1、适用于石油工程学科适用于石油工程学科 第第1章章 绪论绪论 第第2章章 普通物探方法普通物探方法 第第3章章 地震勘探方法地震勘探方法 第第4章章 井孔地球物理方法井孔地球物理方法 第第5章章 开发地球物理简介开发地球物理简介地球物理勘探概论地球物理勘探概论相对于油气勘探中最有效的技术相对于油气勘探中最有效的技术地震勘探而言，非地震勘探地震勘探而言，非地震勘探技术一般是指地球化学、重力、磁法和电法等几种主要的勘探技术一般是指地球化学、重力、磁法和电法等几种主要的勘探方法。与地震勘探技术一样，它们分别在不同的地质条件下发方法。与地震勘探技术一样，它们分别在不同的地质条件下发挥出极其重要的作用，并
2、与地震方法相结合，成为油气勘探的挥出极其重要的作用，并与地震方法相结合，成为油气勘探的综合技术方法。综合技术方法。地球物理勘探方法地球物理勘探方法重力法（重力法（Gravity）岩石密度差异岩石密度差异磁法（磁法（Magnetometry）岩石磁性差异岩石磁性差异电法（电法（Electricity）岩石电性差异岩石电性差异地球化学法（地球化学法（Geochemistry）岩土水化学特征岩土水化学特征地震法（地震法（Seismic exploration）岩石弹性或波阻抗差异岩石弹性或波阻抗差异第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法非地震勘非地震勘探方法探方法非地震勘探的发展趋势非地震勘探的发
3、展趋势电法勘探将成为地震高难地区的主要勘探手段电法勘探将成为地震高难地区的主要勘探手段随着石油工业的快速发展，石油勘探的领域不断向广度随着石油工业的快速发展，石油勘探的领域不断向广度和深度发展，石油勘探由原来主攻几个盆地、几个油和深度发展，石油勘探由原来主攻几个盆地、几个油田，发展到向盆地外围、盆地周边的山前等地区以及田，发展到向盆地外围、盆地周边的山前等地区以及深层扩展，这就面临着两个问题：一是在新开辟的探深层扩展，这就面临着两个问题：一是在新开辟的探区，迫切需要经济的物探方法，迅速查清盆地勘探构区，迫切需要经济的物探方法，迅速查清盆地勘探构造格局，迅速为布置地震提供依据；二是在油气聚集造格
4、局，迅速为布置地震提供依据；二是在油气聚集情况看好，而又是地震的高难地区，需要得到好的资情况看好，而又是地震的高难地区，需要得到好的资料，并能解决地质问题。料，并能解决地质问题。第第2 2章章 普通物探方法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。及处理方法的改进，大地电磁方法日臻完善。因此，因此，20世纪世纪90年代以来，大地电磁方法在国年代以来，大地电磁方法在国内外都得到了广泛的应用。内外都得到了广泛的应用。重、磁、电
5、、地震联合反演重、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（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。料作联合反演，最终得到整体反演结果。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法综合地球物理方法大势所趋综合地球物理方法大势所趋由于后备盆地濒临枯竭、勘探重点已逐渐转入已知盆地由于后备盆地濒临枯竭、勘探重点已逐渐转入已知盆地内部或深层寻找过去难以发现的圈闭和储层、单靠一内部或深层寻找过
6、去难以发现的圈闭和储层、单靠一种地震方法很难对地下地质构造进行全面反映等原因，种地震方法很难对地下地质构造进行全面反映等原因，综合地球物理方法又被重新提到议事日程，近年来发综合地球物理方法又被重新提到议事日程，近年来发展很快，特别是由于非地震方法的仪器、方法、技术展很快，特别是由于非地震方法的仪器、方法、技术的改进，电子计算机处理位场资料及在反演中广泛应的改进，电子计算机处理位场资料及在反演中广泛应用了最新的一系列数据成就，使得非地震方法的应用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、
7、补充方法，并为地震确定靶区，大大震方法的协同、补充方法，并为地震确定靶区，大大节约勘探成本。节约勘探成本。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法 第一节第一节 重力勘探方法重力勘探方法 第二节第二节 磁力勘探方法磁力勘探方法 第三节第三节 电法勘探方法电法勘探方法 第四节第四节 地化勘探方法地化勘探方法 第五节第五节 综合物探方法综合物探方法第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法 第一节第一节 重力勘探方法重力勘探方法 一、概述一、概述 二、重力勘探的方法原理二、重力勘探的方法原理 三、重力资料的应用三、重力资料的应用第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法一、概述一、概述重力勘探重力勘探
