《地球物理地质》课件

地球物理地质揭示地球奥秘欢迎来到地球物理地质的世界！这门课程将带您深入了解地球内部的奥秘，探索地球内部的结构、组成、动力学以及与人类社会息息相关的各种现象课程概述与学习目标课程概述学习目标本课程将介绍地球物理地质学的基本概念、原理和方法，并重点通过本课程的学习，您将能够讲解地震勘探、重力勘探、磁法勘探、电法勘探、放射性勘探等掌握地球物理地质学的基本理论和方法•地球物理勘探技术在矿产勘查、石油天然气勘探、地下水勘查、了解地球内部的结构、组成、动力学等基本特征工程地质勘察等领域中的应用•掌握各种地球物理勘探技术的原理和应用•能够运用地球物理方法解决实际问题•地球物理地质学的定义地球物理地质学是一门利用物理学原理和方法研究地球内部结构、组成、动力学以及与之相关的各种现象的学科它结合了地质学、物理学、数学、计算机科学等多个学科的知识，运用各种地球物理方法，对地球内部进行探测和研究地球物理地质学的发展历史早期阶段1公元前，人们已经开始利用一些简单的物理现象，例如地震、磁力、重力等来探测地下例如，中国古代文献中就有关于地震现象的记录，以及利用磁石指南的记载近代发展2世纪中后期，随着物理学和地质学的迅速发展，地球物理地质学开始形19成独立的学科科学家们开始利用物理学原理和方法，对地球内部进行系统性的研究，并取得了一系列重要的成果现代发展3世纪以来，地球物理地质学得到了飞速发展，新的理论和方法不断涌现20，地球物理勘探技术得到了广泛应用例如，地震勘探技术在石油天然气勘探中发挥了关键作用，磁法勘探技术在矿产勘查中起到了重要作用地球物理学与地质学的关系地质学地球物理学地质学主要研究地球的物质组成、结构、构造、演化历史，以及地球物理学主要研究地球的物理性质、物理场以及各种物理现象地球表面各种地质现象的成因它为地球物理地质学提供研究对它为地球物理地质学提供研究方法和技术手段象和基础理论地球物理地质研究的基本原理地球物理地质研究的基本原理是利用地球内部的物理性质差异，通过测量地球表面的各种物理场，来推断地球内部的结构、组成、动力学以及与之相关的各种现象这些物理性质包括密度、弹性、磁性、电性、放射性等地球的基本物理特征质量体积密度123地球的质量约为千地球的体积约为立地球的平均密度为克立方厘

5.972×10^

241.0832×10^

125.515/克，是太阳系中最大的行星之一方公里，是太阳系中第五大行星米，高于地球表面岩石的密度，说明地球内部存在着高密度的物质重力磁场45地球的重力加速度约为米平方秒，它使地球上的物体地球周围存在着一个磁场，它可以保护地球免受太阳风的侵

9.8/受到向下的吸引力害地球的内部结构地核地球内部最深层，主要由铁和镍组成，分为外核和内核，外核为液态，内核为固态1地幔2地核的外围，主要由硅酸盐类岩石组成，分为上地幔和下地幔，上地幔大部分为固态，但可以发生缓慢的流动地壳3地球最外层，主要由岩石组成，分为大陆地壳和海洋地壳，大陆地壳较厚，海洋地壳较薄地壳的物理性质密度弹性磁性电性地壳的平均密度为克立地壳具有弹性，可以发生弹性地壳的磁性主要来自于岩石中地壳的电性主要取决于岩石的

2.7/方厘米，比地球的平均密度低变形，但如果受到的压力过大所含的磁性矿物，例如磁铁矿成分、结构和含水量，不同的，说明地壳主要由密度较低的，就会发生断裂或褶皱岩石具有不同的电阻率岩石组成岩石的物理性质密度弹性磁性电性岩石的密度取决于其矿物成分岩石的弹性取决于其矿物成分岩石的磁性取决于其所含的磁岩石的电性取决于其成分、结和结构例如，花岗岩的密度、结构和孔隙度例如，花岗性矿物例如，磁铁矿是具有构和含水量例如，含水量高约为克立方厘米，玄武岩的弹性模量较高，玄武岩的强磁性的矿物的岩石电阻率较低，含水量低

