地球物理探矿课程报告
姓 名： XXXXX
班 级： XXXXX
学 号：XXXXXXXXX
指导老师：曲 x
一、序言
作为资源勘查工程专业的一名学生，必须掌握各种勘探方法。地球物理探矿作为二大基本探矿方法（物理探矿、化学探矿）之一，是最简便、直接而有效的探矿途径，在当今的找矿发面发挥着举足轻重的作用。因此必须牢牢掌握物探中的各种勘探方法，为以后勘探矿床打下坚实的基础。
二、重力勘探
§1重力方法的物理原理和重力方法的特点
原理 重力勘探是以物质的密度差为基础，利用重力异常来进行勘探。重力异常的实质就是地壳内部物质密度分布不均匀，地质体与围岩间有质量差，因而产生了剩余质量，剩余质量产生了一个指向地质体质量中心的附加引力，该引力在正常重力方向上的投影即为重力异常。
由于地壳内部的沉积岩、变质岩和岩浆岩密度差异大，以及各种地质体和围岩密度有差异，故相对于正常地壳，地质体产生了剩余质量，从而产生了重力异常。将地面上某点的重力观测值与该点的正常重力值比较后，将异常进行地形、中间层、高度和正常场校正之后，便可得出由地质体引起的异常。对一个地区的异常结果汇作成重力异常等值线图，再利用解析沿拓、高次导数等转换处理来反演，便可得到一系列图件，利用这些图件分析出该地区的构造、矿体等信息。
正演与反演
正演是反演和实际重力勘探的基础，主要从以下的几个简单模型来说明问题。
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均匀球体的理论异常 |
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无限长均匀水平圆柱体的理论异常 |
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不同埋深的台阶剖面（a）和铅垂台阶的Vxz、Vzz、Vzzz |
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断层的重力异常理论曲线（左为正断层，右为逆断层） |
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半无限水平物质面的重力异常 |
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反演是解决实际问题的关键，目标是寻找、研究或推断金属或非金属矿体和研究地质构造等。主要有直接法、特征点法、密度界线法。
特点 具有以下优点：①可利用重力勘探透过覆盖层寻找隐伏的地质构造或盲矿体；②工作效率高、施工进度快、成本低；③应用范围广，目前可用于找矿、划分大地构造单元、石油天然气勘探、工程勘探等。
注意 在进行重力勘探时，必须保证测线与地质体（构造线）的走向垂直。
§2举例说明如何利用重力方法来解决地质问题
总体思路：重力勘探——发现异常——综合分析、反演推测——实际探测——正演计算、推测异常是否合理
例如在吉林省某地区进行勘探金矿石时，采用的是重力法勘探，成功发现了含铜硫铁矿。
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图一 |
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吉林省某矿区布格重力异常图（等值线距10g.u.）； 1-重力异常等值线图；2-重力发现的含铜硫铁矿范围及钻井位置） |
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图二该区已发现小型矽卡岩磁铁矿。在原有的地面磁测工作的基础上，进行了1：:2500的重力测量工作，得到了本区的布格重力异常图（图一），为突出局部异常，利用平滑曲线法计算出剩余重力异常（图二）。
由图可知，整个局部异常有两个异常中心，西北部的封闭异常等值线与已知铁矿位置一致。东南部封闭的重力异常在磁异常上无反映。
