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文檔簡(jiǎn)介

緒論巖石物理基礎(chǔ)地球物理場(chǎng)基本特征正演方法

重力勘探磁法勘探重、磁勘探資料解釋電法勘探地震勘探主要內(nèi)容地球物理學(xué)、地球物理勘探概念地球物理學(xué)學(xué)科組成:(固體~(普通,勘探)

地球物理場(chǎng),天然場(chǎng)、人工場(chǎng);正常場(chǎng)、異常場(chǎng)地球物理反演或反問(wèn)題:場(chǎng)==〉地質(zhì)體地球物理勘探的主要工作內(nèi)容(采集、處理、解釋)地理物理勘探分類

物性(重、磁、電、震);空間(陸、海洋、空,井)對(duì)象(金屬、油、氣、媒、水,工、環(huán))研究方法特點(diǎn)(概念相對(duì)性,模型近似性,結(jié)論多解性)研究對(duì)象特點(diǎn)(不可入,時(shí)空巨大,高溫壓)研究方法:綜合分析、模擬、物理模擬、初值、邊值條件地球物理學(xué)與地質(zhì)學(xué)的異同研究對(duì)象相同定量---定性,半定量透過(guò)場(chǎng)看深部;地表觀測(cè)地下空間變化

通過(guò)地表看過(guò)去;現(xiàn)在情景過(guò)去時(shí)間變化發(fā)展史(僅百年)、必然性回顧-緒論概念回顧——巖石物理基礎(chǔ)巖石、礦石的密度影響因素:礦物成分、含量、孔隙度、充填物壓力等

三大類巖石密度:

沉定孔<變-不穩(wěn)定

<火定礦

測(cè)量方法:標(biāo)本測(cè)定:天平法、密度儀地層密度測(cè)定:大樣法、統(tǒng)計(jì)法、重力測(cè)井掌握回顧——巖石物理基礎(chǔ)巖石、礦石的磁性

磁性本質(zhì)(宏觀和微觀):抗、順、鐵磁性鐵磁性(磁疇):鐵磁性;反鐵磁性;亞鐵磁性

表征磁性物理量:(Mi)、Mr

及M

磁化:無(wú)磁性外場(chǎng)作用有磁性

用磁化強(qiáng)度M衡量,

SI單位:M和磁場(chǎng)強(qiáng)度H量綱相同,A/mCGSM單位:M為高斯(Gs),H為奧斯特(Oe)

磁化后物質(zhì)具有磁性,表現(xiàn)出對(duì)外的磁場(chǎng)作用

B=H=0H+0M=B0+BMB可能大于(順、鐵)或小于(抗)B0.

B的SI單位:特斯拉(T)

概念影響磁性因素鐵磁性礦物含量磁性礦物顆粒大小、結(jié)構(gòu)溫度、壓力剩余磁性熱剩余磁性(TRM)最強(qiáng)碎屑剩余磁性(DRM)弱化學(xué)剩余磁性(CRM)居中粘滯剩余磁性(VRM)等溫剩余磁性(IRM)原生剩磁次生剩磁礦物的磁性:抗-無(wú)、順-弱、鐵-強(qiáng);三大類巖石的磁性:沉-弱<變-寬<火-強(qiáng)巖石、礦石的磁性概念電學(xué)性質(zhì)導(dǎo)電性電化學(xué)活動(dòng)性介電性導(dǎo)磁性金屬導(dǎo)體—電子導(dǎo)體≤10-6

·m

半導(dǎo)體—電子導(dǎo)體=10-6~106·m

固體電解質(zhì)—離子導(dǎo)電>106

·m

離子導(dǎo)體=1~100·m電阻率,·m巖石、礦石成分和結(jié)構(gòu)

膠結(jié)物,礦物顆粒,形狀(片狀、針狀、球形),含量含水性

含水多少、孔隙水電阻率大小、孔隙度孔隙結(jié)構(gòu)(連通否,節(jié)理或裂隙孔隙-具各向異性)溫度

溫度增高,電子導(dǎo)電礦物或礦石的電阻率增大;離子導(dǎo)電巖石的電阻率減??;壓力

壓力極限內(nèi),壓力增大,電阻率變大(孔隙水?dāng)D出)壓力超出破壞極限,巖石破裂,電阻率降低;非定值,變化范圍最大電法勘探深度范圍內(nèi),主要靠孔隙水導(dǎo)電含水巖石電阻率與巖性和地質(zhì)年代有間接關(guān)系描述物理量固體礦物導(dǎo)電機(jī)制孔隙水導(dǎo)電機(jī)制影響導(dǎo)電性因素巖、礦石電阻率巖石、礦石的電性概念電學(xué)性質(zhì)導(dǎo)電性電化學(xué)活動(dòng)性介電性導(dǎo)磁性極化特性巖、礦石的自然極化特性巖、礦石的人工激化或(激發(fā)激化)巖、礦石的激發(fā)極化特性自然極化激發(fā)極化電子導(dǎo)體的自然極化條件