8、利用专门仪器并按特定方式观测岩层间利用专门仪器并按特定方式观测岩层间密度差异密度差异，进而研究地下地质问题；重力勘探是研，进而研究地下地质问题；重力勘探是研究反映地下岩石密度横向差异引起的重力变化，用究反映地下岩石密度横向差异引起的重力变化，用以提供构造和矿产等地质信息。根据万有引力定律，以提供构造和矿产等地质信息。根据万有引力定律，在接近较大密度的物体时，其引力增大，反之引力在接近较大密度的物体时，其引力增大，反之引力减小，由此在地表上引起的重力变化称为减小，由此在地表上引起的重力变化称为重力异常重力异常。异常的规模、形状和强度取决于具有密度差的物体异常的规模、形状和强度取决于具有密度差的物
9、体大小、形状及深度。大小、形状及深度。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探 重力勘探重力勘探是在地表观测由于地下岩矿石存在密度差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。解释，达到反求地下构造的一种勘探方法。该勘探方法勘探的该勘探方法勘探的地球物理前提条件地球物理前提条件是：地下岩矿是：地下岩矿石存在密度差异。石存在密度差异。所依据讨论的物理场是重力场。所依据讨论的物理场是重力场。重力场重力场是一种位场。是一种位场。即场的变化只与空间变化有关
10、，与时间无关。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。主要用于区域勘探。主要主要应用领域应用领域：能源工业，国防工业，测绘工业。：能源工业，国防工业，测绘工业。重力重力物体所受重力为地球的引力和惯性离心力的矢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。重力勘探中，习惯上将重力加速度简称为重力。重力异常重力异常是地质体的剩余质量在测点产生的附加引力是地质体的剩余质量在测点产生的附加引力的铅直分量。的铅直分量。重力单位重力单位国际单位制中，重力的单位是
11、国际单位制中，重力的单位是m/s2，实际生，实际生产中这个单位太大，通常取国际通用重力单位产中这个单位太大，通常取国际通用重力单位g.u(gravity unit)做为实用单位，即：做为实用单位，即：1g.u=10-6m/s2厘米克秒制厘米克秒制(CGS)制中，重力的单位是伽（制中，重力的单位是伽（Gal），），1Gal=1cm/s2实际生产中常用其分数单位毫伽实际生产中常用其分数单位毫伽(mGal)和微伽和微伽(Gal)，即：即：1mGal=10-3Gal 1 Gal=10-6Gal 如果从某点重力观测值中减去正常重力值，再把地如果从某点重力观测值中减去正常重力值，再把地球表面起伏引起的重力
12、变化校正掉（即球表面起伏引起的重力变化校正掉（即布格校正布格校正），），就只剩下地下物质不均匀造成的重力变化，称其为就只剩下地下物质不均匀造成的重力变化，称其为布布伽重力异常伽重力异常，简称，简称布伽异常或重力异常布伽异常或重力异常。布伽重力异。布伽重力异常图是重力勘探提供解释的基础资料，它与地壳上层常图是重力勘探提供解释的基础资料，它与地壳上层的岩石成分及其成层条件有关。在含油气盆地内布伽的岩石成分及其成层条件有关。在含油气盆地内布伽重力异常一般只有正常重力值的百万分之几到百万分重力异常一般只有正常重力值的百万分之几到百万分之几十，需要灵敏度很高的重力仪进行测量。之几十，需要灵敏度很高的重力
13、仪进行测量。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探 利用金属或石英弹簧重力仪在地面、水面、水下或利用金属或石英弹簧重力仪在地面、水面、水下或空中按一定测网观测重力场的数值，对原始观测值作空中按一定测网观测重力场的数值，对原始观测值作一系列处理，得到布伽重力异常，利用这种资料可划一系列处理，得到布伽重力异常，利用这种资料可划分岩石圈不同密度界面、研究岩石圈的引力分布和大分岩石圈不同密度界面、研究岩石圈的引力分布和大地构造分布、寻找古潜山型油气构造、寻找密度异常地构造分布、寻找古潜山型油气构造、寻找密度异常的矿体、圈定火山岩体等。的矿体、圈定火山岩体等。国内外技术现状国
