《地球物理學(xué)概論》知識點(diǎn)

1、名師整理精華知識點(diǎn)、名詞1 .正演（問題）：根據(jù)地下地質(zhì)構(gòu)造的特征、地質(zhì)體的賦存狀態(tài)（形狀、產(chǎn)狀、空間位置）和物性參數(shù)來研究相應(yīng)地球物理場的變化特征。2 .反演（問題）：根據(jù)地球物理場的變化特征來推斷地下地質(zhì)構(gòu)造特征、地質(zhì)體的賦存狀態(tài)（形狀、產(chǎn)狀、空間位置）和物性參數(shù)3 .重力勘探：通過觀測與研究天然重力場的變化規(guī)律以查明地質(zhì)構(gòu)造和尋找礦產(chǎn)的一種物探方法。4 .零長彈簧：5 .零點(diǎn)漂移：在實(shí)際觀測中，由于重力儀本身的彈性疲勞、溫度補(bǔ)償不完全以及日變等因素的影響，會(huì)使讀數(shù)的零點(diǎn)值隨時(shí)間而變化，這個(gè)變化稱為零點(diǎn)位移。6 .重力場強(qiáng)度：在地球上某一位置上單位質(zhì)量的質(zhì)點(diǎn)所受到的重力。7 .大地水準(zhǔn)面：

2、人們將平均海平面順勢延伸到陸地下所購沉的封閉曲面視為地球的基本面，并稱其為大地水準(zhǔn)面。8 .重力異常：指地下物體密度分布不均勻引起的重力隨空間位置的變化。在重力勘探中，將由于地下巖石礦物密度分布不均勻所引起的重力變化或地質(zhì)體與圍巖密度的差異引起的重力變化稱為重力異常。9 .自由空間重力異常：對所測得的重力異常只做高度和正常場校正。10 .布格重力異常：對所測得的重力異常做高度校正、中間層校正和正常場校正。11 .均衡重力異常：對自由空間異常進(jìn)行中間層校正、局部地形校正和均衡校正所得。12 .三度體：要求各個(gè)方向均為有限量的地質(zhì)體13 .二度體：對于某一方向而言是無限延伸的，要求在這個(gè)方向上的埋

3、深、截面形狀、大小和物性特點(diǎn)均穩(wěn)定不變的物體。14 .特征點(diǎn)法：利用實(shí)測重力異常曲線的半極值點(diǎn)或具有其他特征的點(diǎn)進(jìn)行礦體形態(tài)和產(chǎn)狀的計(jì)算成為特征點(diǎn)法。15 .磁法勘探：利用地殼內(nèi)各種巖（礦）石間磁性差異多引起的磁場變化（稱為磁異常）來尋找有用礦產(chǎn)和查明地下地質(zhì)構(gòu)造的一種物探方法。16 .磁異常：地殼內(nèi)各種巖（礦）石間磁性差異引起的磁場變化。17 .磁場強(qiáng)度：單位電荷在磁場中所受到的力。18 .磁感應(yīng)強(qiáng)度：磁化磁場T與附加磁場T'的合成量稱為磁感應(yīng)強(qiáng)度。19 .磁化率：物體被磁化的難易程度。20 .地磁異常：消除了各種短期磁場變化以后，實(shí)測地磁場與基本磁場（即正常磁場）間還存在著差異，這

4、個(gè)差異稱為地磁異常。地磁異常實(shí)際上就是遞延巖、礦體或地質(zhì)構(gòu)造受地磁場磁化后，在其周圍空間形成、并疊加在地磁場上的次生磁場。它也屬于內(nèi)源磁場。21 .剩余磁化強(qiáng)度：巖礦石形成時(shí)，受當(dāng)時(shí)地磁場磁化獲得的磁化強(qiáng)度被保留下來的部分，稱為剩余磁化強(qiáng)度。22 .有效地磁場：正常地磁場在觀測剖面內(nèi)的分量定義為有效地磁場。23 .有效磁化強(qiáng)度：磁化強(qiáng)度在觀測剖面內(nèi)的分量定義為有效磁化強(qiáng)度。24 .電法勘探：根據(jù)地殼中不同巖層之間巖石與礦質(zhì)之間存在的電磁性質(zhì)差異，通過觀測天然存在的或由人工建立的電場、電磁場分布來研究地質(zhì)構(gòu)造尋找有用礦產(chǎn)資源，解決工程、環(huán)境、災(zāi)害等地質(zhì)問題的一類物探方法。25 .電阻率法：以不同

