重力勘探和磁法勘探共64页文档
地球物理勘探之重力勘探ppt文档
g 9 .78 (1 0 0 .0 30s 52 i 3 n 0 0 .02 0s 02 i0 2 n )
结论： ①地球的正常重力是人们根据研究的需要而确定的，不同
重力P基本上是由地球的引力 确定的，其方向大致指向地心。
地球周围具有重力作用的空 间称为重力场。
地球正常重力——重力的数学表达式
引力场的数学 表达式
dm
f
G
M
2
(x)2(y)2(z)2
离心力场的数 学表达式重力场的数学 表达式源自c 2rr x2 y2
gf cGd 2m 2r M
2、重力场强度
w g(z) z
理论可以证明： 重力位沿任一方向 s 的偏导数，等于重力g在该方向上的投影
（分量）。
式中
为g与s之间的夹角的方向余弦。
W (x,y,z)
Gdm1w2(x2y2) 2
※ 当 s 与 g 的方向垂直时，
w 0 故 W(xy,z, )C (常数)。
s
该式为一个曲面方程，这个曲面是由重力位等于c的一切点所构成的 面，其上任一点的重力方向皆与过该点的曲面的法线方向重合。
二、地球的重力场
正常重力场 重力场随时间的变化
重力异常
（一）正常重力场
要想求取地球的正常重力值，引入一个与大地水准面形状十 分接近的正常椭球体来代替实际地球体（梨形），我们把它称为 参考椭球体。 其赤道半径约6378.160km，两极半径约 6356.755km。
假定正常椭球体的表面是光滑的，内部的密度分布是均匀的， 或者呈层分布，而各层的密度是均匀的．且各层界面都是共焦点 的旋转椭球面。
物探专业生产实习重磁法勘探部分
物探专业生产实习-重磁法勘探部分物探专业生产实习－重磁法勘探部分一、 重磁法勘探原理 1. 重力勘探原理重力勘探的物理基础是密度，地下地质构造及矿产资源的密度（质量）分布不均匀引起的重力变化即重力异常（几百毫迦）。
地球正常重力的变化包括空间变化（可达6000毫迦）和时间变化（0.3毫迦）。
重力异常是地质体的剩余质量对测区某点上单位质量产生的附加引力的铅垂分量.2. 磁法勘探原理磁法勘探的物理基础是地球磁场和岩矿石磁性。
θϕcos ⋅=-=∆F g g g 纬度中间层高度地形零漂和重力固体潮测量值－－－相对观测情况下，ϕσδg g g g g g g h ∆∆∆-∆-∆=∆T地球磁场的主体是稳定磁场。
稳定磁场＝（中心偶极子磁场＋非偶极子磁场）(地球基本磁场T 0)＋地壳磁场（磁异常T a ）变化磁场（δT ）叠加在地球基本磁场之上。
岩矿石磁性包括磁化率k 和剩余磁化强度矢量Mr T a ＝μ0（kT 0/μ0＋M r ）·QQ 为空间因子，是一个和岩矿石与地面上各测点距离有关的量。
T T T T a δ++=0ΔT ＝T －δT －T 0＝T 测量值－δT 日变值－T 0基本磁场值，这是一个标量差。
当Ta 的值不大时（此时T 和T 0的夹角应该很小，图示角度为了示例进行了夸大），cos a T T θ∆≈二．重磁法实习内容安排1.实习目的：(1) 巩固和加深对课堂理论教学的认识和理解； (2)初步进行野外工作方法技术的基本训练，了解和熟悉重磁法勘探野外工作的全过程，掌握重磁异常资料的采集、整理及解释的基本技能；（3）掌握生产报告的编写方法；(4)培养学生实事求是的科学态度和严肃认真、不怕困难、艰苦朴素的工作作风，培养学生的团结协作精神。
2.实习任务探测工区地下是否有密度异常体或磁性体存在；对测得的重力异常和磁异常进行合理解释。
3.实习应掌握的内容：（1）测区、测网和工作比例尺的选择、测网的敷设方法。
勘查技术与工程专业介绍(重力勘探与磁法勘探)-2013
重力测量及其应用 ——重力异常的分析与数据处理
➢重力异常数据的获取、分析与处理
• 重力异常数据的获取
gB g 0 g f g gTC
地表— T Moho— M
3.30
2.67
3.10
3.27
中国地质大学（武汉） 地球物理与空间信息学院
H — 海平面 D — 均衡面
x
0
y
正演计算
x
0
y
h 0z
z
中国地质大学（武汉） 地球物理与空间信息学院
