重磁勘探课程设计
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《重磁勘探》 课程设计报告
专 业： 勘查技术与工程 班 级： 物探1003班 姓 名： 李涛 学 号： 201011020309 指导教师： 张春灌
二〇一三 年 元 月 六 日 1
《 重磁勘探 》 课程设计任务书
题 目 用Matlab语言编程计算 多个不同空间位置的球形矿体在地面引起的重力异常
学生姓名 李涛 学号 201011020309 专业班级 物探1003
:设 计 内 容 与 要 求 包括：原始数据，技术参数，设计要求，说明书、图纸、实物样品的要求等 内容： 1、设计多个不同空间位置的球形矿体，并用Surfer等绘图软件绘制其平面和主剖面空间位置示意图(假设地面水平)； 2、推导多个不同空间位置的球形矿体在地面引起重力异常的计算公式； 3、利用推导出的公式，用Matlab语言编程实现重力异常的计算； 4、利用Surfer软件绘制计算结果的平面等值线图、阴影图等图件。 要求： 1、所设计的地质体必须2个以上，并且不能重叠； 2、地质体的半径、埋深以及剩余密度不必统一，可在合理的情况下任意设置； 3、本次课程设计内容应用Surfer软件设计，Matlab语言编程实现； 4、根据所提供的课程设计报告格式编写报告，报告中应附上课程设计任务书，报告内容应包括所推导的公式、所编写的程序、结果图件等，对所得结果做分析研究； 5、提交课程设计报告打印件一份和电子件一份。
起止时间 2012 年 12 月 29 日 至 2013 年 1 月 6 日 指导教师签名 年 月 日 系（教研室）主任签名 年 月 日 学生签名 年 月 日 2
目 录 第一章 引言 ………………………………………………3 第二章 模型设计 …………………………………………4 第三章 程序实现 …………………………………………8 第四章 结果分析 …………………………………………13 第五章 总结 ………………………………………………17 参考文献 …………………………………………………17 3
第一章 引言 1.1 课程设计目的和意义 本次课程设计是《重磁勘探》学习的延续(独立设课），目的是巩固所学的重力和磁法勘探的理论知识，加深对基本原理的理解，会用所学程序设计语言（如Matlab，Surfer）等软件完成课程设计题目的程序编写、数据计算，利用现有绘图软件完成数据成图,对所得结果做分析研究，并且交一份报告。 1.2 课程设计内容 两个不同空间位置的球形矿体在地面引起的重力异常。 ⑴、设计多个不同空间位置的球形矿体，并用Surfer等绘图软件绘制其平面和主剖面空间位置示意图(假设地面水平)； ⑵、推导多个不同空间位置的球形矿体在地面引起重力异常的计算公式； ⑶、利用推导出的公式，用Matlab语言编程实现重力异常的计算。 1.3 课程设计要求 设计两个不同空间位置的球形矿体，并画出其平面和主剖面空间位置示意图(假设地面水平)。 推导两个不同空间位置的球形矿体在地面引起重力异常的计算公式，利用推导出的公式，用Matlab语言编程实现计算重力异常。 根据所提供的课程设计报告格式编写报告，报告中应附上课程设计任务书，报告内容应包括所推导的公式、所编写的程序、结果图件以及对所得结果做的分析研究等。 提交课程设计报告打印件一份和电子件一份。 4
第二章 模型设计 主要包括计算公式、模型参数、模型图件等。 2.1 主要公式及参数 两个球形地质体产生异常的公式：
232222222322321212113123222222222321212111)(34)(34)()(hYXhRGhYXhRGhYXhGMhYXhGMg球 三个球形地质体产生异常的公式：
23232323333232222222322321212
1
131
232323233323222222222321212
1
11
)(34)(34)(34)()()(hYXhRGhYXhRGhYXhRGhYXhGMhYXhGMhYXhGMg
球
若常数G取6.67*10-3，剩余密度σ的单位取g/cm3，半径R的单位取m，中心埋深h的单位取m，则重力异常Δg的单位为mGal。 2.2 模型图件及相对数值 ⑴.设计一 ①.两个球形地质体的参数： 球1：半径：R1=50 埋藏深度：H1=100 球心坐标：（x,y)=(-150,-150) 建立坐标x,y范围：x: -250 250 y: -250 250 球体密度：σ=0.5g/cm3 球2：半径:R2= 100 埋藏深度:H2=150 球心坐标：(x,y)=(100,100) 建立坐标x,y范围：x: -250 250 y: -250 250 球体密度：σ=0.5g/cm3 ②.模型图件 5
图2——1 6
图2——2 ⑵.设计二 ①.三个球形地质体的参数： 球1：半径：R1=75 埋藏深度：H1=75 球心坐标：（x,y)=(-300,0) 建立坐标x,y范围：x: -400 400 y: -400 400 球体密度：σ=0.5g/cm3 球2：半径: R2=100 埋藏深度:H2=100 球心坐标：(x,y)=(0,200) 建立坐标x,y范围：x: -400 400 y: -400 400 球体密度：σ=0.6g/cm3 球3:半径：R3=150 埋藏深度：H3=150 球心坐标：（x,y）=(250,50) 建立坐标x,y范围：x: -400 400 y: -400 400 球体密度：σ=0.8g/cm3
②.模型图件 7
图2——3
图2——4 8
第三章 程序实现 主要包括Matlab程序语句，结果图件等。 3.1运行程序语句及结果图件 ⑴.两个球形地质体产生异常的运行程序 a=250; b=250; clf; GA=6.67e-003; DPI=3.1415926; P=0.5; R1=50.0; R2=100.0; H1=50.0; H2=150.0; M1=(4.0/3.0)*DPI*(R1^3)*P; M2=(4.0/3.0)*DPI*(R2^3)*P; x=-a:10:a; y=-b:10:b; for i=1:length(y) for j=1:length(x) z(i,j)=(GA*M1*H1)/(((x(j)+150)^2+(y(i)+150)^2+H1^2)^1.5)+(GA*M2*H2)/(((x(j)-100)^2+(y(i)-100)^2+H2^2)^1.5); end end axis([-a,a,-b,b,min(min(z)),max(max(z))]); colormap(flipud(winter)); surf(x,y,z); save qiu1.dat z -ascii; save qiu1 z; ⑵.两个球形地质体产生异常的结果图件 9
图3——1 图3——2 10 图3——3 3.2运行程序语句及结果图件
⑴.三个球形地质体产生异常的运行程序 a=400; b=400; clf; GA=6.67e-003; DPI=3.1415926; P1=0.5; P2=0.6; P3=0.8; R1=75.0; R2=100.0; R3=150.0; H1=75.0; H2=100.0; H3=150.0 M1=(4.0/3.0)*DPI*(R1^3)*P1; 11
M2=(4.0/3.0)*DPI*(R2^3)*P2; M3=(4.0/3.0)*DPI*(R3^3)*P3; x=-a:10:a; y=-b:10:b; for i=1:length(y) for j=1:length(x)
z(i,j)=(GA*M1*H1)/(((x(j)+300)^2+(y(i)-0)^2+H1^2)^1.5)+(GA*M2*H2)/(((x(j)-0)^2+(y(i)+200)^2+H2^2)^1.5)+(GA*M3*H3)/(((x(j)-250)^2+(y(i)-50)^2+H3^2)^1.5); end end axis([-a,a,-b,b,min(min(z)),max(max(z))]); colormap(flipud(winter)); surf(x,y,z); save qiu1.dat z -ascii; save qiu1 z; ⑵.三个球形地质体产生异常的结果图件：
图3——4