对西北部的重力异常进行了正演计算，发现异常与实测异常相当。证明西北下部无其他矿体。东南部只有重力异常而无此异常，经实践钻孔，在十几米深处发现了2~3m,厚的磁铁矿及黄铁矿化矽卡岩，磁异常得到解释，但经演算，该重力异常仅为总异常的1/3。推测深部还有高密度体存在，继续钻孔，在167m处见到了含铜硫铁矿，矿体厚度为40m，密度为4.5~4.95g/cm，而磁化率低。再进行正演计算，与实测重力异常基本吻合。
三、磁法勘探
§1磁法的物理原理和磁法的特点
原理 地壳中的岩石和矿体处在地球的磁场中，从它们形成时起，就受到了地球磁场磁化而具有不同程度的磁性，它们的磁性差异在地表引起正常地磁场的变化（即磁异常），因此可以通过观测和研究磁异常来寻找有用矿产或查明地下地质构造。
由于地壳内部的各种物质受地磁场产生的慈性差异，在消除了各种短期的磁场变化后，实测地磁场与作为正常磁场的主磁场之间仍然存在着差异，即磁异常。在地面上的某点磁场测量值与正常磁场比较后，经过磁场校正，便可得到该处的磁异常，对一个地区的异常结果进行处理汇作成磁异常等值线图，再利用解析沿拓、导数换算等转换处理来反演，便可得到一系列图件，利用这些图件分析出该地区的构造、矿体等信息。
正演与反演
正演是反演和实际磁法勘探的基础，主要从以下的几个简单模型来说明问题。
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球体的磁场 (a)南北剖面曲线；(b)东西剖面曲线；(c) 平面等值线图 |
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不同i角的水平圆柱体Za剖面曲线图 |
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无限延深薄板Za剖面曲线图（左为顺层磁化，右为斜交磁化） |
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有限延深薄板Za剖面曲线图（左图为顺层磁化，右图为斜交磁化） |
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无限延伸厚板Za剖面曲线图 |
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有限延伸厚板Za剖面曲线图 |
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水平薄片和台阶的磁场 |
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磁法勘探的反演常用的方法有特征点法、切线法。
特点 ①磁法异常幅值比重力异常大得多；②重力异常反映的地质因素较多，而磁异常反映的地质因素较单一；③地质体的磁异常特征比相应的重力异常复杂；④磁法勘探在寻找规模小的金属物及磁性物质方面具有极大的优势；⑤应用范围广，如可用于寻找磁性金属矿体、地质填图、古地理环境、考古等。
注意 在进行磁法勘探时，必须保证测线与地质体的走向垂直。
§2举例说明如何利用磁法来解决地质问题
总体思路：航磁勘探——发现异常——地面磁测磁——定性分析、定量计算确定磁异常的空间分布和变化特点——实际探测——正演计算、推测异常是否合理
实例 河北某地1：10万航磁图（如下图），图中有一个以30nT为接触带异常背景的弧立异常。中奥陶统马家沟灰岩为成矿围岩；在航磁图上异常处于30nT背景边部，说明异常位于接触带上，处于成矿有利地段。为查明该异常，又布置了1：5000地面磁测，圈定了这个最大值只有350nT的低缓异常。对异常经定性分析、定量计算，并研究了磁异常的空间分布和变化特点；根据当地矿体磁性参数和定量计算出的参数作了正演计算后，进一步确定了该异常为矿异常。经钻探验证证实了异常由磁性铁矿所引起。矿体为多层密集排列，而并非球形矿体。因其埋藏较深，故可近似看作球体。
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河北某地磁铁矿上的航磁异常 |
河北某地磁异常平面图（单位 nT） |
四、电法勘探
§1电法的物理原理和电法特点
