地球物理学第1课
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地球物理学概论(重力勘探)
2、火成岩（2.5～3.6 g /cm³）
（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。
attraction.
To the left is a “gravimeter” which measures the force of
gravity in the earth.
（一）重力仪分类：
石英弹簧重力仪 机械式重力仪 金属弹簧重力仪
按结构分
振弦重力仪（海上）
电子式重力仪
超导重力仪 （实验室）
地球物理学概论 地球重力场
中国大陆地区布格重力异常
中国大陆地区自由空间重力异常
中国区域地质图
第一节 重力勘探理论基础
一、重力场（gravity field）
（一）重力 （gravity）
P F C
P—重力
C—惯性离心力，
F—地球质量对物体m的引
力,
而引力 F 服从万有引力定律，即：
器 的干涉条纹数目直接代表下落距离(即S=Nλ/２，N为
干涉条纹数)。这些干涉信号由光电倍增管接收，转换
成电信号，放大后与来自石英振荡器的标准频率信号
同时送入高精度的电子系统，以便计算时间间隔与干
涉条纹数目，从而精确得到S１、S2、S3、 S4 。
2
上抛下落对称观测可避免残存空气阻力、时间测
定、电磁等影响带来的误差，物体被铅垂上抛后，
地球物理学课程
地球物理学课程摘要：一、地球物理学简介1.地球物理学的定义2.地球物理学的研究对象3.地球物理学的研究方法二、地球物理学的主要内容1.地震学2.地磁学3.重力与地形学4.地热学5.地球物理勘探三、地球物理学在我国的应用1.资源勘探2.地震预测3.基础科学研究4.环境保护四、地球物理学的发展趋势1.观测技术的进步2.数据处理与分析方法的优化3.跨学科研究与国际合作正文：地球物理学是一门研究地球内部结构、物理性质和地球表面自然现象的科学。
它涉及地球的物质组成、运动规律和各种自然现象的成因。
地球物理学的研究对象包括地球的内部、地壳、地幔、地核等各个层次，以及地球表面的地形、地貌、地震、火山等自然现象。
地球物理学的研究方法包括观测、实验、模拟等多种手段。
地球物理学的主要内容包括地震学、地磁学、重力与地形学、地热学和地球物理勘探。
地震学主要研究地震的成因、传播和震源机制，以及地震波在地下的传播特性。
地磁学关注地球磁场的产生、变化和地球磁极的漂移。
重力与地形学主要研究地球重力场和地形特征，以及它们与地球内部结构的关系。
地热学关注地球内部热量的产生、传输和分布规律，以及地热资源的应用。
地球物理勘探利用地球物理方法探测地下资源、地壳结构、地震活动等信息。
在我国，地球物理学在资源勘探、地震预测、基础科学研究和环境保护等方面发挥了重要作用。
地球物理勘探技术在石油、天然气、矿产等资源勘探中取得了显著成果。
地震预测为我国防灾减灾提供了有力支持。
此外，地球物理学在基础科学研究、环境保护和国际合作等方面也取得了丰硕的成果。
地球物理学的发展趋势表现在观测技术的进步、数据处理与分析方法的优化和跨学科研究与国际合作等方面。
随着观测手段的不断丰富，地球物理学家可以获取更为精细的地球物理数据。
数据处理与分析方法的优化使地球物理学家能够从海量数据中提取更多信息，提高研究精度。
地球物理流体力学课件：Lecture 1 Introduction v02
7
1.1重要性和发展历史
8
木星大红斑 (Jupiter’s Great Red Spot)
木星大红斑是木星上最大的风暴气旋，长约25000千米，上 下跨度12000千米，木星大气层中的大红斑是一团激烈的沿 逆时针方向运动的上升气流，这个气流物质中含有大量的 红磷化物，所以发红。
9
美国 飓风 (Hurricane)
• 介绍大尺度大气和海洋动力学的共性特征，即在重力、旋转 、层结、粘性和加热条件下，地球流体的动力学行为。内
容包括：无粘旋转流体的浅水理论、摩擦和粘性流、海洋
风生环流、旋转层结流体运动、不稳定理论以及海气耦合动 力学Introduction to the common properties of the large scale
• general circulation's function is to transport heat pole
Geophysical Fluid Dynamics (地球物理流体力学)
1
推荐书目 1
推荐书目 2 余志豪 杨大升 贺海晏等 <<地球物理流体力学>>
Grading 成绩 :
成绩评分标准 闭/开卷考试:50%
平时作业:30% (含展示1-2次)
课堂作业: 20%
引言 Introduction
5
• Title: Geophysical Fluid Dynamics地球物理流体动力学
• 适用专业：气象学 Meteorology
• 教学目的：掌握大尺度大气动力学和海洋动力学的共 性规律。To understand the common character of large scale atmospheric dynamics and oceanic dynamics.
