1、 ECIT EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 地球物理勘探概论 地球科学的主要学科之一地球科学的主要学科之一 用物理学的原理和方法研究地球用物理学的原理和方法研究地球 地球的起源、演化、内部结构，以及寻找地球地球的起源、演化、内部结构，以及寻找地球 内部资源；地质现象，比如地球内部的温度分布，地磁内部资源；地质现象，比如地球内部的温度分布，地磁 场的起源、架构和变化；大陆地壳大尺度的特征，诸如场的起源、架构和变化；大陆地壳大尺度的特征，诸如 断裂、大陆缝合线和大洋中脊。断裂、大陆缝合线和大洋中脊。 现代地球物理学研究延伸到地球大气层外部的现象，现代地球物理学
2、研究延伸到地球大气层外部的现象， 例如电离层电机效应、极光放电，甚至延伸到其他行星例如电离层电机效应、极光放电，甚至延伸到其他行星 及其卫星的物理性质。及其卫星的物理性质。 研究内容：研究内容： 应用地球物理应用地球物理 能源勘探、金属与非金属勘探、环境与工程能源勘探、金属与非金属勘探、环境与工程 探测等探测等 理论地球物理理论地球物理 研究对地球本体认识的理论与方法研究对地球本体认识的理论与方法 历史发展：历史发展： 东汉东汉张衡张衡在公元在公元132132年设计制造了世界上最早的地年设计制造了世界上最早的地 震仪震仪候风地动仪候风地动仪。我国约于。我国约于1010世纪就已将世纪就已将指南针
3、指南针用用 于航海；于航海； 2020世纪世纪2020年代开始利用地震波研究地球内部的分层结年代开始利用地震波研究地球内部的分层结 构；构； 3030年代兴起的年代兴起的地球物理勘探地球物理勘探（特别是地震勘探），对（特别是地震勘探），对 资源的开发和利用起到了关键作用。资源的开发和利用起到了关键作用。 4040年代，地震探测极大地深化了人类对年代，地震探测极大地深化了人类对岩石层岩石层（圈）（圈） 的认识。的认识。 5050年代开始的地震预测研究受到世界各国的关注。年代开始的地震预测研究受到世界各国的关注。 学科发展：学科发展： 19521952年，根据新中国经济建设对矿产资源的需求，年，根
4、据新中国经济建设对矿产资源的需求， 北京地质学院（现改为北京地质学院（现改为中国地质中国地质大大 学）和长春地质学学）和长春地质学 院（现合并到吉林大学）相继成立了地球物理系；院（现合并到吉林大学）相继成立了地球物理系； 北京大学、中国科学技术大学、云南大学北京大学、中国科学技术大学、云南大学 、中南大、中南大 学、同济大学、合肥工业大学、中国地质大学（北京）学、同济大学、合肥工业大学、中国地质大学（北京） 、中国地质大学（武汉）、成都理工大学、中国地质大学（武汉）、成都理工大学 、石家庄经、石家庄经 济学院、济学院、 中国石油大学、中国矿业大学、西南石油大中国石油大学、中国矿业大学、西南石油
5、大 学、大庆石油学院、桂林工学院、东华理工大学、中国学、大庆石油学院、桂林工学院、东华理工大学、中国 海洋大学海洋大学 应用地球物理学的实质应用地球物理学的实质 应用地球物理方法与地质方法的异同点应用地球物理方法与地质方法的异同点 应用地球物理方法的特点应用地球物理方法的特点 应用地球物理方法的分类应用地球物理方法的分类 应用地球物理方法的应用条件及应用范围应用地球物理方法的应用条件及应用范围 应用地球物理工作的组成（全过程应用地球物理工作的组成（全过程) 应用地球物理学（又称为应用地球物理勘探、勘应用地球物理学（又称为应用地球物理勘探、勘 查地球物理）查地球物理）简称简称物探物探。 它是以地
6、壳中各种岩、矿石间的它是以地壳中各种岩、矿石间的物理性质差异物理性质差异 （如密度、磁性、电性、弹性、放射性差异等）为物（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、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、地磁场场、地磁场 、电场等）在空间上的、电场等）在空间上的局部变化局部变化（称为地（称为地 球物理异常），就可以推断地下地质构造或岩矿体的球物理异常），就可以推断地下地质构造或岩矿体的 赋存状况，达到地质调查的目的一种赋存状况，达到地质调查