重力测量及其应用 ——重力异常的解释
➢重力异常的解释
• 建模与模拟（正演）
• 推断与反演
• 根据反演结果描述地质现象和地质过程
110°
111°
112°
旬阳
白河
郧县
十堰
What kind of 丹江口
邓州 新野
唐河
平利 竹溪
竹山
LCR-D型重力仪
中国地质大学（武汉） 地球物理与空间信息学院 CG-5型重力仪
A10型绝对重力仪
重力测量及其应用
CLAMP ROD
TUNNEL (PROTECTS SPRING)
——重力测量
MASS
➢重力测量
• 重力测量的任务 • 重力测量的方式 • 重力测量仪器
– 绝对测量重力仪、相对测量重力仪、海洋航空重力仪
中国地质大学（武汉） 地球物理与空间信息学院
地球重力场及其特征
➢太阳系及地球的形成 ➢地球重力场与地球形状 ➢重力异常、重力随时间变化 ➢固体潮 ➢重力学的研究
中国地质大学（武汉） 地球物理与空间信息学院
地球重力场及其特征 ——太阳系及地球的形成
重力勘探和磁法勘探
应用领域： 探矿、地热资源、水文、管线及电缆探查、
沉船、考古等等。
1、基本概念
（1）地磁要素：
X ,Y, Z, H,T, D, I各量统称为地磁要素
X
D
Y
I
X（地理北）
孙吴－嘉荫剖面地理位置图
孙吴－嘉荫剖面地形起伏图 孙吴－嘉荫剖面布格重力异常图
径向平均对数功能谱曲线
去除区噪域声异后常的和布局格部异异常常和分噪离声图影响 孙吴－嘉荫剖面布格重力异常图
结晶基底图
选择界面两侧的平均密度差为0.5g/cm3 ，基底平均深度为2.1km进 行基底界面反演。根据反演的基底起伏情况，大致可将剖面划分为 8个隆起带和7个凹陷带。基底最深处213号点为4.901km。
影响的工作称为中间层改正。如果把中间层当成一个均匀无穷
大的水平层，大约每增厚1m，重力值增大0.419*C*g.u
gz 0.419 C h
当测点高于基点时h取正，反之取负。
④ 高度改正 通过地形和中间层改正后，测点就悬在它所在的空间了。
再经过高度校正，就可以把它投影到基准面上。由于在地面上 每升高1m，重力值大约减小3.086g.u。所以高度改正值：
g异＝g现 g g地 g中 g高
重力异常 正常场改正 地形校正 中间层校正 高度校正
（4）重力勘探的应用条件
• （1）密度差（剩余质量） • （2）水平（横向）变化 • （3）地形影响有限
g + 0 _
2. 重力仪器和重力勘探工作方法
（1）仪器：按弹性材料区分：金属弹簧重力仪和石英弹簧重力
重磁电勘探简介（最新编写）
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。
地球物理勘探 5重力、磁法勘探
2、变化磁场
变化磁场是起源于地球外部并叠加在基本磁场 上的各种短周期变化磁场。 只占地磁场的很小一部分（不到1%），可分 为二类：平静变化和扰动变化。 连续出现有周期性的变化规律，称为平静变化。 包括周期为11年，与太阳黑子活动周期一致的 磁变化； 以一天为周期的太阳静日变化和太阴日变化。
几种常见的重力仪
GS型的重力仪的示意图（一）
GS型重力仪的示意图（二）
主要技术指标: 分辨率：1微伽 直接量程：2毫伽 精 度:±1.9-±3.2微伽 传感度精度：优于 0.0001微米 恒温精度：小于 0.0001°C
DZW型重力仪的结构
国外的几款重力仪
Worden Gravity Meter
（2）磁偶极子场 地磁场与地球中心放一个强磁偶极子产生的磁 场（即均匀磁化球体磁场）很接近。磁偶极子 轴和地理轴之间存在约11.5度的倾角. 按惯例,把地理北极附近的磁极称为地球的北磁 极,把地理南极附近的磁极称为地球的南磁极. (3)大陆磁场:地球的基本磁场中除去最佳磁偶 极子场部分为非偶极子场.大陆磁场是非偶极子 场的主要部分,是由地球内部的深源引起的,绕 八个中心分布,具有不同的极性. (4)长期变化:地球的基本磁场有一个随时间缓 慢向西飘移的变化,称为地磁场的长期变化.各 点的长期变化是不同的,具有区域性.