固体地球物理 1 绪论
与数学的关系
反演问题的答案一般是不单一的，但通过 多种观测可以将这种不确定性缩小，可以 想见，反演问题是地球物理学中一个核心 的理论问题。
参考文献
傅承义：地球物理学基础 科学出版社, 1985 金旭：固体地球物理学基础 吉林大学出版社, 2003 滕吉文：固体地球物理学概论 地震出版社 1998 刘光鼎：地球物理系列教材 地质出版社，2005
课程内容
绪论 地球内部结构 地震学 地磁学 古地磁学 重力学 电磁学
地震是一种常见的地质现象。对其孕育、发生的 研究包括了运动学和动力学二个方面的内容。地 震波的传播带来了大量、丰富的地球内部的信 息。因此地震学本身就是固体地球物理学的重要 组成部分。
地震学原来的目的是为了研究和防御天然灾害， 但后来却主要沿着地震波物理学这个方面大大发 展起来，而对于天然地震本身的研究反而进展不 大。到了六十年代，情况才有了变化。我国在 1971年成立了国家地震局，专门进行地震预测预 防方面的工作。
6.二战后的发展：
在二战期间军事科学的发展和军事需要促进地球物 理学发展，在全球范围内布设地震台站。
二战后，国际上组织了全球大协作研究，地球物理学 得到了空前的进展。这四次大协作计划是：
1957～1958年的国际地球物理年(IGY) 1960～1970年的国际上地幔计划(IUP) 1974～1980年的国际地球动力学计划(IGP) 1981～1989年的国际岩石圈计划(ILP) 九十年代后国际间的合作力度更大，如全球地学大 断面计划（GGT）、大陆动力学计划。
目前主要应用领域包括油气、矿产资源 勘查、环境资源评价、工程监测等。
按研究目标和应用领域分为:勘探地 球物理、环境地球物理、工程地球 物理等。
地球物理学
发展历程
地球物理学起源于19世纪，随着地震 学、地磁学、地热学等分支学科的发 展，逐渐形成了完整的学科体系。
研究对象及意义
研究对象
地球物理学的研究对象包括地球的重力、磁场、地震波、地热等物理现象。
意义
地球物理学对于认识地球内部构造、探索地球资源、预测自然灾害等方面具有 重要意义。
与其他学科的交叉关系
地球物理观测数据在气候变化研究中的应用
温度、降水、风速和太阳辐射等观测数据的分析和解读
地球物理方法在预测未来气候变化中的应用
基于观测数据和气候模型的预测和评估未来气候变化的趋势和影响
06
空间物理学与宇宙探索
空间环境特点及影响因素
空间环境特点
真空、微重力、高辐射、极端温度等 。
影响因素
太阳风、宇宙射线、微陨石、空间碎 片等。
水圈物理学与海洋资源调查
水圈组成及性质
水圈组成
水圈包括海洋、湖泊、河流、冰川、地下水 等水体，以及大气中的水汽和生物体内的水 分。
水的物理性质
水具有独特的物理性质，如高比热、高汽化 热、密度最大时温度等，这些性质对地球的 气候和生态系统有重要影响。
水的化学性质
水是一种良好的溶剂，能溶解许多物质，同 时水也参与许多化学反应，如水解、氧化还 原等。
地震波传播
地震波在地球内部传播时，会受到不同圈层的折射、反射和吸收等影响，通过研 究地震波的传播路径和速度变化，可以推断出地球内部的结构和性质。
成像技术
利用地震波在地球内部传播的数据，通过计算机处理和分析，可以得到地球内部 的三维图像。这些图像可以帮助科学家更直观地了解地球内部的结构和特征。
03
岩石圈物理学与矿产资源勘探
气候变化的基本规律
地球物理学起源于19世纪，随着地震 学、地磁学、地热学等分支学科的发 展，逐渐形成了完整的学科体系。
研究对象及意义
研究对象
地球物理学的研究对象包括地球的重力、磁场、地震波、地热等物理现象。
意义
地球物理学对于认识地球内部构造、探索地球资源、预测自然灾害等方面具有 重要意义。
与其他学科的交叉关系
地球物理观测数据在气候变化研究中的应用
温度、降水、风速和太阳辐射等观测数据的分析和解读
地球物理方法在预测未来气候变化中的应用
基于观测数据和气候模型的预测和评估未来气候变化的趋势和影响
06
空间物理学与宇宙探索
空间环境特点及影响因素
空间环境特点
真空、微重力、高辐射、极端温度等 。
影响因素
太阳风、宇宙射线、微陨石、空间碎 片等。
水圈物理学与海洋资源调查
水圈组成及性质
水圈组成
水圈包括海洋、湖泊、河流、冰川、地下水 等水体，以及大气中的水汽和生物体内的水 分。
水的物理性质
水具有独特的物理性质，如高比热、高汽化 热、密度最大时温度等，这些性质对地球的 气候和生态系统有重要影响。
水的化学性质
水是一种良好的溶剂，能溶解许多物质，同 时水也参与许多化学反应，如水解、氧化还 原等。
地震波传播
地震波在地球内部传播时，会受到不同圈层的折射、反射和吸收等影响，通过研 究地震波的传播路径和速度变化，可以推断出地球内部的结构和性质。
成像技术
利用地震波在地球内部传播的数据，通过计算机处理和分析，可以得到地球内部 的三维图像。这些图像可以帮助科学家更直观地了解地球内部的结构和特征。
03
岩石圈物理学与矿产资源勘探
气候变化的基本规律
采矿地球物理学概论 第二章 地球物理基础
太 阳 系 的 形 成
A——原始状态，稀薄的星际物质与气体； B——引力使得气体在云中心会聚； C——初始核子反映在云中心产生巨大的热，太阳出现； D——不同地方的星际物质在不同地方会聚产生九大行星