14、内外技术现状：目前国内重力勘探队伍主要集中：目前国内重力勘探队伍主要集中于地矿部门，石油部门的东方地球物理勘探公司有完于地矿部门，石油部门的东方地球物理勘探公司有完备的集野外采集、处理及解释为一体的专业队伍。从备的集野外采集、处理及解释为一体的专业队伍。从在胜利油田施工的队伍北京勘察技术工程公司来看，在胜利油田施工的队伍北京勘察技术工程公司来看，其测量精度达到微伽级，代表了国内领先水平。从国其测量精度达到微伽级，代表了国内领先水平。从国外研究看，重力勘探除应用于盆地及盆地深层的勘探外研究看，重力勘探除应用于盆地及盆地深层的勘探外，井中重力测井也取得了一定进展。外，井中重力测井也取得了一定进展。
15、第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探二、重力勘探的方法原理二、重力勘探的方法原理 重力勘探是通过测定自然存在的重力场，或测定重重力勘探是通过测定自然存在的重力场，或测定重力场沿不同方向的变化率在地球表面的分布特征，解力场沿不同方向的变化率在地球表面的分布特征，解决地质勘探中诸如划分大地构造单元、圈定沉积盆地决地质勘探中诸如划分大地构造单元、圈定沉积盆地分布范围、寻找油气构造、提取含油气信息、普查及分布范围、寻找油气构造、提取含油气信息、普查及勘探各种金属和非金属矿藏等地质任务。勘探各种金属和非金属矿藏等地质任务。重力勘探的理论基础是重力勘探的理论基础是万有引力定律
16、万有引力定律。由牛顿万有由牛顿万有引力定律：相距为引力定律：相距为r，质量分别为，质量分别为m 1 和和m 2 的两个质点，的两个质点，其相互间的引力其相互间的引力F为：为：式中式中G为万有引力常数。为万有引力常数。重力重力F1 与重力加速度与重力加速度g 满足的关系是：满足的关系是：第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探221rmmGFmgF 1 地球近似于一个两极半径略小于赤道半径的旋转地球近似于一个两极半径略小于赤道半径的旋转椭球体。在这个椭球体附近，一切物体都同时受到两椭球体。在这个椭球体附近，一切物体都同时受到两个主要力地球全部质量的个主要力地球全部质量的
17、引力引力和地球自转所引起的和地球自转所引起的惯性离心力惯性离心力的作用。由于地球内部物质密度分布不均的作用。由于地球内部物质密度分布不均匀，因而使地球上各点的引力和惯性离心力不同，而匀，因而使地球上各点的引力和惯性离心力不同，而地球表面各点上的重力值主要决定于各点上引力与离地球表面各点上的重力值主要决定于各点上引力与离心力的矢量和。心力的矢量和。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探 人造地球卫星测得的地球人造地球卫星测得的地球形状参数：赤道半径形状参数：赤道半径a为为6378.16km；极半径；极半
18、径c为为6356.76k m。虽然地球表面。虽然地球表面的起伏比较复杂，的起伏比较复杂，但与整个但与整个地球的规模相比，所占比例地球的规模相比，所占比例很小，故在宏观上地球仍然很小，故在宏观上地球仍然可以被看作表面光滑的椭球可以被看作表面光滑的椭球体。大地测量学中规定，以体。大地测量学中规定，以平静海洋面的趋势延伸到各平静海洋面的趋势延伸到各大陆之下所形成的封闭曲面大陆之下所形成的封闭曲面（即大地水准面）的形状作（即大地水准面）的形状作为地球的基本形状，重力勘为地球的基本形状，重力勘探中采用这一规定。探中采用这一规定。地球的形状地球的形状1大地水准面；大地水准面；2地球自然表地球自然表面；面；
19、a赤道半径；赤道半径；c极半径；极半径；纬度纬度按物质成分特征，按物质成分特征，地球可以分为地球可以分为三层：三层：地壳、地幔和地核。重力地壳、地幔和地核。重力异常的分布与构成地壳物质的密异常的分布与构成地壳物质的密度分布有着密切的关系，即与地度分布有着密切的关系，即与地质构造和矿产分布密切相关。为质构造和矿产分布密切相关。为此，我们是根据重力异常分布特此，我们是根据重力异常分布特征来探求引起各类异常的地质原征来探求引起各类异常的地质原因，如地质构造和有用矿产；因，如地质构造和有用矿产；根根据重力异常特征划分地台、地槽、据重力异常特征划分地台、地槽、沉积盆地、隆起、断层、侵入体、沉积盆地、隆起