原理 电法勘探是以岩石之间的电性差异为基础，通过观测和研究与这种电性差异有关的电场或电磁场的分布特点和变化规律，来查明地下地质构造或寻找矿产资源。
电阻率法是传导类电法勘探之一，是利用各种岩石之间具有导电性差异，通过观测和研究与这些差异有关的天然电场或人工电场的分布规律，来查明地下地质构造和寻找矿产资源。电阻率法主要可细分为电剖面法、电测深法、高密度电阻法。联合剖面法、中间梯度法、对称剖面法、偶极剖面法。当电场在地面上作用时，电流流向地下，高阻体具有向周围排斥电流的作用，低阻体具有向其内部吸引电流的作用，故而造成地面上视电阻率ρs的变化，由此可利用ρs 剖面曲线的变化清楚地反映出地下导电性不均匀体的位置及电阻率的相对高低。从而判断出地下构造和地质体的情况。
常见电阻率法的ρs曲线类型
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剖面法 不同倾角良导体薄脉上的联合剖面ρs曲线（实线ρAs，虚线ρBs） 对称剖面法的 ρs 曲线 |
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电测深法 左为水平二层断面与二层电测深曲线，右为底层电阻率ρ2→∞的水平二层电测深曲线 三层断面的电测深曲线类型 四层水平断面的电测深曲线类型 |
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特点 ①可利用的物性参数多：电导率ρ；电化学活动性η；介电性ε；导磁性μ②利用场源多：人工场源；天然场源③方法种类多：传导类电法勘探；感应类电法勘探④应用空间广：航空、地面、海洋、井中⑤应用范围广：油气勘探、地质填图、水文与工程、深部构造、固体矿产⑥相对于重力勘探和磁法勘探来说，电法勘探的装置简单，花费少，经济划算。
§2举例说明如何利用电法来解决地质问题
对于不同的情况应注意选择最合适的电法勘探，这样才能得出最理想的效果。例如中间梯度法主要适合寻找产状陡倾的高阻薄脉，联合剖面法主要用于探测产状陡倾的良导薄脉及良导球状矿体，对称剖面法主要适用于研究覆盖层下的基岩起伏和对水文、工程地质提供有关疏松层中电性不均匀体的分布以及疏松层下的地质构造、划分接触带、寻找厚岩层等。
所以在必须先确定勘探对象的
中间梯度法主要用来寻找产状陡倾的高阻薄脉，而对于低阻薄层及其他类型矿体没有明显的勘探效果。如图三所示，因为在均匀场中，高阻薄脉的屏蔽作用比较明显，排斥电流使其汇聚于地表附近，jMN急剧增加，致使ρs曲线上升，形成突出的高峰。由于电流容易垂直通过低阻薄脉，只使jMN发生很小的变化，因而ρs异常不明显。
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图三 高、低阻直立薄脉上的中间梯度法ρs曲线 |
图四 某铅锌矿区中间梯度法ρs剖面平面图 |
实例：图四是我国东北某铅锌矿区使用中间梯度法所得的ρs剖面平面图。该地区铅锌矿产在倾角接近70度的高阻石英脉中。途中两条连续的ρs高峰值带由含矿石英脉引起。右边一条矿脉是已知的，左边的2号矿脉是根据中间梯度法的ρs曲线形体，与1号矿体的ρs曲线对比而圈定的。实际钻孔，证实了勘探的正确性。
五、学习本课程后的收获及建议
§1各方法的优点及存在的问题
重力勘探：优点①可用于寻找隐伏的地质构造或盲矿体；②工作效率高、施工进度快、成本低；③应用范围广。问题①引起重力异常的因素太多，结果具有解释的多解性；②异常的幅度太小，对于质量太小和埋藏太深的矿体勘探效果不好；③能否取得勘探对象产生的异常，还要取决于该异常能否从干扰场中辨别出来④地质体的密度在横向上有变化才能勘探。
磁法勘探：优点①磁法异常幅值大；②反映的地质因素较单一；③在寻找规模小的金属物及磁性物质反面具有极大的优势；⑤应用范围广。问题①地质体的磁异常特征比较复杂②相比于重力勘探和磁法勘探，勘探对象范围窄
电法勘探：优点①可利用的物性参数多②利用场源多③方法种类多④应用空间广⑤应用范围广⑥相对于重力勘探和磁法勘探来说，电法勘探的装置简单，花费少，经济划算。问题①对于一些电性质差别不大或其围岩电性不均匀的地质体不易勘探出来②不同的电法勘探有不同的适用条件，在实际应用中往往需要换用多种方法才能得出结论，浪费了时间精力。