7、的目的一种应用科学应用科学。 一、应用地球物理学的实质 1、简略地说、简略地说 用专门的地球物理勘探仪器观测用专门的地球物理勘探仪器观测物探异常物探异常，研究，研究 异常与产生该异常的地质体之间的关系，达到解异常与产生该异常的地质体之间的关系，达到解 决地质问题的目的决地质问题的目的称为物探。称为物探。 2、形象地说、形象地说 在地表在地表(或地表以上或地表以上)用仪器观测异常，研究分析异用仪器观测异常，研究分析异 常与异常源的关系。常与异常源的关系。 可以解决以下的问题可以解决以下的问题： 地质体的形状参数地质体的形状参数 地质体的产状参数（如地质体的空间位置、埋深、地质体的产状参数（如地质
8、体的空间位置、埋深、 走向、倾角）走向、倾角） 地质体的物性参数（如密度、电阻率等地质体的物性参数（如密度、电阻率等） 1 1、理论基础不同、理论基础不同 地质方法：岩石学、构造地质学、矿床学等理论为基地质方法：岩石学、构造地质学、矿床学等理论为基 础础 物探方法：各种地球物理场的理论为基础物探方法：各种地球物理场的理论为基础 2 2、工作方法不同、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地质方法：对岩矿石露头或岩芯直接进行观测 直接方法直接方法 物探方法：用仪器对地质体引起的异常进行观测物探方法：用仪器对地质体引起的异常进行观测 间接方法间接方法 二、物探方法与地质方法之不同点
9、 1 1、透过覆盖层寻找隐伏的地质构造或盲矿体；、透过覆盖层寻找隐伏的地质构造或盲矿体； 2 2、工作效率高、施工进度快、成本低（这是因为，、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、矿体简便用仪器观测地球物理场比直接揭露岩、矿体简便 易行）；易行）； 3 3、具有解释的多解性（即同一异常可由不同形状或、具有解释的多解性（即同一异常可由不同形状或 不同性质的地质体引起）不同性质的地质体引起） 三、物探方法的特点 目前分类的方法有许多种，不同物探工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。一般有如下四种分作者的分类也不尽相同。一般有如下四种分
10、类：类： 四、物探方法的分类 按物性参数分类按物性参数分类 按工作环境分类按工作环境分类 按探测对象分类按探测对象分类 按场源性质分类按场源性质分类 重力勘探重力勘探 以岩矿石的密度差异为基础以岩矿石的密度差异为基础 磁法勘探磁法勘探 以岩矿石的磁性差异为基础以岩矿石的磁性差异为基础 电法勘探电法勘探 以岩矿石的电性差异为基础以岩矿石的电性差异为基础 地震勘探地震勘探 以岩矿石的弹性差异为基础以岩矿石的弹性差异为基础 放射性勘探放射性勘探 以岩矿石的放射性差异为基础以岩矿石的放射性差异为基础 地热勘探地热勘探 以岩矿石的温度差异为基础以岩矿石的温度差异为基础 1、按物性参数分类、按物性参数分类
11、 本法是以地壳中不同岩、矿石间之本法是以地壳中不同岩、矿石间之密度差异密度差异为为 基础，通过观测与研究天然重力场的变化规律以查基础，通过观测与研究天然重力场的变化规律以查 明地质构造和寻找矿产的一种物探方法。明地质构造和寻找矿产的一种物探方法。 本法主要用于探查含油气远景区的地质构造、本法主要用于探查含油气远景区的地质构造、 盐丘及圈定煤田盆地以及研究深部构造和区域地质盐丘及圈定煤田盆地以及研究深部构造和区域地质 构造等。在与其他物探方法密切配合时，在寻找金构造等。在与其他物探方法密切配合时，在寻找金 属矿方面，也取得了较好效果。属矿方面，也取得了较好效果。 重力勘探重力勘探 德州凹陷德州凹
12、陷 宁津凸起宁津凸起 无棣凸起无棣凸起 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-234.6km 99-26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 重力勘探重力勘探 普测重力异常水平普测重力异常水平 梯度图梯度图 济阳坳陷普测济阳坳陷普测 重力立体放大图重力立体放大图 本法是以不同岩、矿石间的本法是以不同岩、矿石间的磁性差异磁性差异为基础，为基础， 通过观测和研究天然磁场及人工磁场的变化规律以通过观测和研究天然磁场及人工磁场的变化规律以 探查地质构造和寻找矿产的一种物探方法。探查地