2． 地球的年龄
地球上已知最老的岩石（石英岩，一种由石英颗 粒组成的沉积岩，后来遭受过温度、压力条件变化） 出露于澳大利亚西南部，根据其中所含矿物（锆石） 的形成年龄测定，证明已有41～42亿年历史。根据地 质学研究，这种岩石和矿物只能来自地壳的硅铝质部 分，而且必需经过地表水流的搬运、簸选和沉积。所 以我们可以据此作出推论，地球的圈层分异在距今42 亿年前已经完成。
放射性元素的衰变规律是： 每单位时间所衰变的原子数目与压力、温度等外部
条例无关，仅与当时存在的衰变原子的数目成正比。
设当时的原子数目为N，则
dN／dt＝-λN
(2-2)
这个方程式的解为
N＝N0e-λt
(2-3)
其中N0是t=0时所存在的原子数目。系数λ称为衰变常
数，它反映了不同放射性元素的衰变特性。
333441 0.0556 0.8161 1.0123 0.1076 318.3637 95.2254 14.5805 17.2642 0.926 0.0123
1.4 6.03 5.11 5.52 4.16 1.34 0.68 1.55 2.23
4 3.34
－－ 0 0.122l 0 0.059l l 2 0.0322 12 0.0288 10 0.0434 5 0.0135 2 0.0309 0 0.2995 － 0.0899
哥白尼(1473—1543)以前，地球被认为是宇宙 的中心。哥白尼提出地球和其它行星围绕太阳而转 动的日心说理论，并且被伽利略(l564~1642)的天文 观测所证实。开普勒(l571~1630)发现了行星运动的 三个规律： (1)行星围绕太阳在一椭圆形轨道(实际上是接近于 正圆形)上运行，太阳为椭圆的一个焦点； (2)行星在轨道上运行有一定规律，当靠近太阳时， 运行速度就变快，当远离太阳时，运行速度就变慢； (3)行星的旋转周期取决于行星与太阳的距离，距 离太阳越远，行星旋转的越慢。
地球物理学
理论地球物理研究对地球本体认识的理论与方法。如：地球起源、内部圈层结构、地球年龄、地球自转与形 状等，具体包括地震学、地磁学、地电学、地热学和重力学等。
学科分类
学科分类
整体而言，地球物理学是利用物理方法研究地球或其他行星的科学，主要研究地球的各种物理性质，包括地 球内部及表面的组成及各种自然作用与变化规律。其领域又可区分以下的类别：
研究内容
研究内容
地球物理学研究范畴(4张)地球物理学用物理学的原理和方法，对地球的各种物理场分布及其变化进行观测， 探索地球本体及近地空间的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。在 此基础上为探测地球内部结构与构造、寻找能源、资源和环境监测提供理论、方法和技术，为灾害预报提供重要 依据。已故著名地球物理学家赵九章先生是这样形容地球物理学的——“上穷碧落下黄泉、两处茫茫都不见”。
学科名人
学科名人
威歇特（Emil Wiechert）是世界上第一位地球物理学教授。
在阅读地球物理经典论文的同时，对照着追踪撰写这些经典论文的作者生平，包括他们的童年时代，以及他 们的前后学术家谱，有时候也是一件非常有趣并值得深思的事情。
大多数人都对地震学家里克特（Charles Francis Richter）耳熟能详，主要是因为他那著名的里氏地震 震级的标定方法。里克特是幸运的，能够正好赶上地震学日新月异快速发展的大好时代。他学术出身于传统的经 典物理学，博士毕业之前，便能够得到诺贝尔奖获得者——密立根的赏识，进入到蒸蒸日上的后来挪至加州理工 学院的地震学实验室工作，并因此能够“傍上”当时地震学界的超级大腕——地震学家古登堡（Beno Gutenberg）；反过来，因为古登堡与里克特等人的开创性工作，加州理工学院的地震学实验室，也包括加州理 工学院本身，因此而变得更加地有名。
学科分类
学科分类
整体而言，地球物理学是利用物理方法研究地球或其他行星的科学，主要研究地球的各种物理性质，包括地 球内部及表面的组成及各种自然作用与变化规律。其领域又可区分以下的类别：
研究内容
研究内容
地球物理学研究范畴(4张)地球物理学用物理学的原理和方法，对地球的各种物理场分布及其变化进行观测， 探索地球本体及近地空间的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。在 此基础上为探测地球内部结构与构造、寻找能源、资源和环境监测提供理论、方法和技术，为灾害预报提供重要 依据。已故著名地球物理学家赵九章先生是这样形容地球物理学的——“上穷碧落下黄泉、两处茫茫都不见”。
学科名人
学科名人
威歇特（Emil Wiechert）是世界上第一位地球物理学教授。
在阅读地球物理经典论文的同时，对照着追踪撰写这些经典论文的作者生平，包括他们的童年时代，以及他 们的前后学术家谱，有时候也是一件非常有趣并值得深思的事情。