5、巖石之間導(dǎo)電性差異為基礎(chǔ)，通過觀測和研究人工電場的地下分布規(guī)律實(shí)現(xiàn)解決各種地質(zhì)問題的一組勘探方法。26 .電場強(qiáng)度：單位電荷在電場中受到的作用力。27 .電流密度：在電流方向上，單位橫截面積的電流強(qiáng)度。28 .視電阻率：地下介質(zhì)非均勻時(shí)，仍采用公式來測定電阻率，由于非均勻體的存在，電流場的分布畸變，新計(jì)算出的數(shù)值不能代表巖石的真實(shí)電阻率。則稱這個(gè)值為視電阻率、知識要點(diǎn)1 .簡要說明大地水準(zhǔn)面的三級近似。1）一級近似：半徑近似等于地球半徑的圓球（R=6367km）2）二級近似：旋轉(zhuǎn)橢球體，旋轉(zhuǎn)橢球面，赤道半徑稍長。3）三級近似：梨形體面，北極高出10多m,南極下凹20多m。2 .簡要說明重力（重

6、力加速度）在空間上變化的原因。1）地球的形狀地球不是一個(gè)正球體，是近似兩級壓縮的扁球體，地表又是起伏不平的，這將引起約6000mgal的重力變化。2）地球的自轉(zhuǎn)地球繞某一固定軸旋轉(zhuǎn)，使重力有3400mgal的變化3）地殼密度不均勻?qū)⒁饚装賛gal的重力變化。4）其他因素日月的吸引0.3mgal;地球自身的變化0.1mgal。故主要原因在地球的形狀及其自轉(zhuǎn)3 .請簡要回答重力異常的概念、計(jì)算公式及重力異常的物理意義。概念：指地下物體密度分布不均勻引起重力隨空間的變化。在重力勘探中，由于地下巖礦石密度不均勻或者地質(zhì)體與圍巖的密度差異引起的重力變化。公式：物理意義：剩余質(zhì)量所產(chǎn)生的引力在正常重力方

7、向的分量。4 .簡述重力測量值的主要改正項(xiàng)，并簡要說明各改正項(xiàng)的計(jì)算方法。自由空間重力異常的改正項(xiàng)是高度改正布格重力異常的改正項(xiàng)是高度改正和中間層改正計(jì)算方法：1）高度改正：2）中間層校正：5 .簡述布格異常、均衡異常和自由空間異常的概念。見名詞解釋9、10、116 .密度均勻球體的重力異常。7 .密度均勻水平圓柱體的重力異常。8 .重力異常定量解釋的主要方法及其特點(diǎn)。9 .基于密度均勻球體異常曲線的反演分析。10 .決定重力異常的主要地質(zhì)因素。1）地殼厚度的變化當(dāng)?shù)貧ぴ龊駮r(shí)，相當(dāng)于莫霍面下高密度的上地幔埋深增大，故顯示重力低；反之，地殼減薄時(shí)，相當(dāng)于上地幔埋深減小，故顯示重力高。（地形海拔越

8、高，地殼越厚，布格重力異常就越低）布格重力異常不僅與地殼厚度有明顯的對應(yīng)關(guān)系，與地形也有明顯的對應(yīng)關(guān)系，一般在海洋顯示重力高，在大陸顯示重力低。除了地殼厚度的變化之外，地殼深部及上地幔物質(zhì)密度的不均勻性，也會(huì)導(dǎo)致重力異常的變化。這種變化在研究地殼深部構(gòu)造時(shí)特別值得注意。2）結(jié)晶基巖內(nèi)部成分、構(gòu)造和基地的起伏基地內(nèi)部成分和構(gòu)造不僅引起重力異常（埋深較淺局部地區(qū)與埋深較深局部地區(qū)，但后者可在凹陷內(nèi)測得），還經(jīng)常伴隨有條帶狀眼神的磁異常?？梢愿鶕?jù)這些特征辨認(rèn)出它們與基地褶皺的關(guān)系。3）沉積巖的成分和構(gòu)造沉積巖內(nèi)部不同巖性和不同時(shí)代的巖石往往存在著密度差異。因此，在沉積巖系內(nèi)可能存在不止一個(gè)密度分界面