13、质构造和寻找矿产的一种物探方法。 本法主要用于各种比例尺的地质填图、研究区本法主要用于各种比例尺的地质填图、研究区 域地质构造、寻找磁铁矿、勘查含油气构造及煤田域地质构造、寻找磁铁矿、勘查含油气构造及煤田 构造、预测成矿远景区以及寻找含磁性矿物的各种构造、预测成矿远景区以及寻找含磁性矿物的各种 金属与非金属矿床等。金属与非金属矿床等。 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 99S-26剖面地震约束磁力反演结果剖面地震约束磁力反演结果 N 磁法勘探磁法勘探 惠民凹陷航磁惠民凹陷航磁 总梯度异常图总梯度异常图 塔里木盆地航磁T化极异常图 轮轮
14、 南南 1 5 英英 买买 1 满满 西西 1 塔塔 中中 1 胜胜 利利 1 满满 参参 1 和和 参参 1 山山 1 塔塔 中中 4 6 满满 东东 1 塔塔 东东 1 和和 田田 民民 丰丰 阿阿 克克 苏苏 且且 末末 若若 羌羌 库库 尔尔 勒勒 茫茫 崖崖 镇镇 皮皮 山山 叶叶 城城 英英 吉吉 莎莎 喀喀 什什 巴巴 楚楚 与断裂相关的异常信息 盆地基底结构特征 本法是以不同岩、矿石间的本法是以不同岩、矿石间的电性差异电性差异为基础，为基础， 通过观测和研究天然电磁场和人工电磁场的空间与通过观测和研究天然电磁场和人工电磁场的空间与 时间分布规律进行地质勘查和找矿的一种物探方法。
15、时间分布规律进行地质勘查和找矿的一种物探方法。 本法的利用参数较多，应用范围较广。本法的利用参数较多，应用范围较广。 主要用于探查区域和深部地质构造、寻找油气主要用于探查区域和深部地质构造、寻找油气 田和煤田、金属与非金属矿产以及解决水文地质田和煤田、金属与非金属矿产以及解决水文地质( (寻寻 找地下水资源等找地下水资源等) )和工程地质和工程地质( (探查喀斯特溶洞、断探查喀斯特溶洞、断 裂破碎等裂破碎等) )中路基、坝基和环境勘查中的一些问题。中路基、坝基和环境勘查中的一些问题。 山西省某煤田采空区探测成果山西省某煤田采空区探测成果 -325 -300 -275 -250 -225 -20
16、0 -175 -150 -125 -100 -75 -50 -25 0 128 130 132 134 136 138 140 142 -325 -300 -275 -250 -225 -200 -175 -150 -125 -100 -75 -50 -25 0 128 130 132 134 136 138 140 142 H(m)H(m) 赵小斯沟区31线激电测深视极化率反演等值线断面图赵小斯沟区31线激电测深视电阻率反演等值线断面图 比例尺 1:2000 比例尺 1:2000 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.
17、2 128 130 132 134 136 138 140 142 6 9 15 25 40 65 100 150 220 340 500 750 1000 LOG10(AB/2) 北岔铅锌多金属矿区31线激电测深s等值线断面图 比例尺1：2000 55 128 130 132 134 136 138 140 142 6 9 15 25 40 65 100 150 220 340 500 750 1000 LOG10(AB/2) 北岔铅锌多金属矿区31线激电测深s等值线断面图 比例尺1：2000 55 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100
18、1200 1300 1400 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4 0 200 400 600 800 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 160m 260m 本法是以不同岩、矿石间的本法是以不同岩、矿石间的弹性差异弹性差异为基础，为基础， 通过观测和研究地震波在地下岩石中的传播特性，通过观测和研究地震波在地下岩石中的传播特性， 以实现地质勘查目标的一种物探方法。以实现
