勘探地球物理學基礎--習題解答 - 下載本文

《勘探地球物理學基礎》習題解答

第一章 磁法勘探習題與解答(共8題)

1、什么是地磁要素?它們之間的換算關系是怎樣的?

解答:地磁場T是矢量,研究中令x軸指向地理北,y軸指向地理東,z 軸鉛直向下。地磁場 T 分解為:北向分量為X,東向分量為Y,鉛直分量為Z。

T在xoy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(即磁北與地理北的夾角)為磁偏角D(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。它們之間的關系如圖1-1。

圖1-1 地磁要素之間的關系示意圖

各要素間以及與總場的關系如下:

T2?H2?Z2?X2?Y2?Z2, X?HcosD, Y?H?sinD

H?T?cosI, Z?T?sinI, tanI?Z/H, I?arctaZn(H/

tanD?Y/X, D?arctaYn(X/

2、地磁場隨時間變化有哪些主要特點?

解答:地磁場隨時間的變化主要有以下兩種類型:(1)地球內部場源緩慢變化引起的長期變化;(2)地球外部場源引起的短期變化。

其中長期變化有以下兩個特點:

磁矩減弱:地心偶極子磁矩正在衰減,導致地磁場強度衰減(速率約為10~

20nT/a)。

磁場漂移:非偶極子的場正在向西漂移。(且是全球性的,但快慢不同,平均約0.2o/a)。

短期變化有以下兩個特點:

平靜變化:按一定的周期連續出現,平緩而有規律,稱為平靜變化。地磁場的平靜變化主要指地磁日變。

擾動變化:偶然發生、短暫而復雜、強弱不定、持續一定的時間后就消失,稱為擾動變化。地磁場的擾動變化又分為磁暴和地磁脈動兩類。

3、地磁場隨空間、時間變化的特征,對磁法勘探有何意義?

解答:在實際磁法勘探中,一般工作周期較短,主要關心的是地磁場的短期變化,即地磁日變化、磁暴以及地磁脈動。

在高精度磁測中,地磁日變化是一種嚴重干擾,一般在地面磁測、航空磁測過程中設有專用儀器進行地磁日變觀測,以便進行相應的校正,稱為日變改正。但在海上磁測時,為了提高測量精度必須提出相應的措施,消除其日變干擾場。

在強磁暴期間,應該暫停野外磁測工作,避免那些嚴重的地磁擾動覆蓋在地質體異常之上。

地磁脈動可以在具有高電導率的地殼層中產生感應大地電磁場,可以作為磁測的激發場。通過測量其大地電流,可以確定地殼層的電導率及其厚度等,以解決某些地質、地球物理問題。

4、了解各類巖石的磁性特征對磁法勘探的有什么意義?

解答:磁法勘探是以地殼中不同巖(礦)石間的磁性差異為基礎,通過觀測和研究天然磁場及人工磁場的變化規律,用以查明地質構造和尋找有用礦產的地球物理勘探方法。因此,在磁法勘探前必須了解各類巖(礦)石的磁性參數,以分析總結工作區是否具備磁法勘探的工作前提,為工作方法的選擇提供依據;另外,了解工作區各類巖(礦)石的磁性差異、差異大小、分布規律以及成因也是磁法勘探工作的布置和磁測成果資料的解釋的重要依據。

5、地面磁法勘探有哪些基本步驟?簡單說明各步驟的具體內容。

解答:地面磁法勘探一般應有以下幾個工作步驟:技術設計、野外施工、資料整理、數據處理、成果圖示、報告編寫,各步驟主要工作內容如下:

技術設計:目標任務確定,地質資料收集與研究,勘探程度調查研究,工區物性調查分析,工作方法選擇與論證,工作精度確定,具體工作部署,儀器設備選擇、人員配備,工作進度計劃,質量控制,風險管理與應急預案等。

野外施工:儀器測試、參數試驗、數據采集、質量檢查等; 資料整理:整合測量數據,計算,檢查復核計算結果等; 數據處理:數據的干擾抑制,飛值剔除,平滑濾波,反演等; 成果圖示:將測量數據形成相應的物探工作圖件和成果圖件等; 報告編寫:結合地質資料進行綜合分析、推斷解釋,形成成果報告;

6、磁異常特征與磁異常體之間存在哪些特定的對應關系?

