勘察地球物理导论-导论
地震勘探的基本方法
反射波时距曲线
t OR RS O*S
V1
V1
4h2 X 2 V1
当炮检距X=0时， t0=2h/V1，是炮点 之下垂直反射波旳 走时。
连续介质情况下 反射波时距曲线
连续介质中波旳射线和等时线方程
p sin (z)
v(z)
定义视速度旳倒数为视慢度，它就是射线参数p.
连续介质情况下 反射波时距曲线
室内数据处理；
地震地质解释；
‥ ‥等。
地震反射波勘探旳基本原理
在地表附近激发旳地震波向下传播，遇到不同介 质（地层）分界面产生向上旳反射波，检测、统 计地下地层界面反射波引起旳地面振动，能够解 释推断地下界面旳埋藏深度，地层介质旳地震波 传播速度、地层岩性、孔隙度、含油气性等。
最简朴旳是根据反射波到达地面旳时间计算地下
如右图 所示，从激发点O 发出旳入射波 到达绕射点A，然后以绕射波形式到达地 面旳任意观察点D，显然，波旳旅行时是 由两部分构成：一部分是入射波旅行OA
所需旳时间，另一部分是绕射波经过AD 旳 传播时间。
OA AD l2 h2 (x d )2 h2
t
v
v
屡次反射波时距曲线
本地下存在强波阻抗界面时（如在水域开展调查时旳水底 界面、浅层基岩面等），往往能够产生屡次反射波。屡次 反射波可分为全程屡次波和层间屡次波等，在地震统计上 出现得最多、也比较轻易辨认旳是全程屡次反射波。
动校正速度选用旳影响
有速度误差，则经过动校正后，还有剩余时差
对速度精度旳要求：
1、叠加次数越高，接受间隔越大，通放带越 窄，对动校正速度要求越高；
2、界面越深旳反射波，速度误差旳影响越小； 3、伴随道间距旳增长，由速度误差引起旳叠
地球物理学导论复习题
一．填空题1．地球物理学的研究对象是（从固体内核至大气圈边界的整个）地球。
2．地球内部的圈层划分主要是依据地震波在地球内部传播得出的波速分布特征。
3．世界上的地震主要集中分布在三个地震带：环太平洋地震带、地中海-南亚地震带、和海岭地震带。
4．地球表面的形态可分为海洋、大陆边缘、陆地，海陆地形的差异是板块运动的结果。
5．天然地震按地震成因可分为：构造地震、火山地震、塌陷地震、诱发地震。
6. 用于石油和天然气勘探的物探方法,主要有_______勘探,_________勘探, __________勘探和_________勘探.其中是有效的物探方法是地震勘探.答: 地震; 重力; 电法; 磁法.7. 用_________方法(如爆炸,敲击等)产生振动,研究振动在_________的传播规律,进一步查明________地质构造和有用矿藏的一种_______方法,叫地震勘探.8. 物体在外力作用下发生了____________,当外力去掉以后,物体能立刻_________层状,这样的特性称为___________.具有这种性能的物体叫____________.答: 形变; 恢复; 弹性; 弹性体.9. 物体在外力作用下发生了__________,若去掉外力以后, 物体仍旧__________其受外力时的形状,这样的特性称为_________.这种物体称为____________.答: 形变; 保持; 塑性; 塑性体.10. 弹性和塑性是物质具有两种互相___________的特性,自然界大多数物质都___________具有这两种特性,在外力作用下既产生__________形变.也产生___________形变.答: 对立; 同时; 弹性; 塑性.11. 弹性和塑性物体在外力作用下主要表现为____________形变或___________形变.这取决于物质本身的__________物质,作用其上的外力________作用力延续时间的_____________,变化快慢,以及物体所处____________、压力等外界条件.