20、、断层、侵入体、盐丘等。再对异常作某种数字处盐丘等。再对异常作某种数字处理可以进一步确定含油气面积以理可以进一步确定含油气面积以及它们的产状要素。此即重力异及它们的产状要素。此即重力异常的解释问题。常的解释问题。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探 地壳的重力特征地壳的重力特征：正常情况下，老地层的密度比新：正常情况下，老地层的密度比新地层大，当地层发生褶皱时，在背斜处老地层升起形地层大，当地层发生褶皱时，在背斜处老地层升起形成剩余质量，故在成剩余质量，故在背斜上出现重力高背斜上出现重力高；同理，在向斜；同理，在向斜上因老地层下降，则出现重力低。上因老地层下降，则
21、出现重力低。单斜地层单斜地层上，因老上，因老地层向一个方向下降，重力异常也必然出现相似的减地层向一个方向下降，重力异常也必然出现相似的减小。在小。在断层断层上，由于新、老地层的突然错动，重力异上，由于新、老地层的突然错动，重力异常出现相应的变化，且纵向断距越大，重力变化越大。常出现相应的变化，且纵向断距越大，重力变化越大。对于古潜山，由于覆盖其上的沉积岩密度较小，故对于古潜山，由于覆盖其上的沉积岩密度较小，故古古潜山上出现重力高潜山上出现重力高，相反在，相反在盐丘上出现重力低盐丘上出现重力低。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探重重力力资资料料的的处处理理第第2
22、2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探1 1、重力观测结果的校正、重力观测结果的校正2 2、异常数据的平滑处理、异常数据的平滑处理3 3、区域场分离（区域校正）、区域场分离（区域校正）4 4、解析延拓、解析延拓5 5、重力异常的导数换算、重力异常的导数换算 处理的目的处理的目的：消除因重力测量和对相对测量结果进行校：消除因重力测量和对相对测量结果进行校正时引入的各种偶然误差，或与勘探目标无关的近地表正时引入的各种偶然误差，或与勘探目标无关的近地表小型密度不均匀体的干扰；从叠加异常中提取有勘探目小型密度不均匀体的干扰；从叠加异常中提取有勘探目的引起的目标异常。的引起的目标异常
23、。正常场（纬度）校正正常场（纬度）校正地形校正地形校正中间层校正中间层校正高度校正高度校正第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探三、重力资料的应用三、重力资料的应用1 1、重力异常解释的步骤：、重力异常解释的步骤：（1 1）阐明引起异常的地质因素）阐明引起异常的地质因素确定异常是地壳深部确定异常是地壳深部还是浅部地质因素的反映；是矿体还是构造或其他不还是浅部地质因素的反映；是矿体还是构造或其他不均匀体（如侵入体、岩性变化等）引起的。均匀体（如侵入体、岩性变化等）引起的。（2 2）对异常进行划分）对异常进行划分找矿时就是要将地壳浅部的构找矿时就是要将地壳浅部的构造或矿
24、体引起的异常从深部因素引起的区域场中分离造或矿体引起的异常从深部因素引起的区域场中分离出来；研究地壳深部构造时，则要划分出的异常是反出来；研究地壳深部构造时，则要划分出的异常是反映地壳深部因素的区域性异常。映地壳深部因素的区域性异常。（3 3）计算地质体产状参数）计算地质体产状参数根据重力资料估计产生异根据重力资料估计产生异常的地质体的形状、产状和空间位置，并在此基础上常的地质体的形状、产状和空间位置，并在此基础上对异常做进一步的定量解释，以确定探测对象的产状对异常做进一步的定量解释，以确定探测对象的产状要素及其在地下的赋存形态。要素及其在地下的赋存形态。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方
25、法-2-1 重力勘探重力勘探2 2、重力异常的地质特征、重力异常的地质特征 （1 1）沉积盆地沉积盆地重力异常的地质特征在平面等值线图上重力异常的地质特征在平面等值线图上表现为：表现为：等值线的形状和盆地的形状一致；等值线的形状和盆地的形状一致；洼陷对洼陷对应相对低的重力异常，凸起对应相对高的重力异常，重应相对低的重力异常，凸起对应相对高的重力异常，重力异常最低的区域对应盆地中心；力异常最低的区域对应盆地中心；纯地形引起的重力纯地形引起的重力异常与地形呈镜像关系。异常与地形呈镜像关系。（2 2）断层断层在布格重力异常图上的表现形式为：在布格重力异常图上的表现形式为：沿一沿一定方向延伸的梯级带；
26、定方向延伸的梯级带；异常梯级带发生同形扭曲或方异常梯级带发生同形扭曲或方向变化；向变化；串珠状正或负异常；串珠状正或负异常；封闭异常突然变宽、封闭异常突然变宽、变窄或轴线明显错动的部位；变窄或轴线明显错动的部位；不同特征异常区域的分不同特征异常区域的分界线。界线。3 3、重力资料在油气勘探中的应用、重力资料在油气勘探中的应用 利用重力资料可以研究区域地质构造、圈定沉积盆地利用重力资料可以研究区域地质构造、圈定沉积盆地范围、划分次级构造单元、指出含油气远景区，有时还范围、划分次级构造单元、指出含油气远景区，有时还可以研究沉积构造甚至油气藏。可以研究沉积构造甚至油气藏。（1 1）研究区域地质构造，