2.65/岩的密度约为克立方厘弹性模量较低的岩石电阻率较高

2.9/米矿物的物理性质颜色条痕光泽123矿物的颜色是其最明显的特征之一矿物在瓷板上划出的粉末的颜色，矿物表面的光反射情况，称为光泽，例如，石英通常为无色或白色，称为条痕例如，石英的条痕为白例如，石英具有玻璃光泽，黄铁黄铁矿通常为金黄色色，黄铁矿的条痕为黑色矿具有金属光泽硬度解理断口456矿物抵抗刻划的能力，称为硬度矿物在受到外力作用时，沿着一定矿物在受到外力作用时，不沿着晶例如，石英的硬度为，黄铁矿的硬的晶面断裂的性质，称为解理例面断裂的性质，称为断口例如，7度为如，石英具有不完全解理，黄铁矿石英的断口为贝壳状，黄铁矿的断

6.5具有立方体解理口为不规则状密度7矿物的密度是其质量与体积的比值例如，石英的密度为克立方厘米，黄铁矿的密度为克立方厘米

2.65/

5.02/地震波传播原理地震波是由于地球内部发生地震或其他震动而产生的弹性波地震波根据其传播方式可分为纵波波和横波波波是压缩波，可以穿过固体、液体和PSP气体波是剪切波，只能穿过固体S波和波的特征P S波波P S波的速度较快，通常为千米秒，在地震中首先到达地面波的速度比波慢，通常为千米秒波是剪切波，其振动P5-8/S P3-5/S波是压缩波，其振动方向与传播方向相同，因此可以使地面上下方向垂直于传播方向，因此可以使地面左右摇晃P震动地震波速度与介质关系地震波的速度与介质的密度、弹性模量等物理性质有关密度大的介质，地震波的速度较慢；弹性模量高的介质，地震波的速度较快因此，通过分析地震波的速度变化，可以推断地球内部不同层的物质组成和物理性质地震波反射与折射地震波在传播过程中遇到不同介质的界面时，会发生反射和折射现象反射是指地震波遇到界面后返回到原来的介质，折射是指地震波遇到界面后进入到另一介质通过分析反射波和折射波，可以确定界面位置和介质性质地震勘探方法概述反射法地震勘探折射法地震勘探主要利用地震波在不同地层界面主要利用地震波在不同地层界面上的反射现象，来探测地下地层上的折射现象，来探测地下地层的结构和构造的深度和速度变化地震剖面地震勘探数据处理和解释结果，通常以地震剖面的形式展示，直观地反映了地下地层的结构和构造地震勘探仪器设备震源检波器地震仪数据处理系统地震勘探的能量来源，常用的接收地震波的传感器，常用的记录地震波数据的仪器，现代对地震数据进行处理和解释的震源包括炸药、空气枪、振动检波器包括压电式检波器、电地震仪通常采用数字记录技术软件系统，现代地震数据处理器等磁式检波器等，可以记录大量的地震数据系统功能强大，可以进行各种复杂的处理和解释工作地震数据采集技术地震数据采集是地震勘探的重要环节，需要根据不同的勘探目的和地质条件选择合适的采集技术常用的采集技术包括二维地震采集、三维地震采集、多波地震采集等地震数据采集需要严格按照规范进行，以确保数据质量地震数据处理方法地震数据处理是将采集到的地震数据进行各种处理，以提高数据的信噪比，去除干扰，并提取有效信息常用的处理方法包括静校正•叠加•偏移•属性分析•解释•地震解释技术地震解释是将处理后的地震数据进行分析和解释，以识别地下地层结构、构造、岩性、流体等地质信息地震解释技术包括层位追踪•断层识别•岩性识别•储层预测•流体识别•重力场基本概念重力场是地球周围的空间区域，在地球引力作用下，任何物体都受到一个向下的力，即重力重力场的大小和方向可以用重力加速度来表示，重力加速度的大小为米平方秒，方向指向地球中心

