应用地球物理复习题

应用地球物理复习题1应用地球物理方法的物质基础1、地球物理勘探的主要工作内容是：数据采集、数据处理、地质解释。

2、密度差异重力勘探的物质-——地球物理前提条件3、决定岩石矿石的密度的主要因素是：①组成岩石的各种矿物成分及其含量的多少②岩石中孔隙度的大小及孔隙中的充填物成分③岩石所承受的压力。

4.火成岩的密度主要取决于矿物成分及其含量的百分比，由酸性→中性→基性→超基性岩，随密度大的铁镁暗色矿物含量的增多，密度逐渐增大(见图）成岩过程中的冷凝、结晶分异作用也会造成不同岩相带的密度差异；不同成岩环境(如侵入与喷发)会造成同一岩类的密度有较大差异。

5.沉积岩的密度密度主要取决于：沉积岩最大的特点是孔隙发育，一般具有较大的孔隙度，如灰岩、页岩、砂岩等，孔隙度可达30％一40％，密度主要取决于：孔隙度：主要取决于孔隙度大小，干燥的岩石随孔隙度减少密度值呈线性增大；孔隙充填物成分与含量：充填物的成分(如水、油、气等)及充填孔隙占全部孔隙的比例（饱和度、泥质含量）；地质年代与埋深：成岩时代久、埋深大、上覆岩层对下伏岩层的压力加大，这种压实作用也会使密度值变大。

6.物质宏观磁性各类物质，因原子结构不同，在外磁场作用下，呈现不同的宏观磁性抗磁性(逆磁性)在外磁场H作用下，磁化率为负值、数值很小，约为10-5数量级抗磁性物质没有固有原子磁矩，仅有电子旋进产生附加磁矩附加磁矩方向与外磁场相反，形成抗磁性顺磁性顺磁性物质受外磁场作用，其磁化率为不大的正值其原子具有固有磁矩，无外磁场，原子磁矩取向混乱。

有外磁场，原子磁矩(电子自旋磁矩所作的贡献)顺着外磁场方向排列，显示顺磁性。

顺磁性物质其磁化率与绝对温度成反比，称为居里定律铁磁性铁磁性物质磁化率大，在弱外磁场中即可达到磁化饱和磁化强度与磁化场呈非线性关系——不可逆性磁滞回线——铁磁性物质在外磁场中的磁化特性曲线矫顽磁力——磁化强度归零所需外磁场强度值Hc7.表征磁性的物理量1、磁化强度和磁化率2、磁感应强度和磁导率3、感应磁化强度和剩余磁化强度。

8.磁化率κ：表征物质受磁化的难易程度，无量纲，实用中仍注以单位1SI(κ)=1/4πCGSM(κ)真空介质磁导率μ0相对磁导率μr，是一个纯量，有μr=μ/μ09.感应磁化强度M i：岩石圈中的地质体受现代地磁场（强度约0.5?10-4T）磁化的程度10.影响岩石磁性的主要因素：1、所含磁性矿物的类型、含量2、矿物颗粒大小与结构3、温度、压力有关。

11.电法勘探利用的电学性质有：导电性、电化学活动性、介电性和导磁性。

12.影响岩、矿石导电性的因素(1)、岩石、矿石成分和结构对其电阻率的影响矿物颗粒和胶结物的电阻率、形状及百分含量。

矿物颗粒呈片状——电阻率具有方向性矿物颗粒呈针状——电阻率一般也有方向性矿物颗粒为球形的岩石电阻率不具有方向性2、含水对岩石、矿石电阻率的影响决定于：含水量（饱和度）——决定于孔隙度孔隙水本身电阻率的高、低3、温度对岩石、矿石电阻率的影响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、压力对岩、矿石电阻率的影响在压力极限内，增大压力将使孔隙水挤出，电阻率变大；压力超出岩石破坏极限，则岩石破裂，电阻率降低；8.地震波的速度是地震勘探中最重要的参数。

它将波传播的时间和空间联系起来，用以研究地下地质构造形态13.①火成岩速度大于变质岩和沉积岩速度、且速度变化范围较小；②变质岩速度变化范围较大；③沉积岩速度较小，但因其结构复杂，影响因素众多，速度的变化范围最大14.沉积岩中速度分布一般分布规律：空间上速度成层分布是沉积岩速度分布的基本特点。

决定于沉积顺序及岩性特点，通常根据形成沉积的各种条件可以将整个地质剖面分为若干层，每一层速度不同。

这是实施地震勘探的有利前提；速度垂直梯度的存在是沉积岩速度剖面的又一特点。

速度与深度和地质年代有关，且基本上是平滑变化。

二者共同作用使速度具有方向性。

即速度随着深度的增加而加大。

速度垂直梯度是随深度的增加而减小；速度的水平梯度一般不大。

由于地质构造与沉积岩相的变化，也会引起速度的水平（横向）方向变化。

精细处理和解释时，应该注意水平梯度的影响。

——横向非均质性构造破坏(如断层)可以引起速度的突变。

地层中的不整合及地层尖灭都会对速度的水平梯度有显著的影响。

第二章地球物理场的基本特征1、依据其形状、大小、地球的质量、密度分布、自转角速度及各点所在的坐标位置等求出其重力位，称为正常重力位由正常重力位再计算出的重力值就称为正常重力值2太阳、月亮与地球相对位置的周期变化，造成海洋潮汐及固体地球的弹性形变等引起重力固体潮3、地面上任意一点的重力值主要取决于：测点纬度、高度、周围地形、重力固体潮、地下密度不均匀体分布（仅此对找矿有意义）4、由于实际地球内部的物质密度分布非常不均匀，因而实际观测重力值与理论上的正常重力值总是存在着偏差，这种在排除各种干扰因素影响之后，仅仅是由于地下物质密度分布不匀而引起的重力的变化称为重力异常。

