1、一、名詞正演（問題） ：已知地質體求其引起的異常。 （給定地球物理模型，通過數值計算或物理模擬，得出相應的地球物理場）反演（問題） ：已知異常反推地質體的形狀和產狀。 （已知異常的分布特征和變化規律，求場源的賦存狀態（如產狀、形狀和剩余密度等）重力勘探：重力勘探是觀測地球表面重力場的變化，借以查明地質體構造和礦產分布的物探方法。零長彈簧零點漂移：在相對重力測量中，由于重力儀靈敏系統的彈性疲勞、溫度補償不完全等因素，儀器讀數的零點值隨時間而不斷變化。重力場強度：單位質量的物體在場中某一點所受的重力作用。大地水準面：以平靜海平面的趨勢延伸到各大陸之下所構成的封閉曲面，作為地球的基本形狀。重力異常：

2、由地下巖礦石密度分布不均勻所引起的重力變化，或地質體與圍巖密度的差異引起的重力變化。自由空間重力異常：對實測重力值只做正常場與高度校正。布格重力異常：觀測重力差值經過正常場校正、地形校正和布格校正之后得到異常稱為布格重力異常。均衡重力異常：布格重力異常再進行均衡校正。重力梯級帶：重力異常等值線分布密集，異常值向某個方向單調上升或下降。三度體：x,z,y,三個方向都有限的物體。二度體：地質體沿走向方向無限延伸。特征點法：根據異常曲線上的一些點或特征點（如極大值點、零值點、拐點）的異常值及相應的坐標求取場源體的幾何或物性參數磁法勘探： 利用地殼內各種巖礦石間的磁性差異所引起的磁異常來尋找有用礦產或

3、查明地下地質構造的一種地球物理勘探方法磁異常： 通常把研究對象引起的磁場部分叫做磁異常， 而周圍環境和圍巖引起的磁場同歸為正常場。磁場強度：單位正磁荷在磁場中所受的力。磁感應強度： 磁感應強度為場源在觀測點的磁場強度與磁化物體所形成的附加磁場強度的和。磁化率：在一定磁場強度和一定溫度范圍內，M=燈外，磁化率K為由物質本身性質所決定的參數，表示物質被磁化的難易程度。值越大，越易磁化，無量綱。磁化強度：單位體積內分子電流磁矩矢量和，表現在外磁場中物質可被磁化的強度。地磁異常：磁滯回線：磁化強度與磁場呈非線性關系剩余磁化強度：在歷史地磁場中獲得的磁化強度Mr熱剩余磁性：巖石在冷卻的過程中，受當時恒定

4、地的磁場作用，磁化所獲得的剩磁。特點： （ 1）強度大與地磁場強度成正比，方向一致，用于研究成巖時的地磁場方向（ 2）穩定：剩磁隨時間衰減慢有效地磁場有效磁化強度電法勘探電阻率法電場強度電流密度視電阻率二、知識要點大地水準面的三級近似。正球體，旋轉橢球體，梨形球面重力（重力加速度）在空間上變化的原因。地球形狀的影響地球的自轉地殼密度分布的不均勻性重力異常的概念、計算公式及重力異常的物理意義。定義：由地下巖礦石密度分布不均勻所引起的重力變化，或地質體與圍巖密度的差異引起的重力變化。計算：將實測重力值減去該點正常重力值，其差值稱為重力異常&=g-g。g為測點上實測重力值，gd為該點上的正常重力值意

5、義：剩余質量所產生的引力在鉛垂方向的分量彈簧重力儀的零點漂移及其消除。零點漂移： 在相對重力測量中， 由于重力儀靈敏系統的彈性疲勞、 溫度補償不完全等因素，儀器讀數的零點值隨時間而不斷變化。校正：儀器每次從基點出發，觀測一段時間之后，需回到原基點（另一基點或總基點） 上觀測一次，測出零點漂移量；在較短的時間內，可認為零點漂移是隨時間線性變化 的5重力測量值的主要改正項及其計算方法。?正常場（緯度）校正：消除測點與基點間緯度差異導致的重力變化現形校正：消除測點附近地形起伏對重力觀測結果數據的影響?中間層校正：消除測點基準面與基點基準面之間水平中間層的重力影響?高度校正：消除測點相對于基點的高程差