9.8/重力异常与地质构造重力异常是指实际测量的重力加速度与理论重力加速度之差，它反映了地下密度分布的异常密度大的地质体，例如矿体、油气藏等，会产生正重力异常；密度小的地质体，例如岩溶洞穴、空洞等，会产生负重力异常通过分析重力异常，可以推断地下地层的结构和构造重力勘探方法地面重力勘探航空重力勘探在地面上进行重力测量，主要用在飞机上进行重力测量，主要用于探测地下密度较大的地质体，于探测大范围的地质构造，例如例如矿体、油气藏等地质断层、地质褶皱等海洋重力勘探在船舶或潜艇上进行重力测量，主要用于探测海洋底部的结构和构造重力仪器与测量重力测量需要使用专门的仪器，称为重力仪重力仪是一种高精度的仪器，可以测量微小的重力加速度变化常用的重力仪包括绝对重力仪•相对重力仪•重力数据处理重力数据处理包括数据校正•数据滤波•数据拟合•数据解释•重力数据处理需要使用专门的软件，可以进行各种复杂的处理和解释工作重力异常图解释重力异常图是将重力异常数据绘制成图，可以直观地反映地下密度分布的异常通过分析重力异常图，可以推断地下地层的结构和构造，并进而确定矿体、油气藏、地下水等地质目标的位置地磁场基本特征地球周围存在着一个磁场，称为地磁场地磁场是一个偶极磁场，其磁力线从南极出发，指向北极地磁场的强度和方向会随着时间和地点发生变化岩石的磁性特征岩石的磁性主要取决于其所含的磁性矿物，例如磁铁矿、赤铁矿等不同的岩石具有不同的磁性强度，例如，基性岩的磁性强度通常较高，酸性岩的磁性强度通常较低磁法勘探原理磁法勘探是利用地下磁性体的磁异常来探测地下地质结构和构造地下磁性体，例如矿体、油气藏等，会产生磁异常，通过测量地磁场的变化，可以推断地下磁性体的性质、形状和位置磁法勘探仪器磁法勘探仪器主要包括磁力仪•磁通计•磁测仪•这些仪器可以测量地磁场的强度和方向磁法数据采集磁法数据采集是将磁法勘探仪器放置在地面上或空中，测量地磁场的强度和方向磁法数据采集需要严格按照规范进行，以确保数据质量采集到的磁场数据需要进行各种处理，以去除干扰，并提取有效信息磁法数据处理技术磁法数据处理主要包括数据校正•数据滤波•数据拟合•数据解释•磁法数据处理需要使用专门的软件，可以进行各种复杂的处理和解释工作磁异常解释方法磁异常解释是将处理后的磁法数据进行分析和解释，以识别地下磁性体的性质、形状和位置常用的解释方法包括磁异常曲线分析•磁异常立体解释•磁异常模拟•电法勘探基本原理电法勘探是利用地下岩石和矿物的电性差异来探测地下地质结构和构造不同岩石和矿物具有不同的电阻率，例如，金属矿物通常具有较低的电阻率，而岩石通常具有较高的电阻率通过测量地下电场的变化，可以推断地下岩石和矿物的电性性质，进而确定地质目标的位置岩石电性特征岩石的电性主要取决于其成分、结构和含水量例如，含水量高的岩石电阻率较低，含水量低的岩石电阻率较高不同类型的岩石具有不同的电性特征，例如，砂岩的电阻率通常较高，页岩的电阻率通常较低自然电场法自然电场法是利用地球内部自然形成的电场来探测地下地质结构和构造自然电场法主要用于探测地下金属矿体、地下水、地热等视电阻率法视电阻率法是利用人工电流在地下形成的电场来测量地下岩石的电阻率视电阻率法主要用于探测地下地层的结构和构造，以及矿体、地下水、地热等激发极化法激发极化法是利用人工电流在地下形成的电场来测量地下岩石的极化特性激发极化法主要用于探测地下金属矿体、地下水、地热等电磁法勘探电磁法勘探是利用人工电磁场在地下形成的感应电流来探测地下地质结构和构造电磁法勘探主要用于探测地下金属矿体、地下水、油气等大地电磁测深大地电磁测深是利用天然的地球电磁场