重力勘探和磁法勘探的异同

磁法勘探

磁法勘探是物探方法中最古老的一种。17世纪中叶瑞典人利用磁罗盘直接找磁铁矿。1879年塔伦(R.Thaln)制造了简单的磁力仪﹐ 磁法才正式用于生产。1915年﹐施密特(A.Schmidt)发明了石英刃口磁力仪﹐磁法开始大规模用于找矿﹐以及在小面积上研究地质构造。第二次世界大战后﹐航空磁法推广使用﹐人们可以快速而经济地测出大面积的磁场分布。磁法开始用于研究大地构造﹐及解决地质填图中的一些问题。中国于1936年在攀枝花﹑易门﹑水城等地开始了试验性的磁法勘探﹐1950年后才大规模开展起来。

磁法勘探可用于地质调查的各个阶段。在地质填图时﹐磁法勘探可以划分沉积岩﹑喷出岩﹑基性岩﹑超基性岩及变质岩的分布范围﹔可以研究沉积岩下面的基底构造 ﹔查明各种控制成矿的构造﹐如深大断裂和火山口等。在普查找矿时﹐磁法勘探可用来直接寻找磁铁矿床﹐并可与其他物探方法配合﹐间接寻找或预测石油﹑天然气 ﹑煤﹑铜﹑铝﹑镍和其他金属﹑金刚石等。在勘探磁铁矿床时﹐结合钻探资料﹐可以推定矿体的形状﹐指导正确布置钻孔和寻找钻孔旁侧及深部的盲矿体。此外﹐磁法勘探还可用于研究深部地质构造和解决其他地质问题﹐以及应用于考古学等方面。

磁法勘探是测量地磁异常以确定含磁性矿物的地质

磁法勘探仪器

magnetic prospecting instrument

磁法勘探中用来测量磁场强度和磁性参数的仪器。

分类：磁法勘探仪器种类很多。按测量目的不同，可分为测量磁场强度的磁力仪和测量岩（矿）石磁参数的磁力仪两大类。前一类磁力仪配置专门装置后也可用于磁参数测定。 在测量磁场强度的磁力仪中，根据测量磁场是标量（或模量）还是矢量的不同，可分为标量磁力仪和矢量磁力仪。质子磁力仪和光泵磁力仪本质上是标量磁力仪，它们可测量地磁场的总强度模量。其他磁力仪为矢量磁力仪，如垂直或水平磁秤，测量地磁场在垂直或某一水平方向的差值，磁通门磁力仪测量地磁场在某方向的强度，超导磁力仪测量垂直于超导环平面方向上的磁场的差值等。此外，质子磁力仪和光泵磁力仪可测定磁场强度的绝对值属绝对测量仪器，但也可用作相对测量。其他类型的磁力仪是相对测量仪器。根据应用领域不同，可分为航空、卫星、海洋、地面及钻井磁力仪。根据仪器结构不同可分为机械式和电子式。按照发展历史和应用的物理原理,可把磁力仪分为3个世代。第一代磁力仪应用永久磁铁或感应线圈,如磁秤;第二代磁力仪应用高导磁性材料或原子、核子的特性以及复杂电子线路，如原子磁力仪、光泵磁力仪；第三代磁力仪利用低温量子

21世纪重力与磁法勘探的展望

第"-卷第!期

年月（!&->!**）!$$!(地球物理学进展

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!"世纪重力与磁法勘探的展望

管志宁郝天珧姚长利

（"#中国地质大学，北京"$$$%&；!#中国科学院地质与地球物理研究所，北京"$$"$"）

［摘要］对!"世纪重力与磁法勘探的仪器、数据处理技术、解释理论与方法、应用领域等方面的发展方向进行了分析与展望#发展航空标量、矢量、梯度重力测量和航空全梯度磁力测量、三分量磁力测量，提高综合信息采集能力；开展卫星重磁测量，综合卫星、航空、地面重磁测量资料研究地球结构与构造；发展高精度数据处理技术：重磁异常弱信号的提取、不同深度重磁异常的划分、低纬度变倾角化磁极以及位场曲面延拓；发展复杂条件下三维重磁场多参数综合反演可视化技术以及快速自动反演技术；探索磁性多参数的应用新领域；充分发挥磁法在环境污染调查中的作用并开拓应用新领域#

重力勘探

重力勘探：观测地球表面的重力场的变化，借以查明地质体构造和矿产分布的物探方法。

重力异常：在重力勘探中，将由于地下岩石，矿物密度分布不均匀所引起的重力变化，或地质体与围岩密度差异引起的重力变化，成为重力异常。

引力位重力位关系：重力位等于引力位及离心力位之和，重力位处处连续而有限。 引起重力异常的原因

地壳厚度的变化；

结晶基岩内部成分、构造和基底顶面的起伏； 沉积岩的成分和构造；

金属矿及其它矿产的赋存；

剩余密度：地质体密度与围岩密度的差称为地质体的剩余密度，即?σ=σ?σ0，该地质体相对于围岩的剩余质量为?σ???