6、而造成的重力數值變化地形校正I1.J；鈔/曬中間層校正 一的中二2在而高度校正布格重力異常一|布=測十61中十6g她十6g高十6g中6布格異常、均衡異常和自由空間異常的概念、計算方法、區別及應用領域。布格重力異常：觀測重力差值經過正常場校正、地形校正和布格校正之后得到異常稱為布格重力異常。均衡重力異常：布格重力異常再進行均衡校正。自由空間重力異常：對實測重力值只做正常場與高度校正布格重力異常M = A網+崛+曲地+ 4 + M中各深度上劇余密度分布對測點的市力作用反映了地殼內部備種密度不均勾體所弓I起的市力片常均衡重力異常對 =陽布+5必若補償不足或補償過剩，地殼將用殼內質量的遷移，如地殼密度

7、的 橫向變化、上地慢密度的橫向變化以及地殼厚度變化等，來使它趨 于均衡H由空間重力異常,1g交=0網g+斗6g哥僅上掉高度影響，地球偵量無改變，主要研究區域地質構造或地殼 深部構造7密度均勻球體的重力異常卜密度均勻的球體建，工工竹部系假設以體F在為艮 制余沌以為P，球心理泳為口，設球心 在地而投或點為坐見原點則球心坐一標為co.沖算地而上任意點nr.o）處的M力異常“現測點足盛遠時t密度均勻球體卜全部利余質盤攜中白球心處的點質后所引起的異常完全相同“I 力：F= G詈 3 1 11/ 場強：n;G J Jm r r分部枳分地而上,任意;.點F(a .i) 處的重力異常為：球體的重力異常為:4g

8、 =(/+/+爐嚴設水平圓柱體中軸線埋深為小，半徑為出剩余密度為p. 長改為2L,方軸。柱體軸線平行，坐標原點位T軸線中 點在地面的投港外部空間的重力作用等價質量集中于軸線、剩余線密度 t/位長度)為2:牛二= p$ = pn7?，的物質線8密度均勻水平圓柱體的重力異常4Gp成嶗密底均勻的水平圓柱體建立坐標系口y. o) = GAD(x2 4- 口* 加工)* (L +h”小33占最” 一加十工+尸DAclqx2 + (y - r?)- + D-Pz-地面上任意點7U0.0)處的重力異常為:L-y=(m 叫g?+*.(-蘇十 L + y9+叫J(M?+叫+ +:爐j L TOC o 1-5 h

9、 z ID|一幽, G = 2G% + 口,I表達式僅為人與丫無關-Ddg。)= 2G/* 工 + 次9重力異常定量解釋(反演)的主要方法及其特點。直接法定義：直接利用由反演目標引起的局部異常，通過某種積分運算和函數關系，求得與異 常分布有關地質體的某些參量特點：該方法較少受解釋人員主觀因素的影響。只是一種地質體參量的粗略估計，解決 問題的范圍很有限特征點法定義：根據異常曲線上的一些點或特征點(如極大值點、零值點、拐點)的異常值及相 應的坐標求取場源體的幾何或物性參數局限性：僅適用于剩余密度為常數的幾何形體。選擇法原理：(簡答：通過迭代計算的辦法，得到最終的反演目標)(1)根據異常分布和變化特

10、征，結合地質和其它地球物理和物性等資料，給出初始地質 體模型。(2)進行正演計算，將理論異常與實測異常對比。(3)若兩者偏差較大，對模型進行修改，重算其理論異常，再次進行對比。(4)如此反復進行，直至兩種異常的偏差達到事前要求的誤差范圍為止，則這最后的理 論模型可作為所求。選擇法的特點：格常可以是整條剖面或整個測區的數據，受個別點誤差的影響較小，抗干擾的能力較強求的地質體可以是一個或幾個復雜的不規則幾何形體，密度分界面，或者密度的分布 需要重復而復雜的正演計算，可編制相應程序由計算機來自動完成?W釋復雜重力資料時，能夠考慮研究區已知的地質構造資料，在反演過程中利用這些資 料，控制或約束計算結果

11、，使得到的地質模型更接近實際的地質體人機交互式反演方法原理：W艮據實測異常的分布和變化特征，結合地質和其它地球物理方法以及物性資料，提出初 始地質體模型砧行正演計算，評價誤差?(根據具體原則)修改模型，再計算、評價誤差；修改模型時以兩種方式互為補充：經 驗交互、最優化自動反演農復進行，直至誤差達到允許標準。特點：”對個別異常進行圓滑壞I用整條曲線和面積數據，受個別點影響小淅干擾能力強?昔助于計算機實現交互，能充分發揮解釋人員豐富的經驗修改模型10基于密度均勻球體異常曲線的反演分析。11重力反演多解性產生的原因、特點及其限制方法。多解性特點：處在不同深度、具有不同起伏的界面，還包括在這些界面之間