答: 弹性; 塑性; 物理; 大小; 长短; 温度.12. 当外力作用_________, 而且作用时间又_________,大部分物质主表现为弹性性质.答: 很小; 很短.13. 当外力作用__________,且作用时间__________时, 所有物质都表现为塑性性质.答: 大; 长.14. 地球是由若干个_________组成的,其中外部圈层包括______________________、_____________.答: 圈层; 大气圈; 水圈; 生物圈.15. 地球内部圈层包括___________、 ___________和____________.软法圈以上的地幔部分和地壳合称为________________.答: 地壳; 地幔; 地核; 岩石圈.16. 本专业培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体、美等方面全面发展，具有良好思想政治素质、人文素质、创新精神与实践能力，具有扎实的（数理基础），掌握基本的地质学原理与方法，系统掌握（地球物理学）的基本理论、基本知识和基本技能，具有从事地震监测预测，（地质矿产）、（煤田和油气资源）勘查，（道路桥梁的）工程地球物理检测等方面的实际工作和研究工作初步能力的应用型人才。
勘察设计中的地球物理勘察技术
随着地球物理勘察技术的不断进步，其应用领域不断拓展，涉及环 境地质、灾害防治、城市地下空间开发等多个领域。
地球物理勘察技术的原理与方
02
法
重力勘探
总结词
通过测量地球重力场的变化，确定地下岩层的分布和性质。
详细描述
重力勘探利用不同岩层之间的密度差异，通过测量地球重力场的变化，推断地下岩层的分布和性质。这种方法在 地壳中广泛使用，尤其在石油和矿产资源勘探中具有重要价值。
放射性勘探
总结词
利用放射性元素在地壳中的分布和衰变 规律，探测地下放射性元素的分布和性 质。
VS
详细描述
放射性勘探利用放射性元素在地壳中的分 布和衰变规律，推断地下放射性元素的分 布和性质。这种方法在铀、钍、钾等放射 性元素勘探中具有重要价值。
地球物理勘察技术的应用范围
03
与限制
资源勘查
石油、天然气、煤炭等能源矿产的勘探。 金属与非金属矿产的勘探。 地下热水、地下水资源的调查。
详细描述
电法勘探利用不同岩层之间的电性差异，通过电测探法和电剖面法等手段探测地 下电性体的分布和性质。这种方法在地壳中广泛使用，尤其在寻找金属矿、煤田 等领域具有重要价值。
地震勘探
总结词
通过人工激发地震波，利用地震波在地壳中的传播规律，探测地下地质构造和岩层的分布和性质。
详细描述
地震勘探通过人工激发地震波，利用地震波在地壳中的传播规律，推断地下地质构造和岩层的分布和 性质。这种方法在地壳中广泛使用，尤其在石油和天然气勘探中具有重要价值。
案例二：某桥梁工程的地下地质勘察
总结词
在某桥梁工程的选址阶段，利用地球物理勘 察技术对桥墩位置的地下地质结构进行勘查 。
地球物理学导论
3．交通通讯变化的影响 (1)新式交通促进了经济发展，改变了人们的通讯手段和 ，出行 方式转变了人们的思想观念。
(2)交通近代化使中国同世界的联系大大增强，使异地传输更为便 捷。
(3)促进了中国的经济与社会发展，也使人们的生活 多。姿多彩
关键词——交通和通讯不断进步、辛亥革命和国民大革命顺应
时代潮流
图说历史
主旨句归纳
(1)近代交通由传统的人力工具逐渐演变为
机械动力牵引的新式交通工具，火车、
汽车、电车、轮船、飞机先后出现。
(2)通讯工具由传统的邮政通信发展为先进
的电讯工具，有线电报、电话、无线电
报先后发明。