27、预测油气远景区）研究区域地质构造，预测油气远景区研究含油气盆地的区域地质构造是一项综合的地质任务，研究含油气盆地的区域地质构造是一项综合的地质任务，它包括研究结晶基底成分和内部构造；确定基底顶面的它包括研究结晶基底成分和内部构造；确定基底顶面的起伏；圈定沉积岩系的分布范围和寻找构造；确定区域起伏；圈定沉积岩系的分布范围和寻找构造；确定区域性断裂以及盆地与周围构造单元的关系等。最终目的是性断裂以及盆地与周围构造单元的关系等。最终目的是在盆地内部进行构造分区，判断深凹陷的存在，预测生在盆地内部进行构造分区，判断深凹陷的存在，预测生油岩系的分布范围以及圈定进一步找油的远景区。油岩系的分布范围以及圈定
28、进一步找油的远景区。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探（2 2）研究沉积盖层内部构造研究沉积盖层内部构造 绝大多数的油气藏都在沉积盖层中，多数沉积盖层绝大多数的油气藏都在沉积盖层中，多数沉积盖层构造与基底构造、断裂活动、乃至火成岩活动有关，因构造与基底构造、断裂活动、乃至火成岩活动有关，因此通过研究结晶基岩可以间接寻找沉积岩构造。此通过研究结晶基岩可以间接寻找沉积岩构造。主要的情况有：主要的情况有：盖层构造与基底高点具有继承关盖层构造与基底高点具有继承关系；系；根据断层的存在及其性质可以推断与其相关的构根据断层的存在及其性质可以推断与其相关的构造，如滚动背斜；造
29、，如滚动背斜；沉积盆地后期的岩浆侵入可以在盖沉积盆地后期的岩浆侵入可以在盖层中造成正构造形态，此时，沉积盖层构造的核部是火层中造成正构造形态，此时，沉积盖层构造的核部是火成岩体。成岩体。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探华北平原华北平原布格重力布格重力异常图异常图（单位：（单位：mGal）重力资料的应用（续）重力资料的应用（续）在勘探程度高的地区，利用重力细测资料研究断层、在勘探程度高的地区，利用重力细测资料研究断层、寻找沉积岩内部构造、检测油气异常、分析逆冲推覆寻找沉积岩内部构造、检测油气异常、
30、分析逆冲推覆构造等。构造等。研究逆冲推覆构造常用以下三种方法：研究逆冲推覆构造常用以下三种方法：（1）重力延拓法重力延拓法（2）重力模型正演法重力模型正演法（3）重力地震综合解释法重力地震综合解释法第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探陕甘宁盆地桌子山段布格重力异常与不同高度延拓的陕甘宁盆地桌子山段布格重力异常与不同高度延拓的重力异常图，反映了本段深浅层构造方向不相同，不重力异常图，反映了本段深浅层构造方向不相同，不是同一期构造运动的产物。是同一期构造运动的产物。德州凹陷德州凹陷 宁津凸起宁津凸起 无
31、棣凸起无棣凸起 磁镇洼陷磁镇洼陷 林樊家洼陷林樊家洼陷 东营凹陷东营凹陷重力异常重力异常重力资料重力资料反演结果反演结果109.0地震剖面地震剖面-234.6km99-26剖面地震约束剖面地震约束重力反演结果重力反演结果N第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探86-203.6剖面地震约束重力反演结果剖面地震约束重力反演结果N第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探断裂系统划分断裂系统划分布格重力异常布格重力异常第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探水 平水 平 0 0 方 向 导 数方 向 导 数断裂系统划分断裂
32、系统划分第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探水 平水 平 4 5 4 5 方 向 导 数方 向 导 数断裂系统划分断裂系统划分第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探水平水平135135方向导数方向导数断裂系统划分断裂系统划分第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-1 重力勘探重力勘探第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-5 综合物探综合物探任丘古潜山带重力任丘古潜山带重力异常和地震构造图异常和地震构造图1-布格重力异常布格重力异常2-二次微商二次微商3-四次微商四次微商4-地震构造图地震构造图 第一节第一节 重力勘探方法重