12、的許多界面，都能 夠引起在測量精度范圍內的相同的重力異常。引起多解性的原因：?場的等效性?觀測數據離散、有限?實測的異常包含一定的誤差?數據整理帶來的誤差限制多解性的方法：(1)除了應用重力資料外，還引用工區內的地質、鉆井、物性和其它地球物理資料等， 盡可能地增加已知條件和約束條件，則反問題的解答數目就會大大減少，甚至可以得到 單一的解 如球體反問題的求解，如果已知剩余密度值，則它的半徑和頂部埋深也就唯一 地被確定了(2)提高儀器的測量精度(3)改進各項校正的計算方法，使得能夠更加精確地得到重力異常的分布12決定重力異常的主要地質因素。地殼厚度的變化結晶基巖內部成分、構造和基底頂面的起伏沉積巖

13、的成分和構造金屬礦及其它礦產的賦存13斷層構造在重力異常平面等值線圖上的特征。(留)線性富力高與重力艇之間的過流帶：(力)舁常軸戰明顯錯動的都住,(G申珠狀異常的 兩例或軸部所在位置a網惻異常特征明顯不同的分界緩：封閉井常等值戰突然變寬、 變窄的部位;(f)等值線同耶摑曲部位14重力梯級帶的基本特征、對應的幾何形體及可能反映的地質因素。基本特征：重力異常等值線分布密集，異常值向某個方向單調上升或下降對應的規則幾何形體：垂直或傾斜臺階可能反映的地質因素：短直或傾斜斷層、斷裂帶、破碎帶M有不同密度的巖體的陡直接觸帶現層拗曲構造15中國布格重力異常的基本特征。P6016艾里地殼均衡假說。（1）假定地

14、球最上部的地殼是一個低密度的 “殼”，上覆于一個高密度的底層，這個“殼”及底層具有均勻的密度，并假定比較硬的“殼”或巖石圈漂浮在流體底層（即軟流圈）上面.（2）低密度殼的底部同于堅硬的巖石圈與軟弱的軟流圈之間的邊界。由低密度殼的厚 度變化實現這一補償，即山脈下伏了較厚的地殼（山根），而海洋下伏了較薄的地殼（反 山根）。忽略了地球曲率情況下的均衡條件為：? ?翼?？?r為山根的深度，H是地形的高程，? “殼”的密度，?凝層的密度17.偶極子的位和磁場強度。正負磁極總是成對出現，不可分割，因而將其視為整體，稱為磁偶極子磁位：磁偶極子在P點的磁位應為兩個點磁極的磁位之和尸點坐標為（MJ?）,。點坐標

15、為（0.0）。戶與的夾角為8磁場強度：磁偶極子在P點的磁位為兩點磁極的磁位和1 JT1COS04 jt r2尸點.坐標為Cvj）。點坐標為 r2 = xz + y2總強度?當測量點Pft磁偶極子磁軸的延長線上（高斯第一位置）時，磁場強度T的大小為1 2 rHT -4kr3?當測量點P在磁偶極子磁軸的中垂線上（高斯第二位置）時，磁場強度T的大小為建立一個空間直角坐標系統：設以觀測點（O）為坐標原點，x軸正向指地理北，y軸正向指東，z軸正向垂直向下地磁場T分解為：北向分量為 X ;東向分量為 Y ;垂直分量為Z?在乂。丫面內的投影為水平分量H, H的方向即磁北方向?H與x的夾角為磁偏角D,即磁北與

16、地理北的夾角，東偏為正?T與H的夾角為磁傾角I,下傾為正?X、Y、Z, H、D、I, T統稱為地磁要素?X、Y、Z對應于直角坐標系?T、D、I對應于球坐標系?H、D、Z對應于柱坐標系沈整描述只需要其中的一組19.基于均勻磁化球體（位于球心的磁偶極子）的地磁場分析。假設地球是均勻磁化球體，磁化軸與地球旋轉軸一致。因其與位于球心的磁偶極子具有 相同的磁位和磁矩，則球面上 P點的磁位為H,以及總強度T將分別為根據場和位的關系，地磁場沿 R方向的分量Z、垂直R （即沿水平）方向的分量去刖、即、T=翳尸麗河1，二arc卬（2tg協均為的函數，分析：*在兩極1甲二 90。，H =。，F =Z =R，二 9