不均勻性,(導(dǎo)體或溶液不均勻)保持不均勻性,(電場(chǎng)不因極化放電而減弱)離子導(dǎo)體的自然極化

包括過(guò)濾電場(chǎng)和擴(kuò)散-吸附電場(chǎng)兩種成因電子導(dǎo)體的人工極化

電極極化+氧化還原離子導(dǎo)體的激發(fā)極化

雙電層形變說(shuō)時(shí)間特性

包括面極化與體極化,體極化比面極化的充、放電速度快體激化特性為各細(xì)小顆粒極化效應(yīng)總和,激電效應(yīng)沒(méi)有明顯的非線性和正、負(fù)極極化差異

描述穩(wěn)定電流場(chǎng)激發(fā)極化效應(yīng)的參數(shù)為極化率

非礦化巖石的極化率很低,充、放電速度更快頻率特性

描述交流激發(fā)極化效應(yīng)的參數(shù)為頻散率P或稱為“百分頻率效應(yīng)”,定義為電場(chǎng)幅值在低頻和高頻之間的相對(duì)變化。概念電學(xué)性質(zhì)導(dǎo)電性電化學(xué)活動(dòng)性介電性導(dǎo)磁性介電極化特性產(chǎn)生條件

交變電場(chǎng),頻率很高>105Hz傳導(dǎo)電流(密度)—滿足(微分)歐姆定律位移電流(密度)—變化電場(chǎng)產(chǎn)生表征巖礦石介電極化特性的重要參數(shù)-相對(duì)介電常數(shù)r

0為真空介電常數(shù),08.8510-12F/mr為相對(duì)介電常數(shù),r=/0巖礦石相對(duì)介電常數(shù)特點(diǎn)

造巖礦物的r大多不超過(guò)10~11

沉積巖的r變化范圍較寬(2.5~40);干燥多孔巖石r最低,水飽和巖石r最高。

火成巖的r變化范圍為7~15;超基性和基性巖石r相對(duì)偏高,酸性巖石較低;

變質(zhì)巖的r在5~17范圍內(nèi)變化;表征巖、礦石導(dǎo)磁性的重要參數(shù)為磁導(dǎo)率或?qū)Т怕?/p>

=0r,0為真空介質(zhì)磁導(dǎo)率,0=410-7

H/m;

r為相對(duì)磁導(dǎo)率,r=/0

巖、礦石相對(duì)磁導(dǎo)率多數(shù)巖、礦石相對(duì)磁導(dǎo)率值接近于1;鐵磁性礦物(磁鐵礦、磁黃鐵礦和鐵鐵礦)r>>1;含有大量鐵磁性礦物巖石或礦石,r>1;優(yōu)點(diǎn):利用電磁法觀測(cè)中的導(dǎo)磁性差異尋找磁性鐵礦或評(píng)價(jià)磁法異常不受剩余磁性影響;——因其決定于變化電場(chǎng)(利用導(dǎo)電性差異需尋找磁鐵礦受剩余磁性影響大)了解巖石層彈性描述參數(shù):速度—將時(shí)間和空間聯(lián)系起來(lái),地震波傳播速度分為:縱波速度、橫波速度

取決于介質(zhì)的彈性常數(shù)和密度三大類巖石速度

火成巖速度最大,變化范圍較小;變質(zhì)巖速度變化范圍較大;沉積巖速度較小,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,影響因素多,變化范圍最大

地震勘探主要關(guān)注對(duì)象:沉積巖影響(沉積巖)速度的主要因素孔隙度、孔隙充填物-時(shí)間平均方程(孔隙發(fā)育)密度—體積平均方程本質(zhì)上仍為孔隙度埋藏深度壓力、孔隙度變化造成構(gòu)造歷史和地質(zhì)年代壓力、孔隙度變化造成

溫度T升高,V減小沉積巖速度分布的一般規(guī)律

空間上成層分布存在垂直梯度橫向非均質(zhì)性--水平梯度一般不大構(gòu)造破壞(如斷層)可以引起速度突變概念概念、單位:m/s2=106g.u.,Gal,mGal,Gal1g.u.=0.1mGal=100Gal

重力的空間、時(shí)間變化;重力固體潮重力場(chǎng)的構(gòu)成及影響因素萬(wàn)有引力,慣性離心力(決定于緯度)地形及外部星體引力變化(決定高度、周圍地形、重力固體潮)密度分布的不均勻引起的局部重力變化;重力計(jì)算,重力位方程,大地水準(zhǔn)面,正常重力公式正常重力場(chǎng)的基本特征;