重力异常的实质重力异常就是地质体的剩余质量对测点处单位质量所产生的附加引力在重力方向上的分力(或投影)，若剩余质量为正，则异常为正，反之则为负。

5.重力异常的基本特征与应用、特征：①相对性，（源于异常划分标准的非“唯一”性）②不同种重力异常(g,Vzz等)特征不同。

对目标体敏感度不同,综合应用③重力勘探主要应用布格重力异常；(基于不同校正方法可得不同异常)④重力异常比较平滑、清晰(相对磁异常而言)，“异常”值与“正常”值之比极小——因密度差异小，最大约为2~3倍，而磁性差异大，可达上千倍；应用：①重力固体潮是理论地球物理学中研究地球内部结构与弹性等方面的重要手段；②利用不同地球重力场模型的位系数，可计算出全球范围的重力异常、大地水准面高程异常以及重力垂直梯度异常等，为研究全球的板块构造、地幔内物质的密度差异、地幔流分布等提供重要依据。

6、地磁要素：七要素表示任一点地磁场大小和方向特征的物理量称为地磁要素地磁场总强度矢量T北向分量(X)、东向分量(Y)垂直分量(Z)；水平分量(H)，指向为磁北方向T的倾斜角(I)，下倾I为正，反之I为负磁偏角(D),磁北向东偏D为正，西偏D为负7、重力场与地磁场的异同相同点：均为人为不可控天然稳定场—被动物探均随空间位置变化，具有一定的空间分布规律（即正常重力场或正常地磁场）都随时间发生微小变化不同点：重力场和地磁场成因不同、性质不同；重力场为单极场，地磁场近似为偶极场；重力场为强场，地磁场为弱场；相对而言地磁场为强时变，重力场弱时变；相对而言8、应变：弹性体受外力或扰动作用所产生的体积和形状变化。

9、应力：在外力作用下弹性体发生形变时，阻止其形变，欲使其恢复原状的内力称为内应力，简称应力。

（功能定义）应力定义：单位面积上的内力（量化概念）。

其量纲不是力的量纲而是单位面积上力的量纲，故有时也称其为“胁强”10、杨氏模量E：圆形或多棱形柱体一端受力，侧面为自由面时，所加应力与伸长之比12.泊松比σ：横向缩短与纵向伸长之比其值介于0~0.5之间。

松软和不胶结物质σ达0.45，坚硬岩石σ值很低，液体σ=0.513.体积压缩模量K：固体受均匀静压力时，所加压力与体积变化之比第三章应用地球物理常用的正演方法1、数学模拟方法求解地球物理正演问题的一般步骤：第一步，地质建模：据研究对象和问题建立地球模型或地质结构模型；第二步，数学建模：据使用的物理手段和地球模型建立相应的数学模型；第三步，模拟计算：选择计算方法，编制计算程序，进行数值计算。

2.常用数值计算方法有限差分法计算速度快有限元法、边界刻化好积分方程法适于模拟复杂的地质情况第四章重力勘察方法的基本原理1、重力勘探方法流程第一步：确定工区位置，野外踏勘，室内设计第二步：野外测量及数据整理2、重力基点网联测目的：获得相邻基点(一个边段)上高精度的增量值2、普通点测量第三步：重力测量校正及异常求取与成图—预处理第四步：重力异常资料处理（分离、去噪等）第五步：重力异常反演与地质解释正演——建立规律性认识反演——地质推断3、重力固体潮校正目的：消除太阳、月亮对地表各测点产生的重力变化；零漂校正目的：消除重力仪零点漂移问题，必须在基点控制下校正。

4、建立重力基点网的重要性：第一，利用每一测段的首尾基点己知值(即平差后的值)来控制普通点测量，以便进行各普通点上的零漂校正第二，可以由总基点出发依各基点上的相对重力值推算出全区所有普通点的相对重力值。

如果总基点与国家已知绝对重力值的基本点实施过联测，则各基点与各测点上的绝对重力值也可以换算出来了。

重力基点网联测方法双程往返观测法2、三重循环观测法5、重力测量校正(一)正常场校正（纬度校正）目的：消除正常重力值随纬度的变化方法：基于正常重力公式进行校正在小比例尺大面积测量中（精度低），测点采用绝对重力值，将测点纬度代入正常重力公式计算出正常重力值，然后，从观测值中减去该值即可(二)地形校正目的：消除测点周围地形起伏对测点观测值的影响特点：起伏地形的影响总是使测点观测值减小，故地形校正值总是正的(仅指局部地形校正而言。

若考虑地球表面的弯曲，且改正范围大或全球的广义地形校正时，其值将有正有负)。

(三)高度校正目的：消除海拔高程的影响（自然地表到大地水准面的距离）特点：高程增大，正常重力值减小，反之增大方法：基于重力随半径的变化率计算高程校正量(四)中间层校正目的：消除经地形、高程校正后过测点的水准面与大地水准面(或过总基点所在的水准面)之间厚度为h的物质层（即中间层）的影响特点：测点高于大地水准面(或总基点)h为正，中间层在测点下方，将使观测值加大。

校正值为负；反之为正，它与高程校正正好相反。

方法：水平圆盘的积分法（五）均衡校正：对均衡作用造成的地壳内部质量的不足或过剩的影响所进行的校正均衡异常：布格异常被均衡校正后。

主要研究全球范围内不同地区地壳的均衡状态6.布格重力异常：经纬度、地形、高度以及中间层校正后的重力异常7.布格校正：高度校正与中间层校正的统称（因两项校正都与h有关）8、球体(点质量)异常特征:对剩余密度均匀的球体，与全部剩余质量集中在球心处的点质量所产生的异常完全一样。