§2收获及建议
收获 系统学习了三大勘探方法的原理、特点及其工作方法、异常正演、异常反演和异常的转换处理，学会了异常的转换处理、分析实际问题方法，提高了解决实际问题的能力。
建议 多给学生接触勘探工具的机会，让学生实际操作仪器，将理论和实践相结合，解决实际问题。
第二篇：物探报告样本
地球物理勘探报告
受甲方委托，我单位承担了工程建设场地地球物理勘探的任务，旨在确定该扩建工程场地内是否存在断裂。
拟建场地位于张庄的东侧，西侧为张家港，南与李村相临，北有顾店村，地理坐标北纬XX，东经XX。
野外工作于XXXX年10月26日～10月31日，历时4天，共完成电阻率层析成像勘探剖面2条。
一、场地工程地质、地球物理条件
（一）地层岩性
场地位于北部山区山前冲洪积扇的前缘，上覆地层主要为一套第四系冲洪积地层，下伏基岩为花岗闪长岩，地层总体有向南倾斜之势。地层分布自上而下：
1、第四系冲洪积地层：粉土、粉质粘土、砂组成的冲洪积地层。
2、花岗闪长岩：灰色、浅粉红色。主要矿物成分长石、石英及少量的角闪石和黑云母，等粒结构，块状构造，强风化，呈碎石状。埋藏深度为50多米。
（二）地球物理条件
场地第四系冲洪积地层与下伏基岩（花岗闪长岩）间存在明显的波阻抗及电阻率差异，具备了电阻率层析成像勘探的地球物理前提。
三、工作方法与技术
1、工作方法
本次采用电阻率层析成像法，共布设电阻率层析成像剖面2条，剖面Ⅰ—Ⅰ＇位于场地的东部，为南北向，剖面长700m；剖面Ⅱ—Ⅱ＇位于场地的中部，为西东向，剖面长570m。（见图1地球物理勘探剖面位置图）
图1 地球物理勘探剖面位置图
（1）电阻率层析成像方法技术
电阻率层析成像(简称电成像)利用丰富的信息量和非线性反演，所得结果的分辨率远远高于常规电法勘探。所反演的二维真电阻率的分布图像十分便于地质工作的分析与解释。真电阻率值与地层的岩性、裂隙密集、孔隙液体的性质与分布有着密切关系，电成像技术在识别断层、破碎带、油气层及其污染等方面非常有效。电成像中出现的低阻区(带)或者强梯度带会主要反映着断裂带、破碎区和富集水的分布位置。这是对CT图像进行地质推断的基本依据。
本次工作采用电法CT地表测量方法，使用重庆地质仪器厂DUK—2电阻率层析成像测量系统，在地表分别布设88、72根电极进行探测，剖面Ⅰ—Ⅰ＇电极距8m，单次测量的最大展布为700m；剖面Ⅱ—Ⅱ＇电极距8m，单次测量的最大展布为570m；采用温纳和偶极观测装置。利用电阻率层析成像RES2DINV软件包实施成像重建，对观测数据的拟合方差小于0.4Ωm。
处理流程图如下所示：
2、技术措施
本次工作执行标准为《电阻率剖面法技术规程》（DZ/T 0073—93）。
四、地球物理勘探成果及地质解释
1、电阻率层析成像剖面Ⅰ—Ⅰ′
剖面Ⅰ—Ⅰ＇位于场地的东部，方向SN，长700m，剖面最大探测深度203m。从电阻率成像成果可见，在横向上，呈现四个低阻电性区，各区间的电阻率变化较缓，其反映了地层横行不均匀变化。在纵向上，呈明显的层状分布，0～50m深度范围为电阻值28～77Ω·m的低阻层盖层；50～203m深度范围为电阻值104～185Ω·m的高阻层。结合钻孔资料推测低阻层为第四系盖层，下伏高阻层为基岩。从电性结构连续的特征，可以判断场地基岩较为完整，在东西方向没有断裂存在。
2、电阻率层析成像剖面Ⅱ—Ⅱ′
剖面Ⅱ—Ⅱ′位于场地的中部，方向SN，长570m，剖面最大探测深度157m。从电阻率成像成果可见，在横向上，160—400m出现高阻电性区，电阻率等值线的缓慢起伏变化，该变化反映了基岩的起伏变化。在纵向上，也呈明显的层状分布，0～50m深度范围为电阻值17～48Ω·m的低阻层盖层；46～157m深度范围为电阻值61～102Ω·m的高阻层。结合钻孔资料推测低阻层为第四系盖层，下伏高阻层为基岩。从电性结构连续的特征，在南北方向没有断裂存在。
五、结 论
通过场地东西向电阻率层析成像剖面Ⅰ—Ⅰ′、剖面Ⅱ—Ⅱ′的勘探结果表明，工程建设场地基岩较为完整，该场地无断裂存在。