(3)近代以来，交通、通讯工具的进步，推
()
A．江南制造总局的汽车
B．洋人发明的火车
Hale Waihona Puke C．轮船招商局的轮船D．福州船政局的军舰
[解析] 由材料信息“19世纪七十年代，由江苏沿江居民 到上海”可判断最有可能是轮船招商局的轮船。
[答案] C
[题组冲关]
1．中国近代史上首次打破列强垄断局面的交通行业是 ( )
A．公路运输
B．铁路运输
C．轮船运输
C．通过互联网 D．乘坐火车赴各地了解
解析：本题考查中国近代物质生活的变迁。注意题干信
息“20世纪初”“最快捷的方式”，因此应选B，火车速度 远不及电报快。20世纪30年代民航飞机才在中国出现， 互联网出现在20世纪90年代。 答案：B
4．下列不属于通讯工具变迁和电讯事业发展影响的是( ) A．信息传递快捷简便 B．改变着人们的思想观念 C．阻碍了人们的感情交流 D．影响着人们的社会生活 解析：新式通讯工具方便快捷，便于人们感情的沟通和交流。 答案：C
_地球物理勘探概论教学大纲
《地球物理勘探概论》教学大纲（资源勘查工程专业）课程编号：3x2060390学时：48学分：2.5主讲教师：唐振平一、课程性质地球物理勘探概论是地质构造研究（尤其是区域、深部构造调查）、矿产调查（特别是隐伏产状矿产）及工程地质调查中先进而且不可缺少的重要手段。
二、课程目标通过本课程的学习，要求学生系统掌握地球物理勘探各种勘探方法的基本知识、基本原理和基本方法，包括重力勘探、磁法勘探、电法勘探等勘探方法的基本原理、基本概念，利用各种地球物理方法解决各种地质问题的前提，各种资料处理方法的原理和基本思路，以及利用上述地球物理方法进行地质解释的原理和过程等内容。
同时，本课程注重理论联系实际，增强学生的系统观和全局意识，加强学生实验和动手能力的锻炼。
二、课程设计（一）理论课程的基本内容：地球物理勘探概论课程是我校资源勘查工程等非地球物理专业的专业基础课程，授课44学时，共分为四个知识模块，详细学时分配情况如下：1.第一知识模块是通论部分—概念模块（6学时）主要讲述地球物理学的基本概念、研究对象和主要问题。
2.第二知识模块是地球物理勘探的重力勘探模块（12学时）主要讲述重力勘探的基本原理、野外工作方法、数据的处理及解释。
3.第三知识模块是地球物理勘探的磁法勘探模块（12学时）主要讲述磁法勘探的基本原理、野外工作方法、数据的处理及解释。
4.第四知识模块是地球物理勘探的电法勘探模块（14学时）这部分内容主要讲述各种电法勘探方法的基本原理、野外工作方法、数据的处理及解释。
（二）认识实践课程基本内容（4学时）1.实践教学的设计思想（1）本课程设计了三类实验教学内容：一是了解型实验，主要通过操作各种地球物理方法所使用的现代仪器，使学生对各种仪器的功能有个感性认识；二是专题型实验，通过进行野外数据的采集和解释，使学生对地球物理方法的整个工作过程有个实习经历，从而可加深学生对地球物理各种方法的应用过程和效果的全面了解；三是综合型实验，各种地球物理方法同时使用，培养学生综合应用和分析问题能力。
地球物理勘察概论笔记
勘察地球物理概论笔记绪论：地球物理勘探：它是以岩（矿）石之间的地球物理性质的差异为基础，应用地球物理学利用力、声、电、磁、热、光及核变等物理方法，通过专门的装置和先进的仪器观测物理场的变化，来研究地下地质体（构造或矿体等）存在状态（产状、埋深、规模等），以解决资源和能源的开发、工程、水文地质问题的一门学科。
地球物理场：所谓地球物理场，是指地球内部及其周围的、具有物理作用的空间。
重力场：地球内部及其周围具有重力作用的空间，成为重力场。
磁场：具有磁力作用的空间，称为地磁场。
辐射场：具有放射性作用的空间，称为辐射场。