成果： 磁异常平面等值线图 磁异常剖面曲线图
磁法勘探的解释和应用
定性和定量解释 （1）、磁异常的定性解释 判断引起磁异常的地质原因；判断地质体的形 状与走向；推测地质体的位置与范围； 估计地质体的埋深 2、磁异常的定量解释 通常采用数学分析法如 特征点法：极大值点、极小值点、半极值点、 零值点和拐点。 切线法
工程施工物探检测
工程施工物探检测是指在工程建设过程中，利用地球物理勘探技术对地质条件、地下管线、地下障碍物等进行探测和分析的一种方法。
物探检测技术在工程施工中具有重要作用，可以帮助施工人员了解地质状况，避免施工过程中出现意外情况，确保工程顺利进行。
本文将简要介绍工程施工物探检测的方法、应用范围及重要性。
一、工程施工物探检测方法1. 地震勘探：地震勘探是利用地震波在地下传播的原理，通过观测地震波的传播速度、反射、折射等特性来推断地下地质结构的一种方法。
地震勘探在工程施工中可以用来探测地下断层、岩层分布等地质情况。
2. 电法勘探：电法勘探是利用地下岩石的电性差异来探测地下地质结构的一种方法。
电法勘探包括直流电法、交流电法、电磁法等，可用于探测地下管线、地下洞室、地下水位等地质情况。
3. 磁法勘探：磁法勘探是利用地下岩石的磁性差异来探测地下地质结构的一种方法。
磁法勘探可以用来探测地下磁性矿物分布、古磁场等地质情况。
4. 重力勘探：重力勘探是利用地下岩石的质量差异和地球重力场的关系来探测地下地质结构的一种方法。
重力勘探可以用来推断地下岩层的密度、厚度等地质情况。
5. 钻探：钻探是利用钻机在地下进行钻孔，通过取芯、观察岩芯样品等方法来了解地下地质状况的一种直接勘探方法。
钻探在工程施工中可以用来确定地下管线、地下洞室、地下水位等地质情况。
二、工程施工物探检测应用范围1. 道路工程：在道路工程中，物探检测可以用来探测地下管线、地下洞室等障碍物，避免施工过程中损坏现有管线和设施，确保道路工程的顺利进行。
2. 桥梁工程：在桥梁工程中，物探检测可以用来探测地下地质结构，为桥梁基础设计和施工提供可靠的地质数据。
3. 隧道工程：在隧道工程中，物探检测可以用来探测地下断层、岩层分布等地质情况，为隧道设计和施工提供可靠的地质数据。
4. 水利工程：在水利工程中，物探检测可以用来探测地下管线、地下洞室等障碍物，避免施工过程中损坏现有管线和设施，确保水利工程的顺利进行。
简易的重磁勘探
一：地球重力场地表分布特征1）正常重力是人们根据需要而提出来的，不同的计算公式对应不同参数的地球模型，反映的是理想化条件下地球表面重力变化的基本规律，所以它不是客观存在的；2）正常重力值只与纬度有关，在赤道上最小，两极处最大，相差约50000g.u.；3）正常重力值随纬度变化的变化率，在纬度45°处达到最大，而在赤道和两极处为零；4）研究表明，正常重力值还随高度的增加而减小，其变化率约为-3.086g.u./m。
二：地球磁场地表分布特征总偏线特征: 从一点出发汇聚于另一点的曲线簇,明显地汇聚于南北两磁极区,两条零偏线将全球分为正负两个部分。
总倾线特征:与纬度大致平行，零倾线在地理赤道附近，称为磁赤道，它不是一条直线，磁赤道向北倾角为正，向南为负。
等H线大致平行于地理纬线；在赤道附近(磁赤道上)，水平分量H最大，达(30～40)μT，地下介质在这里被“水平磁化”。
H逐渐减小。
在两极附近H为零。
三：重力勘探与磁力勘探的异同（重力异常与磁异常）1）就相对幅值而言，磁异常比重力异常大很多。
地壳厚度变化引起的重力异常最大，达5.6gal，若正常重力按980gal计算，则最大重力异常值也仅为正常重力值的千分之五。
强磁性体产生的磁异常高达10-4T，若正常地磁场强度按0.5*10-5T计，则最大磁力异常可以比正常地磁场强度大一倍。
2）从地面到地下数十公里深度内所有物质的密度变化都会引起重力的变化，说明重力异常反映的地质因素较多。
但磁异常反映的地质因素却比较单一，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）密度提只有一个质量中心，而磁性体则有两个磁性中心（磁极），且它们的相对位置因地而异。
当地质体置于不同的纬度区时，重力异常特征不变，而磁异常特征则要改变，因此磁异常总是比重力异常复杂一些。
四：重力异常特征及其地质意义对异常特征描述主要从异常的形状、异常的走向、异常的长度和宽度、异常的分布范围、异常的强度、异常的梯度等方面进行描述；异常的地质意义则可从上述不同的异常特征所代表的地下密度不均匀地质体的分布方面进行说明。
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51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