解答:(一)在平面上,磁異常平面特征與單個磁性體之間有如下對應關系: (1)長帶狀異常特征通常對應水平二度板狀體、水平圓柱體等; (2)等軸狀磁異常通常與球形磁性體對應;

(3)橢圓狀磁異常通常與有限長水平圓柱體、有限長水平板狀體對應。 其異常特征如下圖1-2。

(1)長帶狀 (2)等軸狀 (3)橢圓狀

圖1-2 磁異常平面特征示意圖

(二)在剖面上,磁異常剖面與單個磁性體的對應關系:

(1)異常剖面曲線兩側均無負異常時,異常體通常為順層磁化且向下無限延伸板或柱狀體;

(2)異常剖面曲線一側有負值時,異常體通常為斜磁化無限延伸板狀體,

且在磁化方向穿出異常體的一側磁異常剖面曲線出現負值;

(3)磁異常剖面曲線兩側有負值時,磁性體一般為向下延伸不大,即可能是有限延伸水平主體、有限延伸板狀體,球體等。

磁異常剖面特征與異常體的對應關系如下圖1-3。

圖1-3 磁異常平面特征示意圖

7、磁異常的地質解釋目的與一般步驟是什么?

解答:磁異常的地質解釋主要是根據所測地磁異常的特征,結合地質資料、巖石磁性參數資料,在深入研究磁性異常與地質體的關系基礎上,說明引起磁性異常的地質原因,給出合理的地質結論。磁異常的地質解釋分為定性解釋和定量解釋兩類。定性解釋是根據磁異常的特點和性質定性判斷引起磁性異常的地質原因,并大致推斷地下地質體的賦存狀態;定量解釋是在定性解釋的基礎上,從定量的角度對引起異常的地質體的具體范圍、埋深、產狀、和磁性等進行研究,并根據推斷解釋給出工程驗證方案。

磁異常的地質解釋一般步驟為:(1)先進行磁異常分類,總結異常特點(極值、梯度、正負伴生、走向、形態、分布范圍),區分區域異常和背景異常,分析與地質巖性分布特點。(2)由“已知到未知”,結合巖(礦)石磁性參數,對比磁異常與已知構造或礦體的關系,尋找異常與已知礦體的對應規律,根據確定的規律指導未知礦點的異常解釋;(3)結合巖(礦)石的物性特點和地質情況,確定引起異常的地質原因,計算并判斷異常體的性質、產狀、延伸和傾向等。

8、磁法勘探主要應用在哪些領域?

解答:磁法勘探主要的應用在以下幾個方面:

(1)在深部地質構造研究中的應用,如研究古地磁極的遷移,研究海底磁

異常的大錯動等。

(2)在區域地質調查中的應用。如劃分地質構造單元,確定隱伏斷裂位置,劃分成礦帶,確定成礦遠景區,指出找礦方向,劃分不同巖性區等;

(3)在油氣田勘查中的應用。研究區域地質構造,預測油氣遠景區;研究沉積蓋層內部構造;根據油氣藏上的磁異常的形成原因直接尋找油氣藏等。

(4)在礦產勘查中的應用。根據磁性與礦體的關系,直接尋找磁鐵礦,根據礦體與構造的關系以及礦物的伴生關系,或利用礦體與圍巖之間的磁性差異間接尋找多金屬礦或非金屬礦產等。

(5)磁法勘探的其它應用。如考古中尋找古陶器,在地熱勘探中研究地熱源,在海底探測沉船等。

第二章 重力勘探習題與解答(共8題)

1、什么是重力?為什么重力大小會隨緯度變化?重力勘探中的重力與物理學中的重力有什么不同?

解答:重力是物體受地球的引力和慣性離心力的矢量和。

由于隨緯度的不斷增加,物體所受的慣性離心力(地球自轉引起)逐漸減小,導致重力不斷增加;另一方面,由于地球是赤道部位略微凸起,兩極部位略微扁平的不規則橢球體,物體所受引力會從赤道到兩極略有增加。故重力大小會隨緯度增加而增大。

重力勘探中,習慣將重力場強度簡稱為重力,重力勘探是測量重力場的強度,即物理學中的重力加速度。而物理學中的重力是物體受地球的引力和慣性離心力的矢量和,是一種力。

2、什么是重力異常,重力異常產生的本質是什么?

解答:地面測點的重力值與該點的正常重力值之差稱為重力異常。

?g?g測?g0

重力異常的實質是由于地球內部物質(特別是組成地殼物質)密度分布不均勻引起的測點觀測重力值與正常重力值的變化。





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