大多数人都对地震学家里克特（Charles Francis Richter）耳熟能详，主要是因为他那著名的里氏地震 震级的标定方法。里克特是幸运的，能够正好赶上地震学日新月异快速发展的大好时代。他学术出身于传统的经 典物理学，博士毕业之前，便能够得到诺贝尔奖获得者——密立根的赏识，进入到蒸蒸日上的后来挪至加州理工 学院的地震学实验室工作，并因此能够“傍上”当时地震学界的超级大腕——地震学家古登堡（Beno Gutenberg）；反过来，因为古登堡与里克特等人的开创性工作，加州理工学院的地震学实验室，也包括加州理 工学院本身，因此而变得更加地有名。
地球运动第一课时地球的自转和公转_顾昌伟
新课标高中《地理Ⅰ》（湘教版）第一章《宇宙中的地球》第三节第一课时“地球的自转和公转”教学设计仙居中学地理组顾昌伟【设计思想】整个教学过程以启迪学生思维为核心，以学生为本位，发挥自主学习的优势，在问题解决过程中，力求促进学生的积极思维。
不将结果简单抛给学生，而是让学生在教师的步步启发引导下去分析、推理、判断，并作出结论，然后教师简评、补充、总结，这样才能符合循序渐进的教学原则和新课标的课改精神。
【教材分析】1、本节课的主要内容是地球的自转和公转。
2、本节课内容是本章的重点和难点，为第二课时的内容---地球自转和公转的地理意义打下基础3、与初中教材相比，本节内容是对初中教材内容的回顾和拓展。
4、本节知识比较抽象，学生理解起来难度较大。
因此，教学中先学习地球的自转和公转，为学习地球自转和公转地理意义做了铺垫。
【学情分析】高一学生身心发育趋于成熟，知识面广，具有较强的认知能力、推理能力和自学能力，故教学过程以启迪学生思维为核心，以学生主动参与为标志，在自主学习方式下，进行有效教学。
【三维目标】．知识目标1、地球的自转、公转的概念及其方向、周期、轨道、速度等。
2、理解黄赤交角的形成及其导致的太阳直射点的回归运动规律。
方法和技能目标1、正确运用地球仪来演示地球的自转。
2、能正确绘制太阳直射点回归运动的示意图。
3、能运用图示来正确分析和解释黄赤交角的形成。
4、能用相关的图准确解析太阳直射点的回归周期以及二分二至日太阳直射点的位置。
情感态度及价值观目标1、让学生树立辩证的唯物主义思想观，认识到宇宙的一切物质都处在运动状态，运动是绝对的，静止是相对的，培养学生学科学，爱科学，用科学的志趣。
【重点难点】1、地球自转和公转运动的规律和特点2、黄赤交角的形成3、太阳直射点的回归运动规律【教学策略与手段】有位著名的教育家说过：施教之初，在于得法。
所以要取得较好的教育效果，教师应选择行之有效的教学方法。
由于本节难点多，而且较为抽象，如果应用传统教学，不太便利，所以运用了多媒体技术进行教学。
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路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
教学参考书
1、刘光鼎院士领导的，由中国地质大学（北京）编写、 地质出版社出版的地球物理系列教材：
曾华霖：重力场与重力勘探 管志宁：地磁场与磁力勘探 李金铭：地电场与电法勘探 姚 姚：地震波场与地震勘探 程业勋：核辐射场与放射性勘查 尉中良：地球物理测井 刘光鼎：地球物理场与地球物理勘探 超星图书馆基本都有
顾功叙,秦馨菱等老一代地球物理学家经常说:“地 球物理学是一门观测科学”,“地球物理学是以观测和实 验为基础的科学”。
地球物理仪器是关键
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
一、地球物理学的实质
本课程偏重于应用地球物理学（又称为应用地球物理勘 探、勘查地球物理）—简称物探。
它是以地壳中各种岩、矿石间的物理性质差异（如密度 、磁性、电性、弹性、放射性差异等）为物质基础的，利用物 理学原理，通过观测和研究因岩、矿石物理性质差异而引起相 应的地球物理场（如重力场、地磁场 、电场等）在空间上的局 部变化（称为地球物理异常），就可以推断地下地质构造或岩 矿体的赋存状况，达到地质调查目的的一种应用科学。
可以解决以下的问题：
●地质体的形状参数 ●地质体的产状参数（如地质体的空间位置、埋深、走向、
倾角） ●地质体的物性参数（如密度、电阻率等）
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二、物探方法与地质方法之不同点
1、理论基础不同
地质方法：岩石学、构造地质学、矿床学等理论为基础 物探方法：各种地球物理场的理论为基础
记录、显示、计算处理、成图等功能、 计时、同步、无线传输、GPS定位等； 体积小：PDA 做控制器。
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六、物探勘查方法技术展望
１、自身方法技术不断提高
理论不断完善： 数学推导：
由人工推导 计算机推导 人工和计算机联合推导； 维数： 一维 二维 三维方向发展
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由上述可见，物探方法是一种应用相当广泛的现代化地质探测 手段。但是，物探的应用总是要受到一定的地质及地球物理条 件的限制—即必需满足物探的应用条件。
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五、 物探的应用范围及应用条件