17、0T41T 內,在赤道與兩極之間:Z 二林疝6 H=-C0S（pf tgl = Zt0在赤道：半=01 1 = 0, Z = 0, T = H=-r4?rK3兩極處磁場強度等于赤道磁場強度的兩倍，其與地磁圖中所顯示的大致符合，只是地磁軸與地球旋轉軸實際上成11 30的夾角.地磁場的組成分析。地磁場的觀測值T=1急定磁場Ts （來源于固體地球內部）+變化磁場6 T （起因于地球外部）?于地球內部的穩定磁場，？駕？于地球外部的穩定磁場?O , ?磁場的外源場?+ ?0為中心偶極子磁場，？?？偶極子磁場，也稱為大陸磁場或世界異常，？地殼磁場，又稱為異常場或磁異常，分為局部異常（?）?然域磁場（?？

18、）?變化磁場？=冬期變化+短期變化 長期變化：特征1為地磁極的西向漂移，特征2是不同 年代計算出地球磁矩的衰減變化；短期變化分為平靜變化（連續出現 的周期性變化）和干擾變化（偶然發生并經歷一定時間就消失了的短 暫而復雜的變化）.鐵磁性物質的磁化率特征。磁化率與溫度的關系?當溫度升高時鐵磁性物質磁化率逐漸增加， 臨近居里點時達到極大值；然后急劇下降， 趨于零?居里點為鐵磁性物質的磁化強度陡然降低、物質由鐵磁性轉為順磁性的溫度.影響巖礦石磁性的主要因素及巖礦石磁性的一般規律。 鐵磁性礦物含量?含量越高，巖石磁性越強，但并不呈簡單的線性關系 鐵磁性礦物顆粒大小及結構?當鐵磁性礦物含量一定時，顆粒越大

19、，磁性越強?當磁性礦物顆粒大小、含量都相同時，顆粒相互呈膠結狀者比顆粒呈分散狀者磁性強 巖石磁性與溫度、壓力的關系?深度增大，地溫升高，壓力增大，磁性減弱?應力作用使巖石沿應力方向磁性減小，如斷裂、破碎帶上磁性減弱；變質、蝕變作用往往使巖石磁性增強?巖石剩余磁化強度與壓力關系明顯，當壓力為100MPa 時，剩磁可減小25%?隨著深度增加，地殼內巖石的溫度升高，巖石圈靜壓力增大，二者對巖石的磁性有很大影響，因此，在研究地殼深部巖石磁性時，需要考慮溫度和壓力的影響.火成巖、沉積巖及變質巖的磁性特征。火山巖磁異常共同的特點是異常呈跳躍變化，尖銳而且梯度大，相鄰測線難以對比；另 一個特點是異常強度隨高

20、度的增加而迅速衰減。侵入巖異常峰值可能很大，但形態比較 圓滑；異常形態與埋深之間有明顯的依賴關系，埋藏較淺時常表現為多個孤峰，埋藏較 深時只顯示異常不規則的背景。沉積巖的磁場特征一般是異常值微弱，形態平緩、光滑、梯度小，沉積厚度較大時呈現 為平靜的負異常區；沉積巖的磁化率小，而且磁性礦物在緩慢的沉積過程中分布較為均 勻，無方向性。變質巖的磁場異常強弱與變質母巖的磁性和變質類型有關；一般正變質巖的磁性較強， 負變質巖的磁性則相對弱得多。24,剩余磁性的主要類型及其成因。 熱剩余磁性 ?巖石在冷卻的過程中，受當時恒定地的磁場作用，磁化所獲得的剩磁。 碎屑剩余磁性 ?沉積巖中含有從母巖風化剝蝕帶來的

21、許多碎屑顆粒，其中磁性顆粒（磁鐵礦等）在水中 沉積時，受當時的地磁場作用，使其沿地磁場方向定向排列，或者是這些磁性顆粒在沉 積物的含水孔隙中轉向地磁場方向 ?沉積物固結成巖后，按其碎屑的磁化方向保存下來的磁性，稱碎屑剩余磁性（沉積剩余 磁性） 化學剩余磁性 ?在一定磁場中，某些磁性物質在低于居里溫度的條件下，經過相變過程（重結晶）化學 過程（氧化還原）所獲得的剩磁，稱化學剩余磁性（簡稱化學剩磁）粘滯剩余磁性M石形成后，長期處在地球磁場作用下，隨著時間的推移，其中原來定向排列的磁疇逐 漸地弛豫到作用磁場的方向，所形成的剩磁稱粘滯剩余磁性等溫剩余磁性心常溫沒有加熱情況下，巖石因受外部磁場的作用（比如閃電作用），使近地表巖礦石磁性發生大小和方向的改變而獲得.球形磁性體的磁場分析。v =Cat球體的引力位：* * * g -磁異常與分量異常過主劑而的球體磁場（過原點沿M軸的中心剖面）=缶（心）I同理可求得和AT%=中/產（2M 一