地球物理勘探的应用前提及适用范围培训材料w

物探培训教材广西地球物理勘察院2011年3月目录第一部分几种常用的地球物理勘探方法适用范围及其资料的解释一、重力 (4)一）重力勘探的应用 (4)二）重力资料处理和解释 (5)二、磁测 (11)一）磁法勘探的应用 (11)二）矿产普查中的磁测资料解释与地质构造推断 (12)三、电法 (16)一）激发极化法 (16)二）充电法 (18)三）自然电场法 (20)四）可控源音频大地电磁法 (20)五）瞬变电磁法 (23)四、地下物探技术的应用 (30)第二部分广西区域地球物理特征分析一、岩石物理性质 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

二、区域重力场 ................................................................................................ 错误！未定义书签。

三、区域磁场 .................................................................................................... 错误！未定义书签。

四、区域深部地质构造分区............................................................................. 错误！未定义书签。

第一部份几种常用的地球物理勘探方法适用范围及其资料的解释一、重力一）重力勘探的应用重力勘探是观测地球表面重力场的变化，借以查明地质构造和矿产分布的物探方法。

地球的重力场是一种天然场。

组成地壳的各种岩（矿）石之间具有密度差异，这种差异会使地球的重力场发生局部变化，从而引起重力异常。

当我们在某一地区进行观测并发现重力异常时，对异常进行分析计算，就能推断引起该重力异常的地下物质的分布情况，从而达到地质勘探的目的。

重力勘探所观测、研究的是天然的地球重力场，引起重力场变化的因素包括从地表附近直至地球深处的物质密度分布的不均匀；又因为野外测量中使用的重力仪轻便，观测简单，采集数据方便，所以重力勘探相对来说具有经济、勘探深度大以及快速获得面积上信息的几个优点，因而获得了比较广泛的应用。

现在，重力勘探能够解决下列几个方面的地质问题。

1．研究地球深部构造。

例如，地壳厚度的变化(莫霍面的起伏)，深大断裂的可能部位及延伸情况，上地幔密度的不均匀性以及研究地壳的均衡状态等。

2．研究大地及区域地质构造，划分构造单元；研究结晶基底的起伏及其内部成分和构造，圈定沉积盆地范围，以及研究沉积岩系各密度界面的起伏和内部构造。

3．探测、圈定与围岩有明显密度差异的隐伏岩体或岩层，追索两侧岩石密度有明显差异的断裂，进行覆盖区的基岩地质、构造填图。

4．根据区域地质、构造及矿产分布规律，为划分成矿远景区提供重力场信息。

5．寻找石油、天然气或煤等有远景的盆地；在圈定的盆地内研究沉积层的厚度及内部构造，寻找有利于储存油气或煤的各种局部构造，条件有利时可以研究非构造油气藏(如岩性变化、地层的推覆及生物礁块储油等)，并直接探测与储油气层有关的低密度体。

6．与其他物探方法配合，固定金属及非金属矿产成矿带；在条件有利时，可以探测并描述控矿构造，或圈定成矿岩体；或者直接发现埋藏较浅、休积较大的矿休或对已知矿体进行追踪等。

7．在水文及工程地质方面，可以研究浮土下基岩面的起伏和有无隐伏断裂、空洞，以确保厂房或大坝等工程的安全；寻找水源，如寻找利于储水的地下溶洞、破碎带、地下河道等；危岩、滑坡体的监测；地面沉降研究；在地热田的勘测开发过程中，发现热源岩体，腔测地下水的升降以及水蒸气的补给情况，以便合理、持久地开发地热田等。

8．在天然地震方面，通过观测重力随时间的变化，为地震预测研究提供依据。

应用重力勘探的必要条件是勘探目标与围岩之间必须具有能够引起可观测异常的密度差。

有利条件是这个密度差要比较大，围岩本身的密度没有明显的变化；勘探目标的埋藏深度要比较浅；重力测区内非研究对象引起的重力变化小；地表地形比较平坦等。

由于重力法依据的是物质之间的密度差异，所以重力观测值中包含了其他地球物理观测值不能比拟的丰富的信息，但是伴随这个优点的是重力资料解释中的重大困难，即不易分离出由不同地质体引起的异常。