單極場(chǎng);兩極大,赤道??;45o處變化率最大,赤道和兩極處為零隨高度增加而減小重力異常概念及實(shí)質(zhì)、基本公式重力異常的基本特征(相對(duì)性)

相對(duì)性,(源于異常劃分標(biāo)準(zhǔn)的非“唯一”性)不同種重力異常(g,Vzz等)特征不同。對(duì)目標(biāo)體敏感度不同布格重力異常為常用異常重力異常比較平滑、清晰重力場(chǎng)地球物理場(chǎng)基本特征磁異常實(shí)質(zhì):總磁異常矢量Ta在正常場(chǎng)方向的投影磁異常要素:垂直磁異常Z、水平磁異常(H,X,Y)、總磁異常T泊松公式:均勻磁化且密度均勻物體的磁位和引力位關(guān)系式M磁化強(qiáng)度矢量重力場(chǎng)與地磁場(chǎng)的異同重力異常與地磁異常的異同概念,單位:T=109nT,l=10-5Gs(高斯)=1nT;地磁七要素

組成:T=T0+Tm+Tse+Ta/+Ta//+T;磁異常正常場(chǎng)與磁異常特點(diǎn)(相對(duì)性、確定性)地磁圖,地磁場(chǎng)基本特征;起源:自激發(fā)電機(jī)假說(shuō)

地磁場(chǎng)隨時(shí)間變化—長(zhǎng)期:磁極漂移、磁性衰減;短期:日變,磁擾(磁爆、激光區(qū)擾動(dòng)、地磁脈動(dòng)和鉤擾)地磁場(chǎng)的解析表示:高斯球諧表達(dá)式地球磁場(chǎng)磁異常Ta磁異常Ta局部異常(Ta/)區(qū)域磁場(chǎng)(Ta//)分布淺,幾~幾拾km分布深、幾百~幾千km地球磁場(chǎng)的總體構(gòu)成T=T0中心偶極子磁場(chǎng)+Tm非偶極子場(chǎng)+Ta/局部異常

+Ta//區(qū)域磁場(chǎng)+Tse

外源穩(wěn)定磁場(chǎng),因數(shù)量級(jí)極小,通??杀缓雎?/p>

+T變化磁場(chǎng)地球基本磁場(chǎng)地球(內(nèi)源)穩(wěn)定磁場(chǎng)Tsi地殼磁場(chǎng)Ta穩(wěn)定磁場(chǎng)TsTi長(zhǎng)周期,內(nèi)源Te短周期,外源概念重力場(chǎng)與地磁場(chǎng)的異同相同點(diǎn):均為人為不可控天然穩(wěn)定場(chǎng)—被動(dòng)物探均隨空間位置變化,具有一定的空間分布規(guī)律

即正常重力場(chǎng)或正常地磁場(chǎng)都隨時(shí)間發(fā)生微小變化不同點(diǎn):重力場(chǎng)和地磁場(chǎng)成因不同、性質(zhì)不同;重力場(chǎng)為單極場(chǎng),地磁場(chǎng)近似為偶極場(chǎng);重力場(chǎng)為強(qiáng)場(chǎng),地磁場(chǎng)為弱場(chǎng);相對(duì)而言重力場(chǎng)弱時(shí)變,地磁場(chǎng)為強(qiáng)時(shí)變,;相對(duì)而言掌握重力異常與地磁異常的異同地面各點(diǎn),重力異常g大小可能不等,但方向一致(均鉛直向下或向上);磁異常T大小不同,且方向也不完全一致。磁異常T、Za:正負(fù)相伴出現(xiàn);重力異常g:全正,或全負(fù);描述磁異常的要素多;描述重力異常的要素只有一個(gè);磁異常圖:復(fù)雜,異常變化劇烈,幅度大(因磁性差異可達(dá)上千倍)重力異常圖:平緩、清晰,幅度?。芏炔町愖畲蠹s2~3倍)

重力儀靈敏度遠(yuǎn)比磁力儀高磁異常較重力異常計(jì)算復(fù)雜,重力異常:微小質(zhì)點(diǎn)異常的簡(jiǎn)單疊加,磁異常:矢量合成。考慮剩余磁性時(shí),計(jì)算更復(fù)雜;磁異常識(shí)別難(干擾因素多且強(qiáng)烈雜亂);重力異常識(shí)別易;相同點(diǎn):定義方式相同,本質(zhì)上均為異常矢量在正常場(chǎng)方向的投影;利用泊松公式可以由磁性體引力位計(jì)算磁性體的磁位以及各分量;(前提條件:物體均勻磁化、密度均勻)掌握地下穩(wěn)定電流場(chǎng)遵守:

微分歐姆定律(j與E的關(guān)系)和電荷守恒定律(電流連續(xù)性)電場(chǎng)強(qiáng)度E與電位U的關(guān)系(非時(shí)變)基本方程:電位滿足拉普拉斯方程,條件:巖石導(dǎo)電性均勻或分區(qū)均勻點(diǎn)電流源的穩(wěn)定電場(chǎng)異性雙點(diǎn)電流源的穩(wěn)定電場(chǎng)偶極電流源電場(chǎng):水平偶極源,=0o垂直偶極源,=90o;偶極軸線與地面呈角)疊加原理:任意點(diǎn)的電位和場(chǎng)強(qiáng)為多點(diǎn)電流源電場(chǎng)的疊加穩(wěn)定電流場(chǎng)了解彈性波場(chǎng)的基本特征彈性波定義:振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播產(chǎn)生條件:激發(fā)振動(dòng),彈性介質(zhì)彈性介質(zhì):應(yīng)力與應(yīng)變符合廣義Hook定律彈性參數(shù):速度、剪切模量、楊氏模量E、泊松比、體積壓縮模量K彈性波傳播方程:彈性波波動(dòng)方程(應(yīng)力、位移、位方程)彈性波:縱波(P波、脹縮波),橫波(S波、剪切波)縱波傳播速度比橫波快,Vp≈2Vs液體內(nèi)=0,Vs=0,液體內(nèi)不能傳播橫波;彈性界面反射和透射和折射概念地球物理學(xué)的問(wèn)題:正問(wèn)題(正演),反問(wèn)題(反演)位場(chǎng):在場(chǎng)源外區(qū)域滿足拉普拉斯方程的物理場(chǎng)波場(chǎng):在場(chǎng)源外區(qū)域滿足波動(dòng)方程或擴(kuò)散方程的物理場(chǎng)正演方法求解正演問(wèn)題地球物理模擬物理模擬相似原理投資大,選材難,結(jié)果真實(shí),數(shù)學(xué)模擬法解析方法最簡(jiǎn)捷方便,僅適用少數(shù)簡(jiǎn)單模型數(shù)值模擬法效率高,機(jī)時(shí)少,周期短,費(fèi)用低。數(shù)學(xué)模擬步驟:地質(zhì)建模,數(shù)學(xué)建模,模擬計(jì)算常用數(shù)值計(jì)算方法:有限差分,有限元,積分,F(xiàn)FT,偽譜等物理模擬方法原理:相似原理微縮仿真實(shí)驗(yàn)

模擬準(zhǔn)則:幾何相似性,物理相似性實(shí)際測(cè)量場(chǎng)與模擬場(chǎng)具有相同的幅值和規(guī)律概念回顧——重力勘探重力勘探方法流程:設(shè)計(jì)、觀測(cè)、處理、反演解釋儀器讀數(shù)方法:格值常數(shù),格值非常數(shù)基點(diǎn)網(wǎng)聯(lián)測(cè)方法:

雙程往返(零漂線性)、三重循環(huán)觀測(cè)法(零漂非線性)

重力固體潮校正,零點(diǎn)漂移校正基點(diǎn)網(wǎng)平差:閉合差,基點(diǎn)網(wǎng)(自由網(wǎng)、非自由網(wǎng))平差方法:不等權(quán)條件平差、結(jié)點(diǎn)平差法,波波夫平差法普通點(diǎn)觀測(cè)方法:?jiǎn)纬逃^測(cè)(效率高)重力測(cè)量校正:正常場(chǎng)校正(緯度校正)地形校正:扇形域、方形域高度校正中間層校正

均衡校正——均衡異常重力異常精度的衡量:基點(diǎn)測(cè)+平差+普點(diǎn)測(cè)+校正布格校正布格重力異常概念正常重力值對(duì)應(yīng)的參考橢球體現(xiàn)在實(shí)際存在的地球測(cè)點(diǎn)自由空間重力異常法耶異常g0地殼平均密度為2.67t/m3,上地幔平均密度為3.27t/m3緯度高度校正后布格異常實(shí)測(cè)重力正常重力再地形校正后再中間層校正后均衡校正后異常的圖示平面等值線圖剖面圖

平剖圖地質(zhì)體重力異常特征正演分析球體水平圓柱體垂直或傾斜臺(tái)階二度板狀體直立、傾斜板任意形狀三度體的正演——體元法、面元法、線元法橫截任意形狀二度體——積分法任意形狀三度體正演(長(zhǎng)方體元法)多邊形截面法(面元法)壓縮質(zhì)線法(線元法)密度分界面正演的近似解法:?jiǎn)我唤缑妫嘟缑嬲莆樟私庵攸c(diǎn)磁法勘探磁力測(cè)量?jī)x器,我國(guó)磁法勘探工作回顧磁測(cè)最后成果:磁異常等值線平面圖平面剖面圖磁性體磁異常正演:假設(shè)條件有效磁化強(qiáng)度Ms與有效磁傾角is,磁荷,磁矩Mv,有效磁矩磁異常計(jì)算:球體(垂直,水平,斜磁化)水平圓柱體(垂直、水平、斜磁化)