电（电磁）场：具有电（磁）力作用的空间，称为地电（电磁）场。
地热场：具有热力作用的空间，称为地热场；弹性波场：质点振动传播的空间，称为弹性波场。
地球物理勘探方法：是以各种地球物理场的理论为基础，凭借仪器对地质体引起的地球物理异常进行观测，是一种间接观测地球地质的手段。
六种主要的物探方法：（1）以岩（矿）石磁性差异为基础，研究磁性地质体引起的磁异常的磁法勘探；（2）以岩（矿）石密度差异为基础，研究密度不均匀地质体引起的重力异常的重力勘探；（3）岩（矿）石电（介电、磁）性差异为基础，研究导电（介电、导磁）地质体引起的地电（电磁）异常的点法勘探；（4）岩（矿）石弹性差异为基础，研究弹性波在岩石中传播规律的地震勘探；（5）岩（矿）石中放射性元素含量及种类差异为基础，研究天然的或人工激发的辐射异常的核地球物理勘探；（6）岩（矿）石温度差异为基础，研究储热地质体引起的地热异常为基础的地热勘探；物探的分类：依据环境分为：地面物探、航空物探、海洋物探、地下物探（包括坑道中进行的物探工作）、遥感物探等；依据探测对象和目的分为：金属（非金属）物探、石油（天然气）物探、煤田物探、水文工程（环境）物探、深部物探、城市物探；物探在地质工作中的作用：（小比例尺地质填图）探测结晶基底的起伏即内部构造，划分大地构造单元，研究沉积岩构造，追索大断裂带；（大比例尺地图）确定岩层接触带和浮土厚度，圈定岩体、矿化带，寻找有工业意义的矿体；（勘察阶段）进一步确定矿体的位置和产状，划分层带；（矿场开采中）指示矿体走向，确定矿体形态，寻找盲矿区。
地球物理勘探概论重点整理及地球物理勘探试题库
地球物理勘探概论重点整理第一章岩（矿）石物性与各类矿床的地球物理特征地球物理勘探以岩石、矿石（或地层）与围岩的物理性质差:密度、磁化性质、导电性、放射性等异为基础。
第一节岩（矿）石的密度1.火成（岩浆）岩密度＞变质岩密度＞沉积岩密度根据长期研究的结果，认为决定岩、矿石密度的主要因素为：1、组成岩石的各种矿物成分及其含量的多少；2、岩石中孔隙度大小及孔隙中的充填物成分；3、岩石所承受的压力等。
一、火成岩的密度（1）主要取决于矿物成分及其含量的百分比，由酸性→基性→超基性岩，随着密度大的铁镁暗色矿物含量增多密度逐渐加大。
（2）成岩过程中的冷凝、结晶分异作用也会造成同一岩体不同岩相带，由边缘相到中心相，密度逐渐增大。
（3）不同成岩环境(如侵入与喷发)也会造成同一岩类的密度有较大差异，同一成分的火成岩密度，喷出岩小于侵入岩。
二、沉积岩的密度沉积岩的密度主要取决于岩石的孔隙度及岩石所处的构造部位：（1）沉积岩一般具有较大的孔隙度，如灰岩、页岩、砂岩等，这类岩石密度值主要取决于孔隙度大小，干燥的岩石随孔隙度减少密度呈线性增大；（2）孔隙中如有充填物，充填物的成分(如水、油、气等)及充填孔隙的百分比也明显地影响着密度值；（3）随着成岩时代的久远及埋深加大，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。
三、变质岩的密度变质岩的密度一般大于原岩的密度；变质程度越深，密度越大；动力变质而使岩石破碎，则密度减小。
（1）变质岩的密度与矿物成分、含量和孔隙度均有关，这主要由变质的性质和变质度来决定；（2）通常，由于重结晶等作用，区域变质作用将使变质岩比原岩密度值加大；（3）经过变质的沉积岩，如大理岩、板岩和石英岩比原生石灰岩、页岩和砂岩更致些。
（4）由于变质作用的复杂性，所以这类岩石的密度变化显得很不稳定，要具体情况体分析第二节岩矿石的磁性一、物质的磁性1、抗磁性（逆磁性、反磁性）、2、顺磁性、3、铁磁性铁磁性：铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性磁畴：铁磁物质内，包含着很多个自发磁化区域。