33、力勘探方法 第二节第二节 磁力勘探方法磁力勘探方法 第三节第三节 电法勘探方法电法勘探方法 第四节第四节 地化勘探方法地化勘探方法 第五节第五节 综合物探方法综合物探方法第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法第二节第二节 磁力勘探方法磁力勘探方法 一、概述一、概述 二、磁力勘探的方法原理二、磁力勘探的方法原理 三、磁测资料的解释与应用三、磁测资料的解释与应用第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-2 磁法勘探磁法勘探一、概述一、概述磁法勘探磁法勘探利用专门仪器并按特定方式观测岩层间利用专门仪器并按特定方式观测岩层间磁性差异，进而研究地下地质问题；
34、在自然界中，磁性差异，进而研究地下地质问题；在自然界中，由于受到地球磁场的作用，许多岩石或矿石都不同由于受到地球磁场的作用，许多岩石或矿石都不同程度地被磁化而具有磁性。具有磁性地质体所产生程度地被磁化而具有磁性。具有磁性地质体所产生的磁场迭加在正常地磁场之上的异常磁场。的磁场迭加在正常地磁场之上的异常磁场。磁法勘磁法勘探的主要任务探的主要任务就是测定和分析研究各种磁异常，找就是测定和分析研究各种磁异常，找出磁异常与地下岩石、地质构造及有用矿产的关系，出磁异常与地下岩石、地质构造及有用矿产的关系，作出地下地质情况和矿产分布等有关结论。作出地下地质情况和矿产分布等有关结论。第第2 2章章 普通物探
35、方法普通物探方法-2-2 磁法勘探磁法勘探磁法勘探磁法勘探是利用地磁现象进行勘探的，磁针或任何磁是利用地磁现象进行勘探的，磁针或任何磁性体都是一端带有正磁荷、另一端带有负磁荷成对性体都是一端带有正磁荷、另一端带有负磁荷成对存在的。地球好像一个大磁球一样，在其周围空间存在的。地球好像一个大磁球一样，在其周围空间形成了磁场。在某点一个单位的正磁荷受力的大小形成了磁场。在某点一个单位的正磁荷受力的大小叫该点的叫该点的地磁场强度地磁场强度。测量地磁场强度的单位是。测量地磁场强度的单位是nT。地磁场强度的大小和方向是因地而异的，如果我们地磁场强度的大小和方向是因地而异的，如果我们在地球不同地点用磁针进行
36、观测，会看到在磁北半在地球不同地点用磁针进行观测，会看到在磁北半球磁针指北端（带正磁荷）球磁针指北端（带正磁荷）向下倾；在磁南半球则向下倾；在磁南半球则向上翘，在磁赤道处保持水平，在磁南极及磁北极向上翘，在磁赤道处保持水平，在磁南极及磁北极处变成垂直。磁极与地理的南、北相差大约纬度处变成垂直。磁极与地理的南、北相差大约纬度18度。度。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-2 磁法勘探磁法勘探地磁场和重力场一样，也有正常磁力场。但磁力勘探地磁场和重力场一样，也有正常磁力场。但磁力勘探比重力勘探在原理和实际应用上都要复杂些，因为比重力勘探在原理和实际应用上都要复杂些，因为决定岩石磁性的是受
37、地磁场磁化的程度（决定岩石磁性的是受地磁场磁化的程度（磁化强磁化强度度），它取决于岩石的），它取决于岩石的磁化率磁化率且具有不同方向和大且具有不同方向和大小，同一点上的磁场强度每日不同时间都有变化，小，同一点上的磁场强度每日不同时间都有变化，叫做叫做日变日变，它是各种原因引起的长期变化和短期变，它是各种原因引起的长期变化和短期变化之和，而重力场就没有这些现象。化之和，而重力场就没有这些现象。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-2 磁法勘探磁法勘探国内外技术现状国内外技术现状 磁法勘探中的观测值减去正常磁力值和日变值，便磁法勘探中的观测值减去正常磁力值和日变值，便是磁力异常值。我国大部
38、分沉积盆地已做过磁力普是磁力异常值。我国大部分沉积盆地已做过磁力普查，目前多数采用航磁法做细测。磁力异常图和航查，目前多数采用航磁法做细测。磁力异常图和航磁的平面、剖面图是解释的基础，主要能反映基底磁的平面、剖面图是解释的基础，主要能反映基底的起伏或岩性变化以及火成岩侵入体。在沉积岩中的起伏或岩性变化以及火成岩侵入体。在沉积岩中必须使用高精度磁力仪才能利用微弱磁化岩层的磁必须使用高精度磁力仪才能利用微弱磁化岩层的磁力异常发现沉积岩构造、深大断裂、结晶基底、盐力异常发现沉积岩构造、深大断裂、结晶基底、盐丘、磁性矿床等。丘、磁性矿床等。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-2 磁法勘探磁法