水平圓柱體和球體磁異常的差異

板狀體(順層磁化、直立板水平磁化、斜磁化)臺(tái)階頻譜分析法的優(yōu)點(diǎn):頻率域表達(dá)式形式簡(jiǎn)單,便于正演計(jì)算分別研究振幅譜和相位譜,便于定量解釋磁異常的各種轉(zhuǎn)換頻率域比空間域更簡(jiǎn)單重點(diǎn)掌握磁異常的平面特征:異常等值線形態(tài)多樣性:

三度體:等軸狀、同心圓狀、橢圓形;二度體:條帶狀、長(zhǎng)橢圓狀異常正負(fù)特點(diǎn):

三度體:正負(fù)成對(duì)出現(xiàn)。北半球,負(fù)異常在偏北一側(cè)。磁性體向下延深不大時(shí),正異常被負(fù)異常環(huán)繞。二度體:正異常一側(cè)伴生負(fù)異常,順層磁化向下無(wú)限延深板狀體,Za兩側(cè)無(wú)負(fù)對(duì)稱異常磁異常的剖面特征磁性體截面為軸對(duì)稱:若垂直磁化,Za為對(duì)稱曲線。直立板垂直磁化,T為對(duì)稱曲線;向下延深較大:兩邊無(wú)負(fù)值非軸對(duì)稱形體:順層磁化、無(wú)限延深,Za異常對(duì)稱;垂直磁化,Za曲線陡緩板狀體傾向斜磁化,曲線不對(duì)稱,有限延深,兩邊出現(xiàn)負(fù)值掌握重磁資料的預(yù)分析和預(yù)處理異常曲線的定性解釋包括兩個(gè)主要內(nèi)容:一是初步判斷引起異常的地質(zhì)原因,二是大致判斷地質(zhì)體的形狀、產(chǎn)狀和范圍

基本方法:

■異常分類(區(qū))

■由“已知”到“未知”的對(duì)比分析——正演分析、統(tǒng)計(jì)分析

■對(duì)異常進(jìn)行詳細(xì)分析:確定地質(zhì)體范圍、形狀、產(chǎn)狀、埋深及其物性參數(shù),再結(jié)合地質(zhì)資料,就可能判斷引起異常的地質(zhì)原因。

■地球物理資料的綜合分析——克服多解性異常的定量解釋

——反演定量解釋與定性解釋間無(wú)嚴(yán)格的界限,兩者是相輔相承的

地質(zhì)結(jié)論與圖示重磁資料地質(zhì)解釋的內(nèi)容、方法和步驟重、磁勘探資料解釋掌握重磁勘探的應(yīng)用一、重磁勘探在研究地殼深部構(gòu)造中的應(yīng)用1、研究地殼的均衡狀態(tài);2、確定莫霍面深度3、研究地殼構(gòu)造二、重磁勘探在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用

1、劃分構(gòu)造單元;2、確定斷裂構(gòu)造、褶皺構(gòu)造3、圈定巖體和劃分不同巖性區(qū)4、研究結(jié)晶基底巖性和基底起伏三、重磁勘探在石油、天然氣勘查中的應(yīng)用

研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造,預(yù)測(cè)油氣遠(yuǎn)景區(qū)四、重磁勘探在固體礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用

五、重磁勘探在水文、工程、考古中的應(yīng)用

區(qū)域異常等值線的方向性不十分明顯區(qū)域異常的幅度變化和梯度較小,平穩(wěn)區(qū)域異常背景上出現(xiàn)幅度不大且分布不甚規(guī)律的局部異常地槽區(qū)域異常等值線多呈帶狀排列且沿一定方向延伸區(qū)域異常幅度變化較大,局部異常變化劇烈。地臺(tái)①沿一定方向延伸的梯級(jí)帶;②串珠狀正或負(fù)異常帶③異常等值線變寬、變窄或軸線發(fā)生水平錯(cuò)動(dòng);④等值線發(fā)生扭曲或方向變化;⑤不同特征重力異常區(qū)的分界線。重力異常磁異常①線性異常帶;②串珠狀異常帶;③異常軸線發(fā)生水平錯(cuò)動(dòng);④異常強(qiáng)度和寬度發(fā)生變化;⑤雁行狀異常帶;⑥放射狀異常帶組;⑦不同特征磁場(chǎng)區(qū)的分界線;