（二）物探的应用条件
1、 探测对象与围岩间必需具有明显的物理性质差异； 2、 探测对象要具有一定的规模，且埋藏深度不太大； 3、 各种干扰因素产生的干扰异常相对于探测对象的异
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2、按工作环境分类
1.地面物探；
2.航空物探；
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3.海洋物探；
4.井中物探。
3、按探测对象分类
（1）石油物探：主要勘察石油和天然气的储存位置和储存 状态； （2）煤田物探：主要解决煤田地质构造和煤层分布问题； （3）金属与非金属物探：主要寻找各种固体矿产，如铜、 铁、铅、锌等； （4）工程物探：解决各种岩土工程勘察问题，如地基勘察 、桥梁、隧道、水库等的选址，地下管线探测等； （5）放射性物探：寻找放射性铀、氡等与核工业有关的材 料。
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一、地球物理学的实质
1、简略地说
用专门的地球物理勘探仪器观测物探异常，研究异常与产 生该异常的地质体之间的关系，就能达到解决地质问题的 目的—称为物探。
2、形象地说
在地表(或地表以上)用仪器观测异常，研究分析异常与异 常源的关系，
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一、地球物理学的实质
六、物探勘查方法技术展望
２、应用领域将更加广阔
– 地质勘查解决的问题更多； – 水、工、环境物探； – 灾害物探； – 城市物探； – 考古物探； – 军事等方向发展
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六、物探勘查方法技术展望
３、应用空间将更加宽广
– 向航空方向发展； – 向海洋方向发展，水面物探，海底物探； – 向地下方向发展，探测深度不断增大； – 向立方体探测方向发展；
以岩矿石的密度差异为基础 以岩矿石的磁性差异为基础 以岩矿石的电性差异为基础 以岩矿石的弹性差异为基础 以岩矿石的放射性差异为基础 以岩矿石的温度差异为基础
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各方法的概念、用途、特点
重力勘探 －－以岩、矿石间的密度差异为基础，通过观测与研究
天然重力场的变化规律来解决地质问题的方法。 －－用途：地质构造；
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五、 物探的应用范围及应用条件
（一） 应用范围
1、全球构造研究：如海底扩张、板块构造、大陆漂移、 地壳厚度等；
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五、 物探的应用范围及应用条件
2、地质工作的各个阶段 （1）在小比例尺的地质填图：探测结晶基底起伏及内部构 造；划分大地构造单元（如槽、台界线）；研究沉积岩构 造、追索深大断裂。
寻找密度差异大的矿产等； 工程地质问题。 －－特点：理论成熟，快速。 但应用范围小，地形改正工作量大。 仪器贵重
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各方法的概念、用途、特点
磁法勘探 －－以岩、矿石间的磁性差异为基础，通过观测与研究
天然及人工磁场的变化规律来解决地质问题的方法。 －－用途：寻找磁铁矿（直接找矿）；
2、工作方法不同
地质方法：对岩矿石露头或岩芯直接进行观测 ——直接方法
物探方法：用仪器对地质体引起的异常进行观测 ——间接方法
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三、物探方法的特点
1、透过覆盖层寻找隐伏的地质构造或盲矿体； 2、工作效率高、施工进度快、成本低（这是因为，用仪器观
测地球物理场比直接揭露岩、矿体简便易行）； 3、具有解释的多解性（即同一异常可由不同形状或不同性质
寻找含磁性矿物的各种矿产； 地质填图； 地质构造等。 －－特点：理论成熟，轻便、快速、成本低 。 但应用范围不够广。
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各方法的概念、用途、特点
电法勘探：
－－以岩、矿石间的电性差异为基础，通过观测与研究天 然及人工电场的时空变化规律来解决地质问题的方法。
－－用途：地质构造；
－－用途：地层分层； 地质构造； 寻找油气田、煤田； 工程地质问题等。
－－特点：探测深度大，精度高。但要放炮，工作难度 大，破坏环境。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
各方法的概念、用途、特点
放射性勘探 －－以某些元素具有天然和人工激发的核辐射特性为基础
，通过观测与研究核辐射场的时空变化规律来解决地质 问题的方法。 －－用途：放射性铀、钍矿；
寻找油气田、煤田；