9、，并且它們往往與地質(zhì)界面相吻合。4）金屬礦產(chǎn)及其它礦產(chǎn)的賦存大多數(shù)金屬礦，特別是致密狀礦體，一般與圍巖有1-3克/厘米3的密度差。但因礦體不大，股引起的異常較微弱，多數(shù)僅十分之幾毫伽，個(gè)別達(dá)幾毫伽，分布范圍也很小。11 .簡述等軸狀重力高（低）的基本特征、對應(yīng)的幾何形體及可能反映的地質(zhì)因素。1）等軸狀重力高基本特征：重力異常等值線圈閉成圓形或接近圓形，異常值中心部分高，四周低，有極大值點(diǎn)。相對應(yīng)的規(guī)則幾何形體：剩余密度為正值的均勻球體、鉛直圓柱體，水平截面接近正多邊形的鉛直棱柱體?？赡芊从车牡刭|(zhì)因素：囊狀、巢狀、透鏡體狀的致密金屬礦體，如銘鐵礦、鐵礦、銅礦等；中基性巖漿（密度較高）的侵入體，形

10、成巖株?duì)?，穿插在較低密度的巖體或地層中；高密度巖層形成的穹窿、短軸背斜等；松散沉積物下面的基巖（密度較高）局部隆起；低密度巖層形成的向斜或凹陷內(nèi)充填了高密度的巖體，如礫石等。2）等軸狀重力低基本特征：重力異常等值線圈閉成圓形或近于圓形，異常值中心低，四周高，有極小值點(diǎn)。相對應(yīng)的規(guī)則幾何形體：剩余密度為負(fù)的均勻球體、鉛直圓柱體、水平截面接近正多邊形的鉛直棱柱體等?？赡芊从车牡刭|(zhì)因素：鹽丘構(gòu)造或鹽盆地中鹽層加厚的地段；酸性巖漿（密度較低）侵入體，侵入在密度較高的地層中；高密度巖層形成的短軸向斜；古老巖系地層中存在的巨大溶洞；新生界松散沉積物的局部增厚地段。12 .簡述條帶狀重力高（重力低）帶的基本

11、特征、對應(yīng)的幾何形體及可能反映的地質(zhì)因素。1）條帶狀重力高（重力高帶）基本特征：重力異常等值線延伸很大或閉合成條帶狀，等值線的值中心高，兩側(cè)低，存在極大值線。相對應(yīng)的規(guī)則幾何形體：剩余密度為正的水平圓柱體、棱柱體和脈狀體等。可能反映的地質(zhì)因素：高密度巖性帶或金屬礦帶；中基性侵入巖形成的巖墻或巖脈穿插在較低密度的巖石或地層中；高密度巖層形成的長軸背斜、長垣、地下的古潛山帶、地壘等；地下的古河道為高密度的礫石所充填等。2）條帶狀重力低（重力低帶）基本特征：重力異常等值線延伸很長，或閉合成條帶狀，等值線的值中心低，兩側(cè)高，存在極小值線。相對應(yīng)的規(guī)則幾何形體：剩余密度為負(fù)的水平圓柱體，棱柱體和脈狀體等

