化小,突出浅部小的地质体异常。
15.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Δg的特性。
16.反演问题:已知观测面上Δg(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)。
17.高阶导数:更“显著”的突出异常,同时可突出不同深度地质体的异常。
18.地磁场:存在于地球周围的具有磁力作用的空间,称为地磁场。
地磁场主要由基本磁场、变化磁场和磁异常三部分组成。
19.基本磁场:(主磁场)占地磁场的99%以上,主要由地核内电流的对流形成,是一种由偶极子场和非偶极子场组成的内源磁场。
特点:相对稳定,但存在着一种极为缓慢的变化。
20.地磁要素:地理北X、地理东Y、Z、地磁场强度T、H(T在XOY上的分量)、I(磁倾角)、D(磁偏角)。
21.变化磁场:地球的变化磁场是指起源于地球外部并叠加在主磁场(基本磁场)上的各种短期地磁变化。
22.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。
23.区域异常: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。
24.局部异常: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。
25.磁化:使原来没有磁性的物体得到磁性的物理过程。
26.顺层磁化:指磁化倾角与板状体的倾角一致。
27.斜交磁化:是指板的侧面与磁化强度矢量MS斜交的情况,这时板的顶、底面和侧面都分布磁荷。
28.感应磁性:岩石受到外磁场的作用下被磁化的性质。
29.剩余磁性:只与岩石形成时的地理条件、环境及当时的磁场有关,不受地磁场磁化。
30.电法勘探:根据地壳内各种岩石或矿体的电磁学性质(如导电性、导磁性、介电性)和电化学的差异,通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究,寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。
31.视电阻率实际介质并非各向同性,测得的电阻率并非某岩石的真实电阻率,而是多种介质的综合反映,故称之为视电阻率。
32.趋肤深度:电磁波能量(振幅)衰减为原来1\e时所穿透的深度。
33.静态效应:是指当近地表存在局部导电性不均匀体时,电流流过不均匀体表面而在其上形成“积累电荷”,由此产生一个与外电流场成正比的附加电场。
34. 近场效应:由于发射功率有限,为保持足够强的观测信号,收发距r也是有限的,一般在5~10km。
当r<0.5σ时,进入近场区;0.5σ< r<4σ,进入过渡区;r>4σ时,进入远场区。
在过渡区和近区,卡尼亚视电阻率ρS将发生畸变,这称为近场效应。
35.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。
36.电阻率法(直流电法):利用各种岩(矿)石之间具有导电性差异,通过观测和研究与这些差异有关的天然电场或人工电场的分布规律,查明地下地质构造和寻找矿产资源。
简答
1.最小优化选择法的原理。
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。
2.重力异常的影响因素。
(1)地球自然表面与水准面存在高差;(2)地壳内部物质的密度分布不均匀;(3)地球内部物质的变动和重力日变。
3.磁异常的转换处理方法。
方法:延拓、高阶导数、空间滤波
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.
4.重力勘探与磁法勘探之间的比较
①就相对幅值而言,磁异常比重力异常大得多;
②从地面到地下数十千米深度内所有物质的密度变化都会引起重力的变化,重力异常反映的地质因素较多,磁异常反映的地质因素单一,只有各类磁铁矿床及富含铁磁性矿物的其他矿床和地质构造才能造成地磁场的明显变化;
③密度体只有一个质量中心,而磁性体则有两个磁性中心(磁极)。
5.磁异常的最优化选择法
(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.几种常用的电阻率法
电阻率测深法、电阻率剖面法
7.地层是如何产生磁场的
(1)在外磁场的作用下,地层若呗磁化,将产生感应磁性;
(2)地层本身也可能同时存在剩余磁性。
8.电磁波特点
(1)电磁波的电场和磁场均与波的传播方向垂直,故电磁波为横波。
(2)电磁波可在真空中传播,机械波则不能;
(3)电场、磁场均具有能量,故电磁波的传播亦是能量的传播;
(4)电磁波在真空中传播速度约为30万千米每秒;
(5)光波(通常意义的可见光)本质上亦是电磁波
9.影响电阻率的主要因素
⑴矿物成分、含量及结构。
金属矿物含量↑,电阻率↓
结构:侵染状>细脉状
⑵岩矿石的孔隙度、湿度:孔隙度↑,含水量↑,电阻率↓;风化带、破碎带,含水量↑,电阻率↓
⑶水溶液矿化度:矿化度↑,电阻率↓
⑷温度:温度T↑,溶解度↑,离子活性↑,电阻率↓结冰时,电阻率↑
⑸压力:压力↑,孔隙度↓,电阻率↑;超过压力极限,岩石破碎,电阻率↓
⑹构造层的问题:这种层状构造岩石的电阻率,则具有非各向同性,即沿层理方向的电阻率小于垂直层理方向的电阻率。
10.引起地表重力分布的深部因素:
(1)地壳厚度的变化(即莫霍面的起伏);(2)壳内各层物质密度的横向变化;(3)上地幔物质密度的横向变化
11.影响岩石磁性的因素
(1)岩石的矿物成分与结构;(2)岩石的孔隙度矿化度;(3)温度;(4)压力。