寻找金属与非金属矿产；
水、工、环地质问题等。
－－特点：三多：参数多，场源多，方法多；
二广：应用空间广，应用领域广。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
但受地形及外部电磁场干扰大。
各方法的概念、用途、特点
地震勘探：
－－以岩、矿石间的弹性差异为基础，通过观测与研究 地震波的时空变化规律来解决地质问题的方法。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
各方法的概念、用途、特点
地热勘探
－－以岩、矿石间的导热性差异为基础，通过观测与 研究地热场的时空变化规律来解决地质问题的方法 。
－－用途：地热田； 地质构造； 预测油气远景区； 间接预测金属矿； 预测矿山热害等。
－－特点：可用航空照片、红外照片方法测温，快速 、高效。但受气候、环境干扰大。
（2）在大比例尺地质填图中：确定岩层接触带、浮土厚度 、圈定火成岩体、构造破碎带及断层，指示成矿远景区
（3）普查找矿阶段：圈定成矿带、矿化带，寻找有工业意 义的矿体
（4）在勘探阶段：确定矿体的位置（如中心、边界、埋藏 深度）及产状；化分矿层
（5）矿产开采阶段：指示矿体走向、确定矿体形状、寻找 盲矿体
的地质体引起）
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
四、物探方法的分类
目前分类的方法有许多种，不同物探工作者的分类 也不尽相同。一般有如下四种分类：
❖按物性参数分类 ❖按工作环境分类 ❖按探测对象分类 ❖按场源性质分类
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
1、按物性参数分类
重力勘探 磁法勘探 电法勘探 地震勘探 放射性勘探 地热勘探
合适得当； • 要客观正确地看பைடு நூலகம்物探。
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六、物探勘查方法技术展望
１、自身方法技术不断提高 仪器精度的提高、功能不断增强： 计时精度高：达ns—ps（10-9-10-12S）级； 灵敏度高：重力仪达0.01mgal、磁力仪达0.01nT =10-
11T、电法仪电位观测达0.01μV =10-8V； 功能强：同一仪器可实现电、磁、地震功能、
地球物理学第1课
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2020年4月12日星期日
教学计划安排
成绩评定： 考试＋平时成绩
实验+考勤＋课后作业（及课堂表现） （30％）
期末考试（70％）
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教学要求
1、全勤上课 2、按时完成作业 3、课堂纪律严格遵守
不迟到 不开手机 不乱讲话 4、教学参考书要看
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教学参考书
2、高职高专教材： 钱桂兰等：普通物探 超星图书馆有
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教学参考书
3、国外经典教材：
W.M. Telford L.P.Geldart R.E.Sheriff： Applied Geophysics
陈石等译
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与放射性元素伴生的稀有、稀土、钾盐矿； 寻找油气田、煤田； 寻水； 构造； 环境监测等。 －－特点：不受环境干扰，高效、方便、低成本、可确定 矿石品位等优点。但探测深度浅。
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教学参考书
1、刘光鼎院士领导的，由中国地质大学（北京）编写、 地质出版社出版的地球物理系列教材：
曾华霖：重力场与重力勘探 管志宁：地磁场与磁力勘探 李金铭：地电场与电法勘探 姚 姚：地震波场与地震勘探 程业勋：核辐射场与放射性勘查 尉中良：地球物理测井 刘光鼎：地球物理场与地球物理勘探 超星图书馆基本都有
顾功叙,秦馨菱等老一代地球物理学家经常说:“地 球物理学是一门观测科学”,“地球物理学是以观测和实 验为基础的科学”。
地球物理仪器是关键
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一、地球物理学的实质
本课程偏重于应用地球物理学（又称为应用地球物理勘 探、勘查地球物理）—简称物探。
它是以地壳中各种岩、矿石间的物理性质差异（如密度 、磁性、电性、弹性、放射性差异等）为物质基础的，利用物 理学原理，通过观测和研究因岩、矿石物理性质差异而引起相 应的地球物理场（如重力场、地磁场 、电场等）在空间上的局 部变化（称为地球物理异常），就可以推断地下地质构造或岩 矿体的赋存状况，达到地质调查目的的一种应用科学。
可以解决以下的问题：
●地质体的形状参数 ●地质体的产状参数（如地质体的空间位置、埋深、走向、