19、地质勘查目标的一种物探方法。 本法主要应用于探查油气田地质构造、煤田构本法主要应用于探查油气田地质构造、煤田构 造、地壳测深以及寻找地下水资源和工程地质勘查造、地壳测深以及寻找地下水资源和工程地质勘查 等。等。 T2 采空区 宝雨山矿11、12采区探查出的采空区（地质雷达） 煤层陷落柱煤层陷落柱 本法是以自然界中某些元素具有天然的和人工本法是以自然界中某些元素具有天然的和人工 激发的核辐射特性为基础，应用核探测技术观测和激发的核辐射特性为基础，应用核探测技术观测和 研究核辐射场的分布规律以实现地质勘查目标的一研究核辐射场的分布规律以实现地质勘查目标的一 种物探方法。种物探方法。 本法主要用于寻
20、找具有放射性的铀、钍矿床及本法主要用于寻找具有放射性的铀、钍矿床及 其他金属与非金属矿床，还可用于寻找油气田、煤其他金属与非金属矿床，还可用于寻找油气田、煤 田、地下水，以及用于环境监测等。田、地下水，以及用于环境监测等。 2、按工作环境分类、按工作环境分类 地面物探地面物探 航空物探航空物探 地下物探地下物探 海洋物探海洋物探 海底拖曳式伽玛能谱仪示意图海底拖曳式伽玛能谱仪示意图 金属物探金属物探寻找金属与非金属寻找金属与非金属 石油物探石油物探寻找石油与天然气寻找石油与天然气 煤田物探煤田物探寻找煤寻找煤 水文工程物探水文工程物探水文、工程、环境地质问题水文、工程、环境地质问题 深部物探深
21、部物探地壳深部与上地幔地质构造地壳深部与上地幔地质构造 城市物探城市物探城市建设与环境污染问题城市建设与环境污染问题 3、按探测对象分类、按探测对象分类 （1 1）天然场法天然场法（或被动源法或被动源法） 利用地球天然物理场或者物性差异利用地球天然物理场或者物性差异。如磁法勘如磁法勘 探探、重力法重力法、天然地震等天然地震等 （2 2）人工场源人工场源（或主动源法或主动源法） 地球物理场由人工激发地球物理场由人工激发，通过控制通过控制场源的激发场源的激发 方式和功率大小等方式和功率大小等，改变探测深度及不同地质改变探测深度及不同地质 探测对象探测对象。如如电法勘探电法勘探、人工地震等人工地震等
22、。 4、按场源性质分类、按场源性质分类 五、 物探的应用范围及应用条件 （一）（一） 应用范围应用范围 1、全球构造研究：如海底扩张、板块构造、大陆漂、全球构造研究：如海底扩张、板块构造、大陆漂 移、地壳厚度等；移、地壳厚度等； 2、地质工作的各个阶段、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）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。沉积岩构造、追索深大断裂。 （2 2）在大比例尺地质填图中：确定岩层接触带、浮）在大比例尺地质填图中：确定岩层接
23、触带、浮 土厚度、圈定火成岩体、构造破碎带及断层，指示成土厚度、圈定火成岩体、构造破碎带及断层，指示成 矿远景区矿远景区 （3 3）普查找矿阶段：圈定成矿带、矿化带，寻找有）普查找矿阶段：圈定成矿带、矿化带，寻找有 工业意义的矿体工业意义的矿体 （4 4）在勘探阶段：确定矿体的位置（如中心、边界、）在勘探阶段：确定矿体的位置（如中心、边界、 埋藏深度）及产状；化分矿层埋藏深度）及产状；化分矿层 （5 5）矿产开采阶段：指示矿体走向、确定矿体形）矿产开采阶段：指示矿体走向、确定矿体形 状、寻找盲矿体状、寻找盲矿体 应用地球物理在勘探喀斯特溶洞、岩层的断裂破碎应用地球物理在勘探喀斯特溶洞、岩层的断
24、裂破碎 带，预测坝基、桥梁、路基、大型厂房地基的稳定带，预测坝基、桥梁、路基、大型厂房地基的稳定 性等许多方面都取得了满意的地质效果。性等许多方面都取得了满意的地质效果。 另外应用地球物理在地质灾害预测（如地震预报、另外应用地球物理在地质灾害预测（如地震预报、 山体滑坡）、环境监测、城市建设及考古等方面也山体滑坡）、环境监测、城市建设及考古等方面也 起着重要的作用。起着重要的作用。 由上述可见，物探方法是一种应用相当广泛的现由上述可见，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定的地