斷裂掌握重力異常與水平圓柱體異常曲線相似剩余密度>0的背斜重力異常為正異常剩余密度>0的向斜重力異常為負(fù)異常磁異常與有限延深板狀體磁異常曲線相似垂直磁化背斜磁異常曲線與直立有限延深板狀體磁異常曲線相似。Za兩側(cè)有負(fù)軸對(duì)稱正異常

向斜磁異常類似于反向磁化時(shí)的異常特征Za兩側(cè)有正軸對(duì)稱負(fù)異常褶皺構(gòu)造異常若區(qū)域重力高與變化劇烈且水平梯度較大的區(qū)域磁力高相對(duì)應(yīng),則基底較淺;若區(qū)域重力低與寬緩、平靜的磁力高對(duì)應(yīng),基底較深基底起伏異常掌握電法勘探概念:

特點(diǎn):場(chǎng)源形式多,方法變種多,解決問(wèn)題多分類:天然場(chǎng)法大地電磁法聲頻電磁法人工場(chǎng)法電阻率法人工電磁法激發(fā)激化法充電法電測(cè)深法電剖面法中間梯度法地電斷面及基本模型:一層、二層(G,D)三層(A,H,K,Q),多層視電阻率:視電阻率實(shí)質(zhì):綜合反映電阻率測(cè)量方法電阻率剖面法(電剖面法)中間梯度法電阻率測(cè)深法二極裝置三極裝置聯(lián)合剖面裝置對(duì)稱四極裝置偶極裝置回顧——電法勘探概念視電阻率的性質(zhì)反映電性不均勻巖石中電場(chǎng)分布特性的變化不受正常電流場(chǎng)分布不均勻的影響,能更好揭示地下不均勻體的賦存情況。是地下多種電性不同巖石對(duì)電流場(chǎng)分布作用結(jié)果的綜合反映。與電性不均勻體的分布及其真電阻率值有關(guān),與供入地下的電流強(qiáng)度大小無(wú)關(guān)。地形會(huì)改變地面電流場(chǎng)分布進(jìn)而影響電阻率法的觀測(cè)結(jié)果,為不可忽視的干擾因素。掌握常用測(cè)量方法電阻率剖面法(電剖面法)二極裝置三極裝置聯(lián)合剖面裝置對(duì)稱四極裝置偶極裝置裝置形式(電極排列方式)和大小不變,整體沿測(cè)線移動(dòng)。剖面曲線是地下一定深度內(nèi)沿觀測(cè)剖面水平方向地電斷面特征的反映

中間梯度法AB固定在很遠(yuǎn)處,MN在AB中段1/3范圍觀測(cè)s曲線反映了地電斷面沿水平方向的分布情況電阻率測(cè)深法保持MN位置固定,增大供電電極距,逐次觀測(cè)。s隨供電電極距變化的電測(cè)深曲線反映了地下不同電性的巖層隨深度的分布情況常用測(cè)量方法掌握視電阻率異常中間梯度法二極剖面法三極、聯(lián)合對(duì)稱四極剖面法偶極剖面法球體、板狀體(直立、水平、傾斜)、垂直接觸面(平行垂直布極方式)典型地電斷面電阻率剖面法典型地電斷面電阻率剖面法視電阻率異常聯(lián)合剖面法:低阻體——正交點(diǎn),高阻體——反交點(diǎn)板狀體偶極剖面法:正交特性——

電阻率不同(高阻低阻)產(chǎn)狀正交(直立水平),擬斷面異常形態(tài)、特點(diǎn)和分布規(guī)律相同的現(xiàn)象聯(lián)合剖面法異常解釋及其應(yīng)用:板傾向,頂面埋深復(fù)合對(duì)稱四極剖面法基巖探測(cè)實(shí)例概念復(fù)合對(duì)稱四極剖面法基巖探測(cè)實(shí)例ρsA’B’在ρsAB之下,表明基巖下為高阻,反之為低阻高阻基巖起伏形態(tài)與s曲線形態(tài)一致,低阻基巖起伏形態(tài)恰相反。高阻背斜低阻向斜復(fù)合對(duì)稱四極裝置掌握1>21<2基底低阻基底高阻1.方法名稱探測(cè)的地電斷面優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)聯(lián)合剖面法陡立良導(dǎo)脈及球體高阻脈(詳測(cè))接觸面1.異常幅度大,分辨能力強(qiáng)2.異常曲線清晰(比偶極剖面曲線好)1.生產(chǎn)效率較低2.地形影響大對(duì)稱剖面法(普查)構(gòu)造、基巖起伏、厚巖層、接觸面大,易讀數(shù)2.輕便、效率高3.不均勻干擾和地形干擾小1.不易發(fā)現(xiàn)陡立良導(dǎo)薄脈異常幅度小中間梯度法陡立高阻脈或高阻體(詳測(cè))接觸面1.不均勻及地形影響小(AB不動(dòng)時(shí))2.生產(chǎn)效率高1.勘探深度小2.不易發(fā)現(xiàn)直立低阻脈偶極剖面法良導(dǎo)體高阻陡立脈(詳測(cè))接觸面1.異常幅度大、靈敏2.等偶極工作(AB=MN)時(shí),工作一次得雙側(cè)曲線3.輕便、效率高1.假異常大、不易分辨2.不均勻及地形影響大3.費(fèi)電掌握了解電測(cè)深法的基本原理、實(shí)質(zhì)、成圖方法水平層電測(cè)深曲線類型特點(diǎn):1、2、3、n層三層曲線等值現(xiàn)象:S、T;縱向電導(dǎo),橫向電阻非水平層電測(cè)深曲線:傾斜界面、直立接觸面、球體定性解釋:

常用電測(cè)深曲線類型圖包括:

縱向電導(dǎo)等S圖、s等值線斷面圖s剖面圖、s等值線平面圖,ρs曲線類型圖

常用定性圖(s等值線斷面圖)的解釋定量解釋:數(shù)值解釋法、量板法、各種經(jīng)驗(yàn)解釋方法(如圖解法)

二層、三層曲線量板及應(yīng)用電測(cè)深法概念常用定性圖的編制與定性解釋掌握回顧|地震勘探地震勘探的基本概念、原理地震波本質(zhì)——機(jī)械波(源-機(jī)械振動(dòng))、脈沖波(信號(hào)波形)、彈性波(傳播-彈性介質(zhì))分類:反射波法、折射波法、透射波法

淺、中、深層地震勘探,又稱高、中、低頻地震勘探2D、3D、4D(時(shí)移地震)地震地質(zhì)模型

理想彈性介質(zhì)和粘彈性介質(zhì)模型

各向同性和各向異性介質(zhì)模型

均勻介質(zhì)、層狀介質(zhì)和連續(xù)介質(zhì)模型

單相介質(zhì)與雙相介質(zhì)模型地震波的特點(diǎn)及種類特點(diǎn):機(jī)械波、彈性波、非周期短脈沖振動(dòng)

有起始時(shí)和能量有限,有一定的時(shí)間延續(xù)長(zhǎng)度頻譜是帶限型,有一定的寬度時(shí)間延續(xù)長(zhǎng)度與其頻譜的寬度成反比類型:體波[縱波、橫波(SV、SH)]、面波(R、L、St)有效波、干擾波(規(guī)則干擾波,隨機(jī)干擾波)概念地震勘探方法步驟地震勘探的三個(gè)階段野外數(shù)據(jù)采集采集設(shè)計(jì)試驗(yàn)階段生產(chǎn)階段室內(nèi)資料處理預(yù)處理生產(chǎn)處理解釋處理—反演地震資料解釋構(gòu)造、斷層解釋巖性、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)回顧掌握地震波傳播的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)波動(dòng)方程無(wú)限介質(zhì)中波傳播的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)位移函數(shù)指數(shù)衰減正弦波隨r增大振幅減小偏振-傳播一致球面擴(kuò)散-幾何衰減振動(dòng)圖和波剖面等相位面波前和波尾平面波地震波的頻譜不同波,不同譜淺中深譜不同不同介質(zhì)不同譜地震波的極化線性極化平面極化地震波的吸收非彈性作用,內(nèi)摩擦損耗振幅隨r增加而減小不同巖層,吸收作用不同高頻吸收比低頻強(qiáng)彈性介質(zhì)方程粘彈性介質(zhì)方程地震波場(chǎng)的計(jì)算惠更斯-菲涅爾原理克希霍夫(Kirchoff)公式地震波的反射和透射斯奈爾(Snell)定律同類波、轉(zhuǎn)換波佐普里茲(Zoppritz)方程AVO效應(yīng)概念地震波的反射和透射-Zoppritz方程

圖解曲線法近似公式法垂直入射(=0)①無(wú)轉(zhuǎn)換波,只有同類反射、透射波②有波阻抗差,有反射,差越大,反射越強(qiáng)。③R>0入射和反射同相,R<0反相(“半波損失”④透射系數(shù)總為正,透射波與入射波同相⑤同一界面R/=R,T/=1+R反射系數(shù)隨入射角的變化是AVO技術(shù)基礎(chǔ)地震波的繞射傾斜入射(≠0)狹義繞射廣義繞射繞射概念菲涅爾帶橫向分辨率(或水平分辨率)