第三章 重力测量仪器

绝对重力测定

测量地球上某点的绝对重力值，绝对重力测量测的是重力的全值。原理：动力法，观测物体的运动状态（时间与路径），用以测量重力的全值。 相对重力测定

测定地球上两点间的重力差值（即各点相对于某一基准点的重力差）。原理：静力法，观测物体的平衡状态，用以确定两点间的重力差值。

零点位置：选取平衡体的某一平衡位置作为测量重力变化的起始位置。 影响重力仪精度因素：

温度、气压 、电磁力、安置状态不一致 零点漂移：

弹力重力仪中的弹性元件，在一个力（如重力）的长期作用下将会产生蠕变和弹性滞后（

第八章 磁性体的磁场

§8.1 磁性体磁场的正演计算

一、几个概念

1、假设条件

① 磁性体为简单规则形体； ② 磁性体是被均匀磁化的； ③ 只研究单个磁性体； ④ 观测面是水平的；

⑤ 不考虑剩磁（或剩余磁化强度与感应磁化强度方向一致） 2、计算方法

根据磁性体形体特征选择：

体积分公式法 面积分公式法

重磁位场的泊松公式法

3、坐标系：右手直角坐标系

XOY为观测平面，Y轴沿地质体走向，X垂直走向，Z轴向下

坐标原点O选在磁性体中心和顶面中心在地面的投影点，磁性体以外的计算点为P(x,y,z)，磁性体内体元点Q(?,?,?)。

8-1

二、计算磁性体磁场的积分表达式

1、体积分表达式

2、面积分表达式

三、利用重力位求解磁场的泊松方程

四、?T的物理意义（总磁场强度异常）

8-2

五、有效磁化强度

8-3

§8.2 规则形体磁异常特征

一、球形磁性体的异常特征

1、计算公式

2、Za曲线的剖面特征

8-4

3、Za平面等值线特征

8-5

4、?T平面等值线特征

8-6

二、板状磁性体的异常特征

磁性岩脉、岩层、矿脉等，走向长度较大→板状体 均匀磁化时，仅有面磁荷分布，且平面的?m?常数 1、计算公式

8-7

2、走

第四章 重力异常的数据处理

布格重力异常反映了地壳内部物质密度的不均匀性，即从地表到地下

几十公里的地壳深部，只要物质密度横向发生变化，在地下不同的空间和范田内形成剩余质量，就可以引起地表的重力异常。 定性解释侧重于判断引起异常的地质原因，并粗略估计产生异常的地

质体的形状、产状及埋深等。

定量解释则是通过理论计算．对地质体的规模、形状、产状及埋深等

作出具体解答。

重力异常的推断解释的步骤：

① 阐明引起异常的地质因素 具体地说，就是确定异常是浅部因素还是深部因

素引起，是矿体还是构造或其它密度不均匀体(岩性变化、侵入体等)的反映。——定性解释

② 划分和处理实测异常 重力异常图往往是地表到地球深处所有密度不均匀体

产生的异常的叠加图象。为了获取探测对象产生的异常，需要将它们进行划分。不同的研究目的提取的异常信息不同，例如，矿产调查要提取队是矿体或没部构造产生的局部异常；而深部重力研究的目标正好相反，需要划分出的是反映地壳深部及上地幔的区域异常。

③ 确定地质体或地质构造的赋存形态 一是根据已知地质体或地质构造的

形状、产状及埋深等．研究它们引起的异常的特征，包括异常的形状、幅度、梯度及变化规律等。二是根据异常的形态及变化规律等，确定地质体或地

重力勘探及其应用

涂 承 林

区域重力调查方法技术中心

目 录

序言：

第一章 重力勘探的基础理论

一、地球的重力场

二、正常重力场与重力异常 三、岩（矿）石密度

第二章 重力仪

一、概述

二、石英弹簧重力仪 三、金属弹簧重力仪

第三章 重力勘探的工作方法

一、工作设计主要内容和技术要求 二、重力资料的整理 三、重力异常图

第四章 重力异常的数据处理

一、引起异常的主要原因 二、数据处理

三、区域异常和局部异常的划分方法 四、重力异常的解释延拓 五、重力异常的二阶导数

第五章 重力异常的正反演问题

一、基本概念

二、规则形体异常的正反演问题 三、任意形体异常的正反演问题 四、选择法解反演问题

五、密度界面的正反演问题

第六章 重力勘探的应用

一、基础地球物理调查—区域重力调查 （一）概况 （二）成果 （三）应用

二、重力勘探在油气勘查中的应用 三、重力勘探在煤田中的应用

四、重力勘探在其他地质勘探方面的应用 五、我国重力勘探工作概况

序 言 ······················································································