地球物理勘探概论-普通物探方法
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4
第2章 普通物探方法
大地电磁勘探技术是比较理想的方法之一，并且 随着大地电磁仪器的发展，基础理论的进步以 及处理方法的改进，大地电磁方法日臻完善。 因此，20世纪90年代以来，大地电磁方法在国 内外都得到了广泛的应用。
➢重、磁、电、地震联合反演
重磁约束反演是近年来重磁应用的新成果。其基 本原理是利用几条地震及电法剖面做约束骨架 （浅层用地震，深层用电法），利用重、磁资 料作联合反演，最终得到整体反演结果。
编辑版ppt
9
重力勘探是在地表观测由于地下岩矿石存在密度差异 而引起的重力场的变化，通过对观测资料的处理和解 释，达到反求地下构造的一种勘探方法。
该勘探方法勘探的地球物理前提条件是：地下岩矿石 存在密度差异。
所依据讨论的物理场是重力场。重力场是一种位场。 即场的变化只与空间变化有关，与时间无关。
主要用于区域勘探。 主要应用领域：能源工业，国防工业，测绘工业。 重力—物体所受重力为地球的引力和惯性离心力的矢 量和。由于离心力的存在，重力一般不指向地心。在 重力勘探中，习惯上将重力加速度简称为重力。
用了最新的一系列数据成就，使得非地震方法的应用
效果有很大提高，在油气普查、详查等方面，成为地
震方法的协同、补充方法，并为地震确定靶区，大大
节约勘探成本。
编辑版ppt
6
第2章 普通物探方法
• 第一节 重力勘探方法 • 第二节 磁力勘探方法 • 第三节 电法勘探方法 • 第四节 地化勘探方法 • 第五节 综合物探方法
地球物理勘探方法
重力法（Gravity）—岩石密度差异 磁法（Magnetometry）—岩石磁性差异 电法（Electricity）—岩石电性差异
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物理变化
孔隙度、孔隙大小与形状、弯曲度、 表面粗糙度、胶结、地层因子、 弹性模量、剪切强度等
化学变化
离子浓度、离子电荷密度 离子迁移率、矿相、电偶层
阳离子交换能力
岩石岩物石理物理性性质质的的改变变化
地球物理响应: 电导率、极化率、介电性、磁性及地震属性的变化
生物地球物理研究框架
引自Atekwana & Slater, 2009
建设中的中国 大陆大地电磁 场标准网
微生物+碳源+营养素 微生物生长与增殖
生物膜形成
化学变化
细胞种群增加
生物膜的直接作用或者致孕纖毛 作为电子传输的通道
氧化还原反应：Eh和pH改变 代谢产物：有机酸和生物表面活性剂 生物成因气体：CO2,H2S
矿物溶解与析出
变化：薄膜势，薄膜厚度，细胞含量
太阳各种形式的输出，光，太阳风，高能粒 子随时间和空间都是变化的。这些变化 称为太阳活动，它们可以反映太阳表层 以下的变化。科学家门可以研究这些输 出及其变化从而了解太阳。
太阳的能量输出主要有两种形式：电磁辐射 和带电粒子发射。携带部分太阳能量的 带电粒子包括相对低能量的太阳风等离 子体和被加速到接近光速的高能粒子。
空间天气指的就是影响地球的太阳活动。
太阳 黑子
太阳周
太阳 耀斑
冕洞 太阳羽状物
太阳风
日冕物 质抛射
太阳风
太阳不断向外喷出速度为数百公里 每秒的超声速等离子体流，称为 太阳风；它携带着太阳磁场，冲 向地球，将地球控制区局限在一 个水滴状的区域，称为磁层。
地球磁层
空间天气学
空间天气学探讨太阳活动 所引起的太阳等离子体 和高能粒子的变化对地 球的影响。
Magnetic field lines in the core.