25、质及地球物理条件的限制即必需满足物探的即必需满足物探的 应用条件。应用条件。 1 1、 探测对象与围岩间必需具有明显的物理性质探测对象与围岩间必需具有明显的物理性质 差异；差异； 2 2、 探测对象要具有一定的规模，且埋藏深度不探测对象要具有一定的规模，且埋藏深度不 太大；太大； 3 3、 各种干扰因素产生的干扰异常相对于探测对各种干扰因素产生的干扰异常相对于探测对 象的异常应足够的弱，或具有不同的特征，象的异常应足够的弱，或具有不同的特征， 以便能够予以分辨或消除。以便能够予以分辨或消除。 六、物探工作的过程 整个物探工作大致可划分成四个阶段：整个物探工作大致可划分成四个阶段： 1 1、编写
26、物探技术设计书、编写物探技术设计书 根据承担的地质任务进行现场踏勘及搜集工区内的地根据承担的地质任务进行现场踏勘及搜集工区内的地 质、物探、物性资料编写技术设计质、物探、物性资料编写技术设计 2 2、野外施工、野外施工 采集物探异常数据及工区内岩矿石的物性参数采集物探异常数据及工区内岩矿石的物性参数 3 3、室内资料整理、室内资料整理 通过资料整理得到工区内异常的各种图件通过资料整理得到工区内异常的各种图件 4 4、物探异常的推断解释和报告编写、物探异常的推断解释和报告编写 所有物探方法均通过三个步骤完成所有物探方法均通过三个步骤完成 采集 处理 地质解释 利用专门仪器采 用合适的方法 获得地
27、球物理 场数据或图像 利用计算机及专用 软件、选择合理的 数学物理方法 分离提取目标场 ，增强解释能力 综合地质、测井、 钻井等信息，利用 计算机及专用软件 得出目标区地下地 质情况的正确全面信息 随着勘探领域的扩大与深入，地质条件越来随着勘探领域的扩大与深入，地质条件越来 越复杂，地球物理勘探将面临越复杂，地球物理勘探将面临三方面的问题三方面的问题：提高：提高 微弱地球物理信号的采集与处理水平、非均匀地质微弱地球物理信号的采集与处理水平、非均匀地质 体的探测与描述、减少地球物理反演多解性。体的探测与描述、减少地球物理反演多解性。 ECIT EAST CHINA INSTITUTE OF TE
28、CHNOLOGY 授课教师：付宸 联系方式：,284181552 ECIT EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 地球物理勘探概论 第一章第一章 5、煤的密度范围主要分布在煤的密度范围主要分布在1.21.2- -1.7g/cm1.7g/cm3 3, ,相对较低相对较低; ; 表土、粘土密度范围主要分布在表土、粘土密度范围主要分布在1.01.0- -2.0g/cm2.0g/cm3 3，密度较低；，密度较低； 砂岩、页岩密度范围主要分布在砂岩、页岩密度范围主要分布在2.02.0- -2.8g/cm2.8g/cm3 3，密度偏低；，密度偏低； 橄榄岩、玄武岩、辉长岩、
29、花岗岩、大理岩等大部分岩矿石密度范橄榄岩、玄武岩、辉长岩、花岗岩、大理岩等大部分岩矿石密度范 围主要分布于围主要分布于2.52.5- -3.5g/cm3.5g/cm3 3； 各种铁矿、铜矿密度范围主要分布在各种铁矿、铜矿密度范围主要分布在4.54.5- -5.2g/cm5.2g/cm3 3，密度较大；，密度较大； 锰矿、钙矿密度很大，多分布于锰矿、钙矿密度很大，多分布于5.05.0- -6.0g/cm6.0g/cm3 3。 研究表明，决定岩矿石密度的主要因素为：组成岩石的各种矿物成研究表明，决定岩矿石密度的主要因素为：组成岩石的各种矿物成 分及其含量；岩石中孔隙度大小及孔隙中的充填物成分；岩石
30、所承分及其含量；岩石中孔隙度大小及孔隙中的充填物成分；岩石所承 受得压力。受得压力。 6、自然界中，绝大多数矿物属顺磁性与抗磁性。例如：橄、自然界中，绝大多数矿物属顺磁性与抗磁性。例如：橄 榄石、辉石、云母属于顺磁性；而石英、正长石、方解石、榄石、辉石、云母属于顺磁性；而石英、正长石、方解石、 石墨属于抗磁性。石墨属于抗磁性。 自然界中不存在纯铁磁性矿物，最重要的磁性矿物当推自然界中不存在纯铁磁性矿物，最重要的磁性矿物当推 铁铁-钛氧化物。钛氧化物。 沉积岩的磁性一般较弱，主要决定于副矿物沉积岩的磁性一般较弱，主要决定于副矿物 的含量和成分；火成岩的磁性一般较强，且具体明显的天然的含量和成分；