12、。可能反映的地質(zhì)因素：低密度的巖性帶，或非金屬礦帶；酸性侵入體形成的巖墻或巖脈穿插在較高密度的巖石或地層中；高密度巖層形成的長軸向斜、地塹等；充填新生界松散沉積物的地下河床13 .簡述重力梯級帶的基本特征、對應(yīng)的幾何形體及可能反映的地質(zhì)因素。重力梯級帶基本特征：重力異常等值線分布密集，異常值向某個(gè)方向單調(diào)上升或下降。相對應(yīng)的規(guī)則幾何形體：垂直或傾斜臺(tái)階。可能反映的地質(zhì)因素：垂直或傾斜斷層、斷裂帶、破碎帶；具有不同密度的巖體的陡直接觸帶；地層的拗曲。14 .艾里地殼均衡假說。假定地球最上部的地殼是一個(gè)低密度的殼”，上覆于一個(gè)高密度的底層，這個(gè)殼”及底層具有均勻的密度，并假定比較硬的殼”或巖石圈漂

13、浮在流體底層（即軟流圈）上面。按照這個(gè)假說的最初的形式，這個(gè)低密度殼的底部同于堅(jiān)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(shí)現(xiàn)這一補(bǔ)償，即山脈下伏了比通常厚的地殼（一個(gè)山根）,而海洋下伏了比通常薄的地殼（一個(gè)反山根）。在忽略了地球曲率情況下的均衡條件為r=HU-：c）csc式中：r為山根的深度，H是地形的高程，p是殼”的密度，p是底層的密度。cs15 .均衡校正的過程。選定均衡模式普拉特模型認(rèn)為在一定的深度上存在一個(gè)壓力相等的均衡面，應(yīng)該把高出水準(zhǔn)面的高山物質(zhì)注入均衡面和大地水準(zhǔn)面之間。艾里均衡漠型是根據(jù)液體的浮動(dòng)原理，認(rèn)為山有山根，高出水準(zhǔn)面的物質(zhì)應(yīng)該均勻地注入巖漿面下面的山根

14、內(nèi)，使這部分密度和地殼密度一致。從物理意義上看，艾里模式較易為人們接受，不過實(shí)際計(jì)算補(bǔ)償時(shí)，艾里與普拉特兩種模式所得結(jié)果相差無幾。具備全球的山高及海洋深度數(shù)據(jù)地殼平均厚度T、均衡補(bǔ)償深度D以及上地幔密度可由其它地球物理觀測來給定。16 .偶極子的位和磁場強(qiáng)度。17 .簡述地磁要素的組成，并繪出其示意圖。18 .基于均勻磁化球體（位于球心的磁偶極子）的地磁場分析。磁法勘探第三章第二節(jié)磁性體的磁場計(jì)算19 .簡述地磁場的結(jié)構(gòu)。地磁場由穩(wěn)定磁場和變化磁場組成。1）穩(wěn)定磁場由地心磁偶極子場（或均勻磁化場）、大陸磁場（由大陸的存在引起的磁場異常）、區(qū)域磁異常和局部磁異常疊加而成。2）變化磁場A長期變化源

15、自地球內(nèi)部變化，隨時(shí)間、地理位置而變化，周期長。特點(diǎn)：地磁極的西向漂移、地球磁矩M的緩慢衰減。B短期變化a平靜變化：有一定周期且連續(xù)出現(xiàn)太陽日變化：周期24小時(shí)，依賴于地方太陽時(shí)，白天變化大，夜間變化小太陰日變化：周期12小日25分，依賴于地方太陰時(shí)，幅度小b擾動(dòng)變化：偶然發(fā)生，持續(xù)一段時(shí)間便消失如：磁暴、地磁脈動(dòng)20 .簡述鐵磁性物質(zhì)的磁化率特征。在弱外磁場作用下，鐵磁性物質(zhì)即可達(dá)到磁化飽和，其磁化率要比抗、順磁性物質(zhì)的磁化率H的作用。隨H值由零增至大很多。其特征如下：1）磁化強(qiáng)度與磁化場呈非線性關(guān)系，對未磁化樣品施加磁場Hs,而后減至零；反向由零減至-Hs,再由-Hs增至Hs,變化一周。其