Magnetic Field Lines in Earth’s Iron Core
Courtesy of G. Glatzmaier
Magnetic Field Lines in Earth’s Iron Core
Courtesy of G. Glatzmaier
空间天气学
对航天器探测设备及宇航员的影响
耀斑和日冕物质抛射可以将粒子加速到 接近光速，这些高能粒子（质子）轰 炸到卫星上的相机并使得粒子探测器 达到饱和而失灵，导致一些卫星临时 关闭或定向错误。
高能粒子可能烧毁太阳能板或射穿卫星 外壳，造成短路和伪操作。
太阳辐射对细胞会造成伤害，这就是为什 么要宇航员要穿厚重的宇航服。在太阳 爆发剧烈的时候，宇航服也不能起作用， 这时宇航员就需要躲在航天飞机或空间 站中特别的保护舱里，以避免放射性疾 病，癌症甚至死亡。
Magnetic Field Lines in Earth’s Iron Core
Courtesy of G. Glatzmaier
Magnetic Field Lines in Earth’s Iron Core
Courtesy of G. Glatzmaier
Magnetic Field Lines in Earth’s Iron Core
Courtesy of G. Glatzmaier
洋中脊磁异常对称条 带的发现复活了海底 扩张学说，从而催生 了板块构造理论
Multi-species current flow.
An electrical model for a porous rock containing pore fluids (water).
空间天气学能影响高层大 气和长期的天气变化趋 势。
太阳风暴的主要来源
• 日冕物质抛射
• 耀斑所引发的高 能粒子
太阳风暴引起地 球磁层剧烈扰动 并产生极光
在地球高纬地区观 测到的极光
除了太阳光以外，极光是将太阳和地球 联系在一起的唯一可以看到的证据。
空间天气：对航天器的影响
卫星是太阳爆发首当其冲的牺牲品 辐射和磁暴能改变地球大气状态，混淆卫星和地面站之间的通讯 高层大气增加的摩擦会阻碍正常轨道上运转的卫星 导致卫星或飞船的寿命降低和维持费用的增加。
空间物理学是伴随人造卫星成功发射而形成并迅速发展的新兴交叉学 科，主要研究广阔的太阳大气和行星际空间、地球和行星的磁层、电 离层和中高层大气中的基本物理过程及其演化规律，探讨空间环境的 监测、诊断、预报及其在航天、国防、通讯、导航等方面的应用。 空间物理学的范畴是从地球的中层大气到太阳的光球层
太阳活动
DOWNWELLING
UPWELLING
Courtesy of P. Tackley
Shinji Toda, Jian Lin, Mustapha Meghraoui, and Ross S. Stein 2008
反射地震叠加剖面/偏移剖面具有反映地质结构细节的能力! 俯冲的Naz震数据体时间切片
三维可视化雕刻
地球的重力场
-80
0
80 m
Gravity anomalies (mGal), from GRACE satellite data
EIGEN-CG01C Free Air Gravity Anomalies
南华北区域重力异常
法拉第原理
某油田上磁性异常的土壤样品的磁细菌 黑点为磁小体( ×14 000)，阎桂林等（1995）
固体地球 物理学
理论地球物理学
地震学 重力学 地磁学 地电学 地热学 地震勘探 重力勘探 磁力勘探 电法勘探 地热勘探
放射性 地球物理
地球形变 与
动力学
应用地球物理学
2004 Sumatra Earthquake
Courtesy of IRIS
Energy released ≈ 65 × 1017 Joules, or 1,550,000 kilotons (1,550 megatons) of TNT, or the equivalent of 75,000 Hiroshima bombs.
我们的事业
徐义贤 地球物理与空间信息学院
我所理解的地空学院学科内涵
地球 物理学
空间 物理学
固体地球 物理学
地球信息 科学 与技术
太阳活动
空间天气
空间探测 技术
地震学 地震勘探
重力学 重力勘探
地磁学 磁力勘探
地电学 电法勘探
地热学 地热勘探
遥感地质
基于GIS 信息融合
空间 物理学
太阳活动
空间天气
空间探测 技术