31、火成岩的磁性一般较强，且具体明显的天然 剩磁；变质岩的磁性主要与其原岩有关。剩磁；变质岩的磁性主要与其原岩有关。 岩石的磁性是由所含磁性矿物的类型、含量、颗粒大小岩石的磁性是由所含磁性矿物的类型、含量、颗粒大小 与结构，以及温度、压力等因素决定。与结构，以及温度、压力等因素决定。 7、金属导体的导电性十分好，其电阻率、金属导体的导电性十分好，其电阻率值很低，一值很低，一 般般10-6m； 大多数金属矿物属于半导体，其电阻率大多数金属矿物属于半导体，其电阻率 通常分布在通常分布在10-6-106m； 绝大多数造岩矿物（如辉石、长石、云母、方解石、绝大多数造岩矿物（如辉石、长石、云母、方解石、 角
32、闪石、石榴子石等）在导电机制上属于固体电解质，角闪石、石榴子石等）在导电机制上属于固体电解质， 电阻率很高，一般大于电阻率很高，一般大于106m。 岩矿石的电阻率与其组成矿物的成分和结构、所含水岩矿石的电阻率与其组成矿物的成分和结构、所含水 、温度、压力等因素有关。、温度、压力等因素有关。 绝大多数造岩矿物的相对介电常数不超过绝大多数造岩矿物的相对介电常数不超过10-11，然而，然而 一些氧化物、硫化物和碳酸盐的一些氧化物、硫化物和碳酸盐的r值可达值可达20-170。 8、沉积岩速度较小，一般为、沉积岩速度较小，一般为1500-6000m/s；变质岩的；变质岩的 速度变化范围大，一般为速度变化
33、范围大，一般为3500-6500m/s；火成岩速度大；火成岩速度大 于沉积岩和变质岩，一般多为于沉积岩和变质岩，一般多为4500-8000m/s。 沉积岩中疏松岩石波速一般分布在沉积岩中疏松岩石波速一般分布在1500-2500m/s， 而致密岩石波速多分布于而致密岩石波速多分布于1800-4000m/s。 岩石的孔隙度增大，密度就会变小，速度也要降低岩石的孔隙度增大，密度就会变小，速度也要降低 ；埋藏深、时代老的岩石要比埋藏浅、时代新的岩石速；埋藏深、时代老的岩石要比埋藏浅、时代新的岩石速 度大。度大。 地表附近岩石受风化作用而变得疏松，波在其中的地表附近岩石受风化作用而变得疏松，波在其中的
34、传播速度很低，一般为传播速度很低，一般为400-1000m/s，这种地带称为低，这种地带称为低 速带。速带。 第二章第二章 1、重力勘探是测量与围岩有密度差异的地质体在其周围引重力勘探是测量与围岩有密度差异的地质体在其周围引 起的重力异常起的重力异常以确定这些地质体存在的空间位置以确定这些地质体存在的空间位置大小和大小和 形状形状从而对工作地区的地质构造和矿产分布情况作出判断从而对工作地区的地质构造和矿产分布情况作出判断 的一种地球物理勘探方法。的一种地球物理勘探方法。 1414、地形校正是为了消除测点周围地形起伏产生的重力影响、地形校正是为了消除测点周围地形起伏产生的重力影响 所进行的校正。
35、所进行的校正。 由于测点所在水准面以上的正地形部分，多余物质产生由于测点所在水准面以上的正地形部分，多余物质产生 的引力的垂直分量是向上的，引起仪器读书减小；测点所在的引力的垂直分量是向上的，引起仪器读书减小；测点所在 水准面以下的负地形部分相对该水准面缺少一部分物质，空水准面以下的负地形部分相对该水准面缺少一部分物质，空 缺物质产生的引力可以认为是负值，其垂向分量也是向上的，缺物质产生的引力可以认为是负值，其垂向分量也是向上的， 使仪器读数减小。可见地形影响恒为负，故其校正值恒为正。使仪器读数减小。可见地形影响恒为负，故其校正值恒为正。 17、区域异常是由分布较广的中、深部地质因素所引起的区
36、域异常是由分布较广的中、深部地质因素所引起的 重力异常；其特征是幅值较大、范围较广、水平梯度较小。重力异常；其特征是幅值较大、范围较广、水平梯度较小。 局部异常是指相对区域因素而言范围有限的研究对象引起的局部异常是指相对区域因素而言范围有限的研究对象引起的 范围和幅度较小的异常；其特征是分布范围较小、重力梯度范围和幅度较小的异常；其特征是分布范围较小、重力梯度 变化大。变化大。 区域异常和局部异常是相对而言的，没有绝对的划分区域异常和局部异常是相对而言的，没有绝对的划分 标准，应视研究的问题而定。标准，应视研究的问题而定。 第三章第三章 1、磁法勘探是通过观测和分析由岩石、矿石或其他探测对磁法