16、磁滯回線表明鐵磁性物質(zhì)的磁化強(qiáng)度隨磁化場變化，呈不可逆性。2)當(dāng)溫度升高時(shí)鐵磁性物質(zhì)磁化率逐漸增加，臨近居里點(diǎn)時(shí)達(dá)到極大值；然后急劇下降，趨于零。居里點(diǎn)為鐵磁性物質(zhì)的磁化強(qiáng)度陡然降低，物質(zhì)由鐵磁性轉(zhuǎn)為順磁性的溫度。3)鐵磁性物質(zhì)的基本磁矩為電子自旋磁矩，軌道磁矩基本無貢獻(xiàn)。21 .簡述火成巖、沉積巖及變質(zhì)巖的磁性特征。火成巖的磁性(1)酸性、中性、基性、超基性由酸性到超基性二氧化硅逐漸減少，而鐵磁性礦物由酸性到超基性逐漸增加。(2)同一成分火成巖，侵入巖與噴射巖磁性不同，噴射巖磁性變化大，剩余強(qiáng)度大，基性巖最特殊，存較大的剩余磁化強(qiáng)度。(3)不同時(shí)代火成巖也不同，且同一巖體的不同位置也不同。(

17、4)火成巖具有較大的剩余磁化強(qiáng)度。沉積巖的磁性含鐵磁性礦物少，一般看作微磁性或無磁性。變質(zhì)巖的磁性變質(zhì)巖的磁性一般與變質(zhì)前巖石磁性有關(guān)。常以為變質(zhì)巖磁性介于火成巖與沉積巖之間，不確定，因?yàn)樽冑|(zhì)巖成分有的接近于火成巖，有的接近于沉積巖22 .簡要回答剩余磁性的主要類型及其成因。1)熱剩磁經(jīng)高溫(居里點(diǎn)以上)作用生成的火成巖和磁性礦體，往往具有較大的剩余磁化強(qiáng)度。用“溫差頑磁性”解釋當(dāng)巖石在地磁場中從某一定的溫度冷卻下來所得到的剩余磁化強(qiáng)度Mrt。一般溫差頑磁性的方向與所受的磁場方向一致。2)沉積剩磁又稱為碎屑剩磁組成沉積巖的磁性顆粒在緩慢沉積過程中，就按當(dāng)時(shí)的磁場方向排列起來，固結(jié)成巖石仍保持這

18、種排列而獲得的磁性一一剩余磁性。其剩余磁化強(qiáng)度Mr與形成沉積巖時(shí)代的地磁場方向一致。3)化學(xué)剩磁在一定的磁場中，某些磁性物質(zhì)在其居里點(diǎn)以下的溫度經(jīng)過化學(xué)過程或相變過程而形成的剩余磁化強(qiáng)度一一化學(xué)剩磁。如變質(zhì)巖在成巖過程中，低溫重結(jié)晶的構(gòu)造重力場作用，原有的和變質(zhì)形成的磁性顆粒在地磁場作用下發(fā)生的重新定向排列。如磁鐵礦轉(zhuǎn)換成赤鐵礦，化學(xué)剩磁在沉積巖與變質(zhì)巖中比較普遍，強(qiáng)度小，但穩(wěn)定對研究沉積巖和變質(zhì)巖的剩余磁性及古地磁學(xué)很有意義。23 .球形磁性體的磁場分析。24 .簡述影響巖、礦石電阻率大小的主要因素。（一）巖礦石的電阻率與組成巖礦石的成分及其結(jié)構(gòu)的關(guān)系1）礦物含量無論礦物顆粒是高阻還是低阻，當(dāng)其體積含量不太大（小于60%）時(shí)，整體巖礦石的電阻率受礦物顆粒電阻率的影響很小，其值接近膠結(jié)物的電阻率；僅當(dāng)?shù)V物顆粒含量大于60%時(shí),礦物顆粒的電阻率才對巖礦石的電阻率有顯著的作用。2）礦物顆粒的形狀礦物顆粒的形狀也會(huì)對巖礦石的額電阻率產(chǎn)生影響，球型顆粒各向同性、針狀顆粒垂直顆粒長軸方向的電阻率總是大于沿著顆粒長軸方向的電阻率、圓片狀顆粒通?？偸谴怪眽罕忸w粒面的電阻率大于沿著顆粒壓扁面的電阻率。3）巖石的