重力勘探和磁法勘探 天然气方法.ppt

重力勘探和磁法勘探,另外两种利用天然场进行勘探的重要方法 1.重力勘探——密度差异 2.磁法勘探——磁性差异特点： 1.利用天然场 2.主要利用异常介质结构的宏观特性 3.作业效率高 4.仪器设备精密应用领域：水文、工程、环境、矿产、石油、天然气、 无损检测,一、重力勘探,1、重力勘探的基本概念（1）重力 牛顿第二定律：,重力测量的目的是通过测量研究重力加速度g（简称重力）的变化规律而解决地质或工程问题单位：伽（gal）,（2）正常重力,常识：地球的形状、半径、赤道、经度、纬度、地球自转与离心力、地壳重力均衡等等正常重力公式（理想大地水准面上）：,,测量点的纬度,,同样质量的物体，在赤道重还是在两极重？？,（3）重力异常,地形校正,高度校正,中间层校正,重力异常,,正常场改正,,重力异常：从实测重力值中减去正常重力值以及消除地形等因素影响后的剩余重力值4）重力勘探的应用条件,（1）密度差（剩余质量）（2）水平（横向）变化（3）地形影响有限,（1）仪器：按弹性材料区分：金属弹簧重力仪和石英弹簧重力仪。

都是通过测定某种静力平衡体系在重力改变时产生的位移来确定重力的相对变化测定的是测点与总基点间的重力差值，而不是重力的绝对值2. 重力仪器和重力勘探工作方法,（2）测网的布置：测线必须大致垂直构造走向或地质体长轴方向，密度要求有2－3条测线，每条测线要有3－5个点通过异常3）资料整理 实测重力值除与地壳内岩石密度不均匀体有关外，还与观测点所在的空间位置及周围的地形起伏有关为了获得由目标体引起的重力异常，必须对实测重力进行各种改正： ① 纬度改正（正常场改正）D为总基点到测点的纬向距离（km），在北半球，测点位于总基点以北时D取正号，反之取负号② 地形改正,由于地形起伏使观测点周围的物质不处在同一平面上，因此需要把观测点周围的物质影响消除掉即把测点平面以上的物质除去，并把测点平面以下的空缺填补起来，这项工作叫地形改正不论是测点平面以上的物质，还是测点平面以下的空缺，都会使重力观测值变小，故地形改正总为正值 地形改正方法复杂，工作量较大，故多用计算机来实现③ 中间层改正,通过地形改正后，测点周围就变成水平地形了但由于测点与基点之间还存在一定的高差，故测点到基准面（基点所在的水平面）之间的物质对实测重力值亦会产生影响。

消除这种影响的工作称为中间层改正如果把中间层当成一个均匀无穷大的水平层，大约每增厚1m，重力值增大0.419*C*g.u当测点高于基点时h取正，反之取负④ 高度改正,通过地形和中间层改正后，测点就悬在它所在的空间了再经过高度校正，就可以把它投影到基准面上由于在地面上每升高1m，重力值大约减小3.086g.u所以高度改正值：当测点高于基点时h取正，反之取负基准面,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3.资料解释,（1）异常划分：区域异常和局部异常 区域异常：反映深而大的地质体，其特点是分布范围 大，变化平稳，有明显的规律性 局部异常：反映浅而小的地质体，其特点是异常范围小，梯度大，变化比较明显我国大陆区域重力场呈现三级台阶状，由东向西逐次降低，它们被两大梯级带分隔和连接    1）东部区域重力高，即第一台阶    2）中部弧形区域重力场，即第二台阶    3）青藏区域重力低，即第三台阶2）定性解释： 解释分为定性和定量两个内容﹐定性解释是根据重力图并与地质资料对比﹐初步查明重力异常性质和获得有关异常源的信息。