倾角） ●地质体的物性参数（如密度、电阻率等）
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二、物探方法与地质方法之不同点
1、理论基础不同
地质方法：岩石学、构造地质学、矿床学等理论为基础 物探方法：各种地球物理场的理论为基础
记录、显示、计算处理、成图等功能、 计时、同步、无线传输、GPS定位等； 体积小：PDA 做控制器。
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六、物探勘查方法技术展望
１、自身方法技术不断提高
理论不断完善： 数学推导：
由人工推导 计算机推导 人工和计算机联合推导； 维数： 一维 二维 三维方向发展
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由上述可见，物探方法是一种应用相当广泛的现代化地质探测 手段。但是，物探的应用总是要受到一定的地质及地球物理条 件的限制—即必需满足物探的应用条件。
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五、 物探的应用范围及应用条件
（二）物探的应用条件
1、 探测对象与围岩间必需具有明显的物理性质差异； 2、 探测对象要具有一定的规模，且埋藏深度不太大； 3、 各种干扰因素产生的干扰异常相对于探测对象的异
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2、按工作环境分类
1.地面物探；
2.航空物探；
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3.海洋物探；
4.井中物探。
3、按探测对象分类
（1）石油物探：主要勘察石油和天然气的储存位置和储存 状态； （2）煤田物探：主要解决煤田地质构造和煤层分布问题； （3）金属与非金属物探：主要寻找各种固体矿产，如铜、 铁、铅、锌等； （4）工程物探：解决各种岩土工程勘察问题，如地基勘察 、桥梁、隧道、水库等的选址，地下管线探测等； （5）放射性物探：寻找放射性铀、氡等与核工业有关的材 料。
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一、地球物理学的实质
1、简略地说
用专门的地球物理勘探仪器观测物探异常，研究异常与产 生该异常的地质体之间的关系，就能达到解决地质问题的 目的—称为物探。
2、形象地说
在地表(或地表以上)用仪器观测异常，研究分析异常与异 常源的关系，
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一、地球物理学的实质
六、物探勘查方法技术展望
２、应用领域将更加广阔
– 地质勘查解决的问题更多； – 水、工、环境物探； – 灾害物探； – 城市物探； – 考古物探； – 军事等方向发展
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六、物探勘查方法技术展望
３、应用空间将更加宽广
– 向航空方向发展； – 向海洋方向发展，水面物探，海底物探； – 向地下方向发展，探测深度不断增大； – 向立方体探测方向发展；
以岩矿石的密度差异为基础 以岩矿石的磁性差异为基础 以岩矿石的电性差异为基础 以岩矿石的弹性差异为基础 以岩矿石的放射性差异为基础 以岩矿石的温度差异为基础
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各方法的概念、用途、特点
重力勘探 －－以岩、矿石间的密度差异为基础，通过观测与研究
天然重力场的变化规律来解决地质问题的方法。 －－用途：地质构造；
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五、 物探的应用范围及应用条件
（一） 应用范围
1、全球构造研究：如海底扩张、板块构造、大陆漂移、 地壳厚度等；
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五、 物探的应用范围及应用条件
2、地质工作的各个阶段 （1）在小比例尺的地质填图：探测结晶基底起伏及内部构 造；划分大地构造单元（如槽、台界线）；研究沉积岩构 造、追索深大断裂。
寻找密度差异大的矿产等； 工程地质问题。 －－特点：理论成熟，快速。 但应用范围小，地形改正工作量大。 仪器贵重
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各方法的概念、用途、特点
磁法勘探 －－以岩、矿石间的磁性差异为基础，通过观测与研究
天然及人工磁场的变化规律来解决地质问题的方法。 －－用途：寻找磁铁矿（直接找矿）；
2、工作方法不同
地质方法：对岩矿石露头或岩芯直接进行观测 ——直接方法
物探方法：用仪器对地质体引起的异常进行观测 ——间接方法
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三、物探方法的特点