39、勘探二、磁力勘探的方法原理二、磁力勘探的方法原理 物理学告知，一个通有电流的线圈回路在它的周围物理学告知，一个通有电流的线圈回路在它的周围形成形成磁场磁场。近代电磁学研究证明，任何物质的磁性都。近代电磁学研究证明，任何物质的磁性都是带电粒子运动的结果。不同物质的分子和原子，由是带电粒子运动的结果。不同物质的分子和原子，由于壳层中电子的数量及其相互作用的不同，使其具有于壳层中电子的数量及其相互作用的不同，使其具有不同的磁性。不同的磁性。假想磁性物体之所以有磁性，是由于它们带有假想磁性物体之所以有磁性，是由于它们带有“磁磁荷荷”。磁荷磁荷分为正磁荷和负磁荷，具有同性相斥，异分为正磁荷和负磁荷，具有
40、同性相斥，异性相吸的作用力。一个磁性体上总是同时有正磁荷和性相吸的作用力。一个磁性体上总是同时有正磁荷和负磁荷，不能分开。这样在一个磁体上就有负磁荷，不能分开。这样在一个磁体上就有“正磁极正磁极”和和“负磁极负磁极”之称。正磁荷聚集的一极称为之称。正磁荷聚集的一极称为N 极，负极，负磁荷聚集的一极称为磁荷聚集的一极称为S 极。极。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-2 磁法勘探磁法勘探 人们以磁量表示磁荷的数量，称为人们以磁量表示磁荷的数量，称为磁极强度磁极强度。同一。同一磁体的两个异性磁极，其磁量相等。磁体的两个异性磁极，其磁量相等。法国物理学家库仑在实验的基础上建立了磁极间相法国
41、物理学家库仑在实验的基础上建立了磁极间相互作用的互作用的磁库仑定律磁库仑定律：两个点磁极间磁力：两个点磁极间磁力F的大小与它的大小与它们的磁量的乘积成正比，与它们距离们的磁量的乘积成正比，与它们距离r的平方成反比，的平方成反比，即：即：式中，式中，m 1、m 2 表示两点磁极的磁量；表示两点磁极的磁量；r为两点磁极之为两点磁极之间的距离；间的距离；是导磁率，与介质有关的常数。磁力是导磁率，与介质有关的常数。磁力F 的的方向在两磁极的连线上。方向在两磁极的连线上。221rmmF第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-2 磁法勘探磁法勘探 所有的物质放入磁场中都会有磁性，成为磁化物质，所有的
42、物质放入磁场中都会有磁性，成为磁化物质，这种使物质获得磁性的作用称为这种使物质获得磁性的作用称为磁化磁化。磁化强度磁化强度J 表示表示单位体积内的磁矩。把整个存在地球磁力作用的空间称单位体积内的磁矩。把整个存在地球磁力作用的空间称为为地磁场地磁场。在地磁场的作用下，地壳中的岩层、岩体和。在地磁场的作用下，地壳中的岩层、岩体和矿体都不同程度地被磁化而具有磁性。这些具有磁性的矿体都不同程度地被磁化而具有磁性。这些具有磁性的地质体在其周围空间又形成了它们自己的磁场，迭加在地质体在其周围空间又形成了它们自己的磁场，迭加在正常的地磁场上，使地磁场正常分布规律发生局部变化，正常的地磁场上，使地磁场正常分布
43、规律发生局部变化，这种地磁场的局部变化称为这种地磁场的局部变化称为磁异常磁异常。磁异常是磁法勘探。磁异常是磁法勘探研究的主要对象。研究的主要对象。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-2 磁法勘探磁法勘探地磁要素地磁要素：设某点地磁场总强度：设某点地磁场总强度T 是一空间矢量，其大是一空间矢量，其大小方向可以在一个选定的直角坐标轴上的投影来确定。小方向可以在一个选定的直角坐标轴上的投影来确定。将坐标原点选在测点上，习惯上以将坐标原点选在测点上，习惯上以X 轴指向地理北，轴指向地理北，Y 轴指向东，轴指向东，Z 轴垂直向下指向地心，轴垂直向下指向地心，XOY为水平面。于为水平面。于是地磁
44、场强度是地磁场强度T 在在X、Y、Z 轴上的投影分别为北向分轴上的投影分别为北向分量量X、东向分量、东向分量Y 和垂直分量和垂直分量Z。T 在在XOY平面的投影平面的投影H 称为水平分量（指向磁北）。各分量的方向与坐标轴称为水平分量（指向磁北）。各分量的方向与坐标轴的正向一致时取正值，反之取负值。的正向一致时取正值，反之取负值。H 与与X 轴的夹角称轴的夹角称为磁偏角，通常以为磁偏角，通常以D 表示。表示。H 偏东时，偏东时，D 取正值，反之取正值，反之取负值。取负值。T与与XOY平面的夹角称为磁倾角，以平面的夹角称为磁倾角，以I 表示。表示。T 由由XOY平面指向地平线之下时，平面指向地平线
