重磁勘探课程设计

《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

《重磁勘探》课程设计任务书

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)

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。

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：

2

32

22

22

2

23

22

3

2

12

12

11

3

12

32

22

22

2222

32

12

12

11

1)

(3

4)(3

4)

()

(h Y X

h R G h Y X h R G h Y X h GM h Y X h GM g +++

++=

+++++=

?σπσπ球

三个球形地质体产生异常的公式：

2

32

32

32

3

33

32

3

2

22

22

2

23

22

3

2

12

12

11

3

12

3

2

3232

33

32

32

22

22

2222

32

12

12

11

1)

(3

4)

(3

4)(3

4)

()

()

(h Y X

h R G h Y X

h R G h Y X h R G h Y X h GM h Y X h GM h Y X h GM g +++

+++

++=

+++

+++++=

?σπσπσπ球

若常数G 取6.67*10-3

，剩余密度σ的单位取g/cm 3

，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/cm 3

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/cm 3 ②.模型图件

图2——1

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

图2——3

图2——4

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)-1 00)^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

图3——1

图3——2

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;

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

图3——5

图3——6

第四章结果分析

主要包括制图流程、各种图件，并做简要分析。

4.1制图流程

⑴.先在Surfer软件上设计地下地质球体，绘制一幅图，给出球体的坐标，以及球体的半径，如图（2——1）和图（2——3）；

⑵.在Surfer软件上设计地下地质球体，绘制一幅图，给出球形地质体的埋藏深度，如图（2——2）和图（2——4）；

⑶.在Matlab软件上输入程序的语言，然后运行程序语言，得出球形地质体在地面产生异常的立体图，如图（3——1），图（3——2），图（3——4），图（3——5）；

⑷.在Surfer软件上显示地质异常的渐变等值线图，如图（3——3），图（3——6）。

4.2结果图件

图4——1

图4——2

图4——3

图4——4

图4——5

4.3结果分析

⑴.以上图（4——1）到图（4——5），不同地下球形地质体在地面产生地质异常的情况，观察图（4——1）到图（4——4），可以看出不同的地下球形地质体在地面产生的异常不

同；

⑵.观察图（4——1）和图（4——3）对比两个球体或者三个球体产生的异常，可以发现，埋藏深度越浅的球形地质体，其在地面产生的异常越明显，而且半径越大的地质体其在地表产生的异常形状越大；

⑶.观察图（4——2）和图（4——4）可知，其半径越大的地下球形地质体产生异常的范围越大；

⑷.图（4——5）为地质体产生异常的等值线图，可以看出其产生异常曲线是围绕着球形地质体的半径不等的同心圆。

第五章总结

本次的《重磁勘探》课程设计给我们提供了一个很好的实践平台，让我们学到许多课本上没有的知识，而且让我们在学习使用软件操作的同时也对课本知识加以巩固。

本次的课程设计使我对Matlab软件和Surfer软件有了进一步的了解，了解了它的使用方法，以及它的功能，我们可以用Surfer软件绘制图样，以显示地质体的埋藏深度和它的地质坐标。而且可以用它来显示最后得出重力异常的渐变等值线图。我们学会了怎么使用Matlab软件来运行程序以及显示最后的成果图件，即重力异常立体图件。总之，这次课程设计使我们在学习到一些课外知识的同时巩固了课本知识。本次实验同学之间以及同学与老师之间也进行了大量的沟通，使我们出现的问题能够及时的解决，也加深了我们与老师和其他同学的感情，对以后的学习有很大的帮助。

总之，本次课程设计我是受益匪浅，我希望学校和院系以后能够为我们提供更多的像这样的实践平台，来提升我们的基础知识和实践能力。

参考文献

[1] 黄仲良. 石油重、磁、电法勘探[M]. 北京：中国石油大学出版社, 2008年.