1、透过覆盖层寻找隐伏的地质构造或盲矿体； 2、工作效率高、施工进度快、成本低（这是因为，用仪器观
测地球物理场比直接揭露岩、矿体简便易行）； 3、具有解释的多解性（即同一异常可由不同形状或不同性质
寻找含磁性矿物的各种矿产； 地质填图； 地质构造等。 －－特点：理论成熟，轻便、快速、成本低 。 但应用范围不够广。
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各方法的概念、用途、特点
电法勘探：
－－以岩、矿石间的电性差异为基础，通过观测与研究天 然及人工电场的时空变化规律来解决地质问题的方法。
－－用途：地质构造；
－－用途：地层分层； 地质构造； 寻找油气田、煤田； 工程地质问题等。
－－特点：探测深度大，精度高。但要放炮，工作难度 大，破坏环境。
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各方法的概念、用途、特点
放射性勘探 －－以某些元素具有天然和人工激发的核辐射特性为基础
，通过观测与研究核辐射场的时空变化规律来解决地质 问题的方法。 －－用途：放射性铀、钍矿；
寻找油气田、煤田；
寻找金属与非金属矿产；
水、工、环地质问题等。
－－特点：三多：参数多，场源多，方法多；
二广：应用空间广，应用领域广。
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但受地形及外部电磁场干扰大。
各方法的概念、用途、特点
地震勘探：
－－以岩、矿石间的弹性差异为基础，通过观测与研究 地震波的时空变化规律来解决地质问题的方法。
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各方法的概念、用途、特点
地热勘探
－－以岩、矿石间的导热性差异为基础，通过观测与 研究地热场的时空变化规律来解决地质问题的方法 。
－－用途：地热田； 地质构造； 预测油气远景区； 间接预测金属矿； 预测矿山热害等。
－－特点：可用航空照片、红外照片方法测温，快速 、高效。但受气候、环境干扰大。
（2）在大比例尺地质填图中：确定岩层接触带、浮土厚度 、圈定火成岩体、构造破碎带及断层，指示成矿远景区
（3）普查找矿阶段：圈定成矿带、矿化带，寻找有工业意 义的矿体
（4）在勘探阶段：确定矿体的位置（如中心、边界、埋藏 深度）及产状；化分矿层
（5）矿产开采阶段：指示矿体走向、确定矿体形状、寻找 盲矿体
的地质体引起）
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四、物探方法的分类
目前分类的方法有许多种，不同物探工作者的分类 也不尽相同。一般有如下四种分类：
❖按物性参数分类 ❖按工作环境分类 ❖按探测对象分类 ❖按场源性质分类
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1、按物性参数分类
重力勘探 磁法勘探 电法勘探 地震勘探 放射性勘探 地热勘探
合适得当； • 要客观正确地看பைடு நூலகம்物探。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
六、物探勘查方法技术展望
１、自身方法技术不断提高 仪器精度的提高、功能不断增强： 计时精度高：达ns—ps（10-9-10-12S）级； 灵敏度高：重力仪达0.01mgal、磁力仪达0.01nT =10-
11T、电法仪电位观测达0.01μV =10-8V； 功能强：同一仪器可实现电、磁、地震功能、
地球物理学第1课
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2020年4月12日星期日
教学计划安排
成绩评定： 考试＋平时成绩
实验+考勤＋课后作业（及课堂表现） （30％）
期末考试（70％）
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
教学要求
1、全勤上课 2、按时完成作业 3、课堂纪律严格遵守
不迟到 不开手机 不乱讲话 4、教学参考书要看
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
教学参考书
2、高职高专教材： 钱桂兰等：普通物探 超星图书馆有
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
教学参考书
3、国外经典教材：
W.M. Telford L.P.Geldart R.E.Sheriff： Applied Geophysics
陈石等译
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与放射性元素伴生的稀有、稀土、钾盐矿； 寻找油气田、煤田； 寻水； 构造； 环境监测等。 －－特点：不受环境干扰，高效、方便、低成本、可确定 矿石品位等优点。但探测深度浅。
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