37、勘探是通过观测和分析由岩石、矿石或其他探测对 象磁性差异所引起的磁异常，进而研究地质构造和矿产资源象磁性差异所引起的磁异常，进而研究地质构造和矿产资源 或其他探测对象的分布规律的一种地球物理勘探方法。或其他探测对象的分布规律的一种地球物理勘探方法。 4 4、描述地球磁场大小和方向的物理量称作地磁要素。、描述地球磁场大小和方向的物理量称作地磁要素。 地磁要素包括地磁北向分量地磁要素包括地磁北向分量X X，地磁东向分量，地磁东向分量Y Y，地磁垂，地磁垂 直分量直分量Z Z，地磁场总强度，地磁场总强度T T，地磁场强度水平分量，地磁场强度水平分量H H，磁倾角，磁倾角I I， 磁偏角磁偏角D D。
38、 它们之间的关系为它们之间的关系为X=HcosDX=HcosD，Y=HsinDY=HsinD，Z=TsinIZ=TsinI，H=TcosIH=TcosI， tanI=Z/HtanI=Z/H，tanD=Y/XtanD=Y/X，T=X+Y+ZT=X+Y+Z，并可用图表示出来。，并可用图表示出来。 5、地球磁场由基本磁场、变化磁场和磁异常三部分组成。地球磁场由基本磁场、变化磁场和磁异常三部分组成。 基本磁场（主磁场）由中心偶极子磁场和大陆磁场组成，基本磁场（主磁场）由中心偶极子磁场和大陆磁场组成， 来源地球内部，占主地球主要部分来源地球内部，占主地球主要部分99%以上，主要由地核内以上，主要由地核内
39、 电流对流形成，相对稳定，但存在缓慢变化。电流对流形成，相对稳定，但存在缓慢变化。 变化磁场占地磁场变化磁场占地磁场1%以下，是起源于地球外部并叠加在以下，是起源于地球外部并叠加在 主磁场上的各种短期地磁变化，一类是连续出现有一定规律主磁场上的各种短期地磁变化，一类是连续出现有一定规律 周期性的变化，另一类是偶然发生短暂而复杂的变化。周期性的变化，另一类是偶然发生短暂而复杂的变化。 磁异常主要指地壳浅部具有磁性的岩石或矿石所引起的磁异常主要指地壳浅部具有磁性的岩石或矿石所引起的 局部磁场，它叠加在基本磁场之上，在消除各种短期磁场变局部磁场，它叠加在基本磁场之上，在消除各种短期磁场变 化后，实测
40、地磁场与作为正常磁场的主磁场间仍存在差异，化后，实测地磁场与作为正常磁场的主磁场间仍存在差异， 这个差异就称为磁异常。这个差异就称为磁异常。 第四章第四章 1、电法勘探是根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质电法勘探是根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质 （ 如导电性、导磁性、介电性）和电化学特性的差异，通过如导电性、导磁性、介电性）和电化学特性的差异，通过 对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时 间特性的观测和研究，寻找不同类型有用矿床和查明地质构间特性的观测和研究，寻找不同类型有用矿床和查明地质构 造及解决地质问题的地球物理勘
41、探方法。造及解决地质问题的地球物理勘探方法。 电法勘探按照其本身性质分为传导类电法勘探和感应类电法勘探按照其本身性质分为传导类电法勘探和感应类 电法勘探两大类；根据观测空间又可分为航空电法，地面电电法勘探两大类；根据观测空间又可分为航空电法，地面电 法和井中电法三大类；根据场源可以分为主动场源法和被动法和井中电法三大类；根据场源可以分为主动场源法和被动 场源法。场源法。 8 8、装置系数是一个与各电极间的距离有关的物理量，在野外装置系数是一个与各电极间的距离有关的物理量，在野外 工作中由装置形式和极距来确定计算。工作中由装置形式和极距来确定计算。 地电断面是指根据地下地质体电阻率的差异而划分界