第三章 磁法勘探

前 言

磁法勘探是利用地壳内各种岩(矿)石间的磁性差异所引起的磁异常来寻找有用矿产或查明地下地质构造的一种地球物理勘探方法。人类在公元前800年，便知晓了磁性的存在。在许多希腊作者的各种论著中都记载了具有显著吸铁性能的“神石”。它最初有“大力士石”，“吕底亚石”，“陨铁”或者简单称为“石”。我们的祖先们亦留下了许多关于“磁”的记载。

地球的周围存在着磁场。 我们的祖先很早就发现了地磁场的存在，并有举世瞩目的四大发明之一—指南针（司南）。司南大约出现在战国时期。司南由青铜盘和天然磁体制成的磁勺组成，青铜盘上刻有二十国向，置磁勺于盘中心圆面上，可以保持平衡，且自由旋转。当它静止的时候，勺柄就会指向南方，古人称它为“司南”。

指南车是我国古代的文化瑰宝之一，是中国古代科技成果的杰出代表。春秋战国时期，人们就制作了指南车用来指挥作战。

明代《武经总要》描述“指南鱼”的制作，用薄铁叶剪裁成鱼形，鱼的腹部略下凹，磁化后浮在水面，就能指南北。这是一种人工磁化的方法，它利用地球磁场使铁片磁化。即把烧红的铁片放置在子午线的方向上。烧红的铁片内部分子处于比较活动的状态，使铁分子顺着地球磁场方向排列，达到磁化的目的。北宋的沈括

2011磁法勘探复习资料（主要为思考题）

第一章

1.解释下列名词:

(1)地磁要素: 以观测点为坐标原点，选取一个直角坐标系。取X轴指向地理北，Y轴指向地理东，Z轴铅直向下。观测点处地磁场强度T在X、Y、Z轴上的分量分别称为北向分量X，东向分量Y和垂直分量Z。T在XOY平面上的分量H称为水平分量。H指向磁北，其延长线即是磁子午线。我们规定，各分量与相应坐标轴的正向一致时为正，反之为负。磁子午线(磁北)与地理子午线(地理北)的夹角称为磁偏角，以D表示。H偏东时D为正，反之为负。T与XOY平面的夹角称为磁倾角，以I表示。T下倾时I为正，反之为负。

X?HcosD;Y?HsinD;tgD?Y/X;??H?TcosI;Z?TsinI;tgI?Z/H;?H2?X2?Y2;T2?X2?Y2?Z2。??

(2)国际地磁参考场IGRF: 1968年国际地磁和高空物理协会（IAGA）首次提出并公认了1965.0年代高斯球谐分析模式，并在1970年正式批准了这种模式，称为国际地磁参考场模式，记为IGRF。它是由一组高斯球谐系数（ 、 ）和年变率系数（ 、 ）组成的，为地球基本磁场和长期变化场的数学模型，并规定国际上每五年发表一次球谐系数，及绘制一套世

中国科学院测量与地球物理研究所

博士研究生入学考试大纲

《地震勘探原理》

本《地震勘探原理》考试大纲适用于中国科学院大学勘探地球物理学专业的博士生入学考试。地震勘探是地球物理勘探的一种重要方法，也是目前使用最为广泛、解决油气勘探问题最有成效的方法，主要内容包括地震波的运动学、地震波的动力学、地震资料采集和地震资料处理等内容。要求考生深入理解基本概念，系统掌握基本理论和方法，具有综合分析问题和解决问题的能力。

考试内容

（一） 地震波的运动学

1、地震波的基本概念 2、时间场与视速度定理 3、反射与折射地震波的运动学 4、垂直时距曲线方程 （二） 地震波的动力学

1、地震波的波动方程 2、介质对地震波传播的影响

3、弹性波在介质分界面上的反射与透射 4、薄层效应与地震面波

5、波动地震学与几何地震学的关系 （三） 地震资料采集

1、地震勘探中的有效波与干扰 2、地震波的激发与接收 3、地震观测系统 （四） 地震资料处理

1、地震资料校正与叠加 2、地震信号数字滤波 3、地震资料反褶积 4、地震偏移成像 5、地震波的速度 6、地震多次波压制

考试要求

（一） 地震波的运动学

1、理解波前面、波射线、直达波、反射波、透射波、折射波、绕射波、多次