45、之下时，I 为正，反之为负。为正，反之为负。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-2 磁法勘探磁法勘探上述上述D、I、H、Z、X、Y统称统称地磁要素地磁要素,它们之间的关系为：它们之间的关系为：XHcosD;YHsinD；ZHtgI;HTcosI;ZTsinI;tgIZH；H2X2Y2；T2H2Z2；tgDYX。由上可知，由上可知，只要知道只要知道X、Y、Z或或H、D、I 任意三个量任意三个量,就可就可以求得全部地磁要素。在磁法以求得全部地磁要素。在磁法勘探中勘探中,一般是测量地磁垂直分一般是测量地磁垂直分量量Z、水平分量、水平分量H和地磁场总和地磁场总强度强度T的相对变化。的相对变化
46、。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-2 磁法勘探磁法勘探三、磁测资料的解释与应用三、磁测资料的解释与应用 在油气田勘探中，磁法资料普遍用来研究盆地基底的在油气田勘探中，磁法资料普遍用来研究盆地基底的性质和起伏、圈定火成岩侵入体以及追踪深大断裂，阐性质和起伏、圈定火成岩侵入体以及追踪深大断裂，阐明含油区区域构造特征和划分盆地构造单元。明含油区区域构造特征和划分盆地构造单元。1、各类岩石的磁场特征、各类岩石的磁场特征 沉积岩沉积岩磁化率小，引起的异常很微弱，属于无磁性或磁化率小，引起的异常很微弱，属于无磁性或弱磁性岩类。沉积岩中的磁性矿物分布较为均匀，形成弱磁性岩类。沉积岩中的磁性矿物
47、分布较为均匀，形成的磁场也很平缓、光滑、梯度小。当沉积岩较厚时，常的磁场也很平缓、光滑、梯度小。当沉积岩较厚时，常呈现平静的负异常区。呈现平静的负异常区。火山岩火山岩所含铁磁性矿物分布不均匀，其磁化也不均匀，所含铁磁性矿物分布不均匀，其磁化也不均匀，故其磁异常特点呈跳跃变化，异常尖锐而梯度大，以致故其磁异常特点呈跳跃变化，异常尖锐而梯度大，以致相邻测线上异常难以对比。相邻测线上异常难以对比。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-2 磁法勘探磁法勘探 通常基性火山岩异常强度较大，酸性火山岩异常强度通常基性火山岩异常强度较大，酸性火山岩异常强度较小。火山岩的共同特点是剩余磁化强度往往超过感
48、应较小。火山岩的共同特点是剩余磁化强度往往超过感应磁化强度好几倍。此外火山岩的磁场特征与埋藏深度有磁化强度好几倍。此外火山岩的磁场特征与埋藏深度有关，出露地表或浅层的火山岩其异常强度大，变化大；关，出露地表或浅层的火山岩其异常强度大，变化大；而埋藏较深的火山岩的异常强度和变化都较弱。而埋藏较深的火山岩的异常强度和变化都较弱。侵入岩侵入岩的磁化强度一般都较稳定，尽管它们的磁场有的磁化强度一般都较稳定，尽管它们的磁场有强有弱，但比火山岩平稳得多。侵入岩的磁场一般按酸强有弱，但比火山岩平稳得多。侵入岩的磁场一般按酸性中性基性超基性的顺序增加。超基性岩体磁性性中性基性超基性的顺序增加。超基性岩体磁性最
49、强，磁场强度可达几千纳特，变化剧烈，但不象火山最强，磁场强度可达几千纳特，变化剧烈，但不象火山岩那样呈锯齿状跳跃。相邻测线上的异常曲线可以进行岩那样呈锯齿状跳跃。相邻测线上的异常曲线可以进行对比。基性岩磁性也较强，一般表现为强度很大的升高对比。基性岩磁性也较强，一般表现为强度很大的升高异常，异常，峰值可达一二千纳特。峰值可达一二千纳特。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-2 磁法勘探磁法勘探 当侵入体埋藏较浅时，常表现为多个孤峰，随着当侵入体埋藏较浅时，常表现为多个孤峰，随着埋深的加大，只显示异常不规则的背景。埋深的加大，只显示异常不规则的背景。花岗岩花岗岩种类较多，一般均具磁性，而
50、磁性强弱取种类较多，一般均具磁性，而磁性强弱取决于所含暗色矿物的多少。决于所含暗色矿物的多少。变质岩变质岩的磁性通常较强，的磁性通常较强，可观测到几百至一二千纳特的磁异常。可观测到几百至一二千纳特的磁异常。一般规模较大的一般规模较大的断裂断裂，多伴有岩浆活动，在磁场，多伴有岩浆活动，在磁场上反映为线性异常带、串珠状异常带、雁行异常带。上反映为线性异常带、串珠状异常带、雁行异常带。第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-2 磁法勘探磁法勘探断裂带上的断裂带上的T 异常异常“干断裂干断裂”上的上的T 异常异常第第2 2章章 普通物探方法普通物探方法-2-2 磁法勘探磁法勘探2、磁测资料的应用