42、限地电断面是指根据地下地质体电阻率的差异而划分界限 的断面。的断面。 联合剖面法正交点和反交点：在直立良导薄脉顶部上方联合剖面法正交点和反交点：在直立良导薄脉顶部上方 ，As和和Bs曲线相交，且在交点左侧曲线相交，且在交点左侧AsBs，右侧，右侧 AsBs,这种交点称为联合剖面法的正交点；高阻薄脉上这种交点称为联合剖面法的正交点；高阻薄脉上 的两条的两条s曲线也有一个交点，交点左侧曲线也有一个交点，交点左侧AsBs，这种交点称为联合剖面法的反交点。，这种交点称为联合剖面法的反交点。 9、视电阻率、视电阻率s是在电场有效作用范围内各种地质体电阻率是在电场有效作用范围内各种地质体电阻率 的综合影响
43、值，公式表示为的综合影响值，公式表示为s=K*(VMN/I)。 实际工作中地下介质往往呈各向异性非均匀分布，且地实际工作中地下介质往往呈各向异性非均匀分布，且地 表也不水平，为了研究这种情况下的稳定电场故引入视电阻表也不水平，为了研究这种情况下的稳定电场故引入视电阻 率的概念。率的概念。 在地表水平、地下介质均匀且各向同性的情况下视电阻在地表水平、地下介质均匀且各向同性的情况下视电阻 率等于真电阻率。率等于真电阻率。 第一章第一章 岩（矿）石物性与各类岩（矿）石物性与各类 矿床的地球物理特征矿床的地球物理特征 地球物理勘探以岩石、矿石（或地地球物理勘探以岩石、矿石（或地 层）与围岩的物理性质差
44、层）与围岩的物理性质差: :密度、磁化性密度、磁化性 质、导电性、放射性等异为基础。质、导电性、放射性等异为基础。 第一节第一节 岩（矿）石的密度岩（矿）石的密度 三大岩类物质循环三大岩类物质循环 一、岩矿石的密度一、岩矿石的密度 岩石名称岩石名称 密度（密度（g/cmg/cm ） 岩石名称岩石名称 密度（密度（g/cmg/cm ） 沉积岩类沉积岩类 火成岩类火成岩类 土壤土壤 1.11.1 1.31.3 花岗岩花岗岩 2.5 3.7 砂岩砂岩 1.8 1.8 2.82.8 安山岩安山岩 2.5 2.8 页岩页岩 2.4 2.4 3.03.0 辉长岩辉长岩 2.9 3.1 石灰岩石灰岩 2.3
45、 2.3 3.03.0 玄武岩玄武岩 2.7 3.2 石膏石膏 2.7 2.7 3.03.0 橄榄岩橄榄岩 2.9 3.3 岩盐岩盐 2.1 2.1 2.22.2 矿石矿石 变质岩类变质岩类 赤铁矿赤铁矿 4.9 5.3 片麻岩片麻岩 2.4 2.4 2.92.9 磁铁矿磁铁矿 4.9 5.2 蛇纹岩蛇纹岩 2.6 2.6 3.23.2 黄铁矿黄铁矿 4.9 5.2 石英岩石英岩 2.6 2.6 2.92.9 铬铁矿铬铁矿 4.5 4.6 大理石大理石 2.6 2.6 2.92.9 重晶石重晶石 4.3 4.6 各类岩石的密度表各类岩石的密度表 （一）岩（矿）石密度的一般规律（一）岩（矿）石密
46、度的一般规律 1.火成（岩浆）岩密度变质岩密度沉积岩密度火成（岩浆）岩密度变质岩密度沉积岩密度 根据长期研究的结果，认为决定岩、矿石密根据长期研究的结果，认为决定岩、矿石密 度的主要因素为：度的主要因素为： 组成岩石的各种矿物成分及其含量的多少；组成岩石的各种矿物成分及其含量的多少； 岩石中孔隙度大小及孔隙中的充填物成分；岩石中孔隙度大小及孔隙中的充填物成分； 岩石所承受的压力等。岩石所承受的压力等。 2.火成岩（火成岩（2.53.6 g /cm ） （1）主要取决于矿物成分及其含量的百分比，由）主要取决于矿物成分及其含量的百分比，由 酸性酸性基性基性超基性岩超基性岩，随着密度大的铁镁，随着密
47、度大的铁镁 暗色矿物含量增多暗色矿物含量增多密度逐渐加大密度逐渐加大。 （2）成岩过程中的冷凝、结晶分异作用也会造成）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，同一岩体不同岩相带，由边缘相到中心相，由边缘相到中心相， 密度逐渐增大密度逐渐增大。 （3）不同成岩环境）不同成岩环境(如侵入与喷发如侵入与喷发)也会造成同一岩也会造成同一岩 类的密度有较大差异，类的密度有较大差异，同一成分的火成岩密同一成分的火成岩密 度，喷出岩小于侵入岩度，喷出岩小于侵入岩。 （4）年代老的岩体的密度小于新岩体的密度年代老的岩体的密度小于新岩体的密度。 喷出岩喷出岩 2.52.6 g /cm 侵入岩侵入岩 2.72.9 g /cm 基性、超基性岩基性、超基性岩 3.0 3.6 g /cm 火成岩成分和密火成岩成分和密 度的关系度的关系 沉积岩的密度主要取决于岩石的孔隙度及岩石所处的构沉积岩的密度主要取决于岩石的孔隙度及岩石所处的构 造部位