然而，重力测量仪器精度及稳定性的提高以及新的先进仪器的出现，观测手段的改进，数据处理及解释水平的提高，重力勘探法必将开辟出新的应用领域。

二）重力资料处理和解释重力资料解释的基本步骤：场的分析─数据处理─地球物理解释（定性和定量解释）─地质解释和推断。

地球物理解释和地质解释要穿插进行，使解释深化。

1．数据处理目的及方法数据处理的目的是在消除各类误差的基础上从叠加场中分离或突出某些目标物的场，并使其信息形式（或信息结构）更易于识别、反演和解释。

其处理软件主要采用RGIS2.0中的相应功能模块进行数据的网格化及各种处理计算。

数据处理方法主要有以下几种：1）对布格重力异常作窗口滑动平均。

采用正方形窗口滑动平均，窗口边长将根据实际情况视试验效果而定。

根据窗口滑动平均异常分别编制反映不同界面深度的区域异常和剩余异常图。

2）对布格重力异常作向上延拓其目的是压制浅而小的地质体的场，突出浅部或深部大地质体的场。

合适的延拓高度由试验确定，以能否达到压制和突出有关信息为准。

根据延拓结果编制相应上延高度的异常平面图。

3）对布格重力异常求垂向二次导数垂向导数主要用于突出局部异常，有利于研究岩体、局部凸起、火山机构、小的断陷盆地、矿化蚀变带等局部地质体。

其效果与剩余异常相当。

计算公式选用罗森巴赫Ⅱ式，半径通过试验来确定。

据计算结果编制相应的垂向二次导数重力异常平面图。

4）对布格重力异常求水平方向一次导数其目的主要用于突出走向垂直于求导方向的断裂及其大致位置、岩脉的位置、宽大地质体的边界线以及确定地质体的走向等。

根据研究区内主要的构造线方向大致为北东向、北西向和近东西向，将分别选择了沿135°、45°、90°、0°方向求导，以便推断区内线性构造。

5）对布格重力异常进行小波变换处理由于重力异常包含了深部、浅部构造层、岩性以及地壳中密度不均匀体等因素的叠加效应，而小波变换通过不同阶次的计算可以分别得到对应不同深度场源的异常平面图。

因此，利用小波变换可以探讨不同深度场源体的空间分布形态。

2．资料解释思路在充分挖掘、分析研究重力异常信息的基础上，结合其它物、化、遥、地质资料进行区内构造单元划分及断裂构造划分；对剩余异常进行定性解释，通过异常数据正反演拟合计算，就部分重点异常对其位置、产状等空间展布形态作定量分析研究；通过异常与成矿作用的相关分析，结合岩浆活动、构造活动规律，提出有找矿意义的地段。

1）定性解释①首先通过重力场的分离，分析深部、浅部异常的展布特征，研究其重力场展布规律，结合地质、物、化遥等信息作出对深部地质构造和浅部密度不均匀地质体进行定性解释，按重力场的异常分区特征研究地质构造分区，通过分离的局部异常对浅部局部密度不均匀地质体的空间形态进行探讨，建立定量解释的初始地质模型。

②通过异常展布特征的规律探讨按不同的异常强度、展布方向、形态等特征规律，进行异常分区；根据地质和物性资料建立建全目标物的地质—地球物理概念模型的标志，研究不同的地质起因，划分地质构造单元。

③根据重力异常的线性展布特征研究地质线性构造，建立区域地质构造格架，推断区域断裂的分布。

④利用局部异常的展布特征，对浅部的局部密度不均匀体进行圈定，结合地质、物化遥等地质成果进行地质解释。

2）定量解释定量解释的任务是运用各种定量反演方法求取有关场源（拟探测目标物或目标层）的几何参数和物性参数。

定量解释的重力数据一般应是经过数据处理，分离出目标物（含目标层）的重力场，并且是在定性解释所建立的地质—地球物理概念模型的基础上进行的。

定量解释工作主要选择区内有相应已知条件的异常进行。

在定性解释的前提下，为了进一步对深部构造层以及岩体、盆地、断裂等所引起的有一定地质找矿意义的异常深入地研究探讨，尽可能利用区内实测的物性参数和已知的边界条件来进行定量或半定量解释，尽量减少多解性的出现。

在解释的过程中，尽可能做到平面解释与剖面解释相结合，互为补充、借鉴和约束，这对于某些地质体边界的确定、某些界面起伏和埋深的研究是十分必要的。

同时，其成果也更为可信，依据更为充分。

3）地质解释和推断地质解释的任务是在定性和定量解释基础上，根据各种地质体的地质—地球物理模型的特征，结合工作区的地质情况，运用地质学的基本原理将这些解释成果转变为推断的地质体或现象，并进而对它们从空间和时间上做出合乎地质学原理的地质解释和推断。

总结重力异常的找矿信息，根据重力异常与已知矿点分布的相关关系，结合其他地、化、遥资料，综合重磁场反映的构造、岩浆岩展布规律，开展区域内成矿远景区划和圈定找矿靶区。

根据定性和定量解释、平面和剖面解释的结果，按照地质学的基本原理编制推断成果图，主要包括推断的构造图、岩浆岩分布图、莫氏面深度图、结晶基底深度图以及成矿预测图等，同时建立局部异常登记卡，充分挖掘和展现区域重力调查所取得的成果。

4)重力异常分区的基本原则及基本方法①异常分区基本原则重力异常解释一般从场的分区入手。

首先要将研究区的场置于更大范围场的背景中加以研究，并与邻区对比。

按重力场的各种特征如异常群的强度、形态、梯度、走向、多寡及展布特点等项标志及其组合特征进行场的分区。

对研究区进行场的分区，在此基础上还可进一步划分具有不同特征场的小区。

②异常分区基本方法a.在区域重力异常图上，根据区域场的强度、范围等标志进行区域场的分区。

b.在布格重力异常图及剩余重力异常图上，根据异常群的强度、形态、梯度、走向、多寡及展布特点等项标志的组合特征进行场的分区。

c.通过与地质构造图件的对应分析，初步研究场的分区与已知不同级别构造单元的关系，推断各区域异常的地质起因。

d.在对重力场进行分区和定性解释的基础上，可对地质构造进行初步划分，为进一步研究区内其它地质问题提供地质构造背景。

在全面地质解释后，还应根据其它解释成果修改、调整地质构造的分区，使其更为合理。

e.研究异常分区与不同级别大地构造单元的关系，若这种关系确立时，分区应与不同级别的大地构造单元相对应；当异常分区与已知大地构造分区不完全一致时，可依据异常分区提出大地构造分区的修改建议，特别是在大片覆盖地区。

f.条件允许时，采用与预测区级别相对应的分区级别。