除某些构造外﹐对一般地质体重力异常的解释可遵循以下的一些原则﹕极大的正异常说明与围岩比较存在剩馀质量﹔反之﹐极小异常是由质量亏损引起的靠近质量重心﹐在地表投影处将观测到最大异常最大的水平梯度异常相应于激发体的边界延伸异常相应于延伸的异常体﹐而等轴异常相应于等轴物体在地表的投影对称异常曲线说明质量相对于通过极值点的垂直平面是对称分布的﹔反之﹐非对称曲线是由于质量非对称分布引起的在平面上出现几个极值的复杂异常轮廓﹐表明存在几个非常接近的激发体　　 正异常——背斜、隆起、岩脉等致密介质； 负异常——向斜、破碎带、凹陷、溶洞、塌陷等松散介质3）定量解释：定量解释：是根据异常场求激发体的产状要素建立重力模型一种常用的反演方法是选择法﹐即选择重力模型使计算的重力异常与观测重力异常间的偏差小于要求的误差二、磁法勘探,利用地壳内各种岩（矿）石间的磁性差异所引起的磁场变化（磁异常）来寻找有用矿产资源合查明隐伏地质构造的一种物探方法应用领域： 探矿、地热资源、水文、管线及电缆探查、沉船、考古等等1、基本概念,（1）地磁要素：,北分量X、东分量Y、垂直分量Z；水平分量H（正负）、总磁场强度T、磁偏角D（正负）、磁倾角I（正负）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,X（地理北）,Y（地理东）,Z（垂直下）,,,D,I,O,（2）计量单位,磁场强度的单位：特斯拉（T）；十亿分之一特斯拉为1纳特（nT），习惯称之为伽马（r）；,（3）磁异常,（4）岩石矿物的磁性（磁测应用前提条件）,磁化率（k）、剩余磁化强度（Mr）、感应磁化强度（Mi）,磁铁矿,沉积岩,,高,低,磁化率（k）,附：单位换算,（1）SI制（2）CGSM制（3）1高斯（Gs）＝10-3安/米(A/m)（4）1高斯（Gs）＝10-4韦/米2或特斯拉(Wb/m2或T),2、磁力仪磁力仪俗称“磁秤”、“伽玛仪”,两大类：（1）机械式：刃口式、旋丝式 主要用于地面测量（2）电磁式：磁通门式、核子旋进式、光泵式、超导磁力仪 主要用于航空磁测、海洋磁测和井中磁测,一.中国地质装备总公司,,3、工作方法（普查、详查、精测）,（1）测网布置（或由GPS定位直接测量）（2）仪器校准和调零（3）设立参考点进行监测测量（用于日变改正）（4）点、线、面工作测量（5）资料预处理（日变改正、地形改正等）,MCL-2型微机磁力仪野外观测 ——河北地矿电子技术开发应用研究所,（1）粗测示意图,（2）精测示意图,4、推断解释,1）定性解释 确定异常体水平分布范围、异常强度。

1）几种简单形体的磁异常特征　  （1）柱状体Za的曲线特征,在自然界中的火山颈、筒状体等均可看作为柱状体在北半球向北倾斜的柱状体基本上都是顺轴磁化，磁化方向由柱顶指向柱底，即柱顶为负磁极，柱底为正磁极，其他地方无磁极分布2）球体的Za曲线特征,自然界中的襄状体、透镜体、充有磁性矿物的溶洞都可以近似看作为球体一个均匀磁化球体的磁场等效于一个磁偶极子的磁场图左、图右分别为垂直磁化和倾斜磁化,（3）板状（脉状）体Za的曲线特征,自然界中的层状体，脉状体都可近似地看作为板状体当板状体的顶面埋深小于上顶面宽度时，为厚板反之为薄板薄板和厚板的磁场特征基本类似当M的方向与层面平行时，称为顺层磁化，斜交时称为斜磁化4）接触带的Za曲线,垂直接触带走向的测线上，异常曲线的特征图，在磁性岩层一侧出现正值，且延续较长范围，非磁性岩层一侧出现负值磁异常的定性解释　    对磁异常解释的步骤与思路和对重力异常的解释相似磁异常的形态与地质体的形状、磁性强弱、产状等的关系，可综述如下：　  如果在等值线平面图上磁异常沿某一方向延伸较远，说明该磁性体为二度体，异常的长轴方向即为磁性地质体的走向当磁异常无明显走向时，说明磁性体可能为球、柱等二度体。

磁性地质体的规模可根据异常范围大致确定  在等值线平面图上，如果发现在正异常周围有负异常，一般为有限延深的磁性地质体引起；如果只在一侧出现负值，则为无限延深斜磁化地质体引起；如果在正异常周围不出现负异常，则为顺层（轴）磁化无限延深的地质体    磁异常幅值的大小与地质体的磁化强度成正比，且随地质体的体积增大而增加当和体积一定时，磁异常随地质体的埋深加大而减小，且曲线梯度小，异常范围加宽2）定量解释 确定异常的埋深、产状、几何规模 主要有：特征点法、切线法、选择法和数值反演法针对简单形体：圆柱体、球体等,（1）以测线为坐标的实时测量结果,5、实例,（2）磁场强度平面等值线图,。