地震記錄的形成各個(gè)界面的反射波按其到達(dá)時(shí)間長(zhǎng)短疊加的結(jié)果振幅大小-R、極性正負(fù)-R、到時(shí)先后-V,H厚巖層薄巖層地震道褶積模型省略了介質(zhì)吸收、透射損失等地震道同相軸地震波的薄層效應(yīng)薄層薄層結(jié)構(gòu)韻律型過(guò)渡型多次波和一次反射會(huì)疊加干涉——薄層的干涉效應(yīng)薄層反射振幅與頻率有關(guān),薄層是一個(gè)濾波器概念頻率濾波特性薄層濾波器,具有頻率選擇作用濾波作用取決速度結(jié)構(gòu)韻律型薄層通中頻過(guò)渡型薄層壓制中頻薄層的干涉效應(yīng)振幅的調(diào)諧效應(yīng)波形變化、振幅變化

調(diào)諧厚度影響地震波動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)的因素波前擴(kuò)散——幾何衰減吸收衰減——物理衰減,熱損耗界面反射、透射——能量再分配地層的結(jié)構(gòu)(特別是薄層結(jié)構(gòu))——頻率濾波特性、調(diào)諧效應(yīng)激發(fā)條件的影響接收因素的影響

傳播過(guò)程中受到的影響波動(dòng)力學(xué)特性應(yīng)用概述正演分析——模型計(jì)算地質(zhì)解釋,巖性解釋:亮點(diǎn)技術(shù),AVO技術(shù)處理和反演:波動(dòng)方程偏移,地層參數(shù)反演地震地層學(xué)研究運(yùn)動(dòng)學(xué)基本原理和概念地震波的運(yùn)動(dòng)學(xué)又稱幾何地震學(xué):波前射線費(fèi)馬原理時(shí)間場(chǎng)等時(shí)面時(shí)距圖,時(shí)距曲面或面時(shí)距圖,時(shí)距曲線時(shí)間場(chǎng)微分方程式視速度定理真速度,視速度視速度、出射角、同相軸形態(tài)相互關(guān)系概念掌握直達(dá)波時(shí)距曲線概念曲線方程曲線特點(diǎn)過(guò)原點(diǎn)直線表層介質(zhì)變化可為折線或曲線如,連續(xù)介質(zhì)中的回折波用斜率可求表層介質(zhì)速度共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線概念:縱測(cè)線,縱時(shí)距曲線;非縱測(cè)線,非縱時(shí)距曲線概念:虛震源原理、炮檢距、自激自收時(shí)間對(duì)稱過(guò)原點(diǎn)的t軸的標(biāo)準(zhǔn)雙曲線極小點(diǎn)在爆炸點(diǎn)的正上方,tm=t0x=0,曲線緩;x增大,陡;h增加,曲線緩漸近線恰好是直達(dá)波的時(shí)距曲線正常時(shí)差t近似與x成正比,與t0(即h)反比傾斜界面時(shí)距方程:與界面傾角及x方向定義有關(guān)曲線特點(diǎn)仍為雙曲線極小點(diǎn)在(xm,tm)處,t0>tm極小點(diǎn)總在上傾方向用傾角時(shí)差求界面的傾角水平多層介質(zhì)連續(xù)介質(zhì)曲線特點(diǎn)方程水平界面掌握水平多層介質(zhì)概念:射線速度、平均速度、層速度,均方根速度方程:參數(shù)P方程、近似方程曲線特點(diǎn)高次曲線,非雙曲線用v或vav近似后,近炮點(diǎn)為對(duì)稱于炮點(diǎn)雙曲線一族雙曲線,隨t0增加(即H增加),代替層速度增加,曲線變平緩連續(xù)介質(zhì)回折波就是直達(dá)波射線是圓孤,每條射線均有一個(gè)最大穿透深度zm僅zm>界面深度H的回折射線能產(chǎn)生反射僅在OA范圍內(nèi)能接收到回折波和反射波;A為zm=H的回折射線在面的出射點(diǎn)反射波時(shí)距曲線和回折波時(shí)距曲線相切;反射波時(shí)距曲線概念傾斜界面方程:下傾、上傾方向接收方程不同

曲線特點(diǎn)兩條不對(duì)稱的線,上傾接收曲線緩,下傾,陡傾角較小時(shí),由兩方向視速度平均值可求v2上下傾方向盲區(qū)不同,上傾小,下傾大相遇時(shí)距曲線,互換時(shí)間相等i+≥90得不到折射波,傾角大不利折射法工作在始點(diǎn)與同界面反射波時(shí)距曲線相切多層水平界面一族直線,斜率為各折射層速度的倒數(shù),即v*=vn各層時(shí)距曲線相交,斜率不同各層波均有其初至區(qū)深層折射波可先于淺層折射波到達(dá)地面方程曲線特點(diǎn)折射波時(shí)距曲線概念:折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)、高速層為屏蔽現(xiàn)象形

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