来探测地下地层的电性结构大地电磁测深主要用于研究地壳结构、地幔结构，以及探测地下水、油气、地热等放射性勘探方法放射性勘探方法是利用地下岩石和矿物的放射性特征来探测地下地质结构和构造放射性勘探方法主要用于探测铀矿、钾盐、磷矿等放射性矿物，以及探测地下水、油气等测井技术基础测井技术是将各种传感器放入钻孔中，测量地下岩石的物理性质，例如密度、弹性、电性、放射性等测井技术主要用于评价油气储层、地下水储层、矿体等，以及研究地层结构、构造等声波测井声波测井是利用声波在岩石中传播的速度来测量岩石的孔隙度、渗透率等物理性质声波测井主要用于评价油气储层、地下水储层等电阻率测井电阻率测井是利用岩石的电阻率来测量岩石的孔隙度、含水量等物理性质电阻率测井主要用于评价油气储层、地下水储层等自然伽马测井自然伽马测井是利用岩石的自然放射性来测量岩石的成分和类型自然伽马测井主要用于识别地层、岩性，以及探测铀矿等放射性矿物密度测井密度测井是利用岩石的密度来测量岩石的孔隙度、含水量等物理性质密度测井主要用于评价油气储层、地下水储层等中子测井中子测井是利用中子在岩石中的散射和俘获来测量岩石的含氢量，进而推断岩石的孔隙度、含水量等物理性质中子测井主要用于评价油气储层、地下水储层等综合测井解释综合测井解释是将各种测井数据进行综合分析和解释，以识别地下地层的结构、构造、岩性、流体等地质信息综合测井解释需要使用专门的软件，可以进行各种复杂的处理和解释工作地球物理勘探在矿产勘查中的应用地球物理勘探技术在矿产勘查中得到了广泛应用，可以用于探测各种类型的矿体，例如金属矿、非金属矿、能源矿等地球物理勘探技术可以帮助矿产勘查人员快速有效地识别矿体的位置、形状、大小和品位，提高矿产勘查的效率和成功率石油天然气勘探应用地球物理勘探技术在石油天然气勘探中发挥了关键作用，可以用于探测油气藏的位置、形状、大小和储量地震勘探技术是石油天然气勘探中最常用的技术，可以帮助石油天然气勘探人员识别油气储层的结构、构造、岩性、流体等信息地下水勘查应用地球物理勘探技术在地下水勘查中也得到了广泛应用，可以用于探测地下水的埋藏深度、丰裕程度、水质等电法勘探技术、重力勘探技术、地震勘探技术等都可以用于地下水勘查，可以帮助地下水勘查人员找到优质的地下水源工程地质勘察应用地球物理勘探技术在工程地质勘察中也得到了广泛应用，可以用于探测地基、边坡、隧道等工程部位的地质结构和构造，为工程建设提供可靠的地质资料地震勘探技术、电法勘探技术、重力勘探技术等都可以用于工程地质勘察，可以帮助工程地质勘察人员避免地质灾害，保障工程建设的安全环境地质调查应用地球物理勘探技术在环境地质调查中也得到了广泛应用，可以用于探测地下污染源、污染物的扩散范围、地下水资源的保护等电法勘探技术、重力勘探技术、磁法勘探技术等都可以用于环境地质调查，可以帮助环境地质调查人员了解地下环境的状况，制定环境保护方案地震灾害预测应用地球物理勘探技术在地震灾害预测中也得到了广泛应用，可以用于研究地震活动规律、地震危险性评估、地震预警等地震勘探技术、重力勘探技术、磁法勘探技术等都可以用于地震灾害预测，可以帮助地震学家了解地震活动的规律，为地震灾害的防治提供科学依据火山活动监测应用地球物理勘探技术在火山活动监测中也得到了广泛应用，可以用于监测火山喷发、地震活动、岩浆活动等，为火山灾害的预警提供科学依据地震勘探技术、重力勘探技术、磁法勘探技术等都可以用于火山活动监测，可以帮助火山学家了解火山活动的动态，为火山灾害的防治提供科学依据地球物理数据综合解释地球物理数据综合解释是指将各种地球物理数据进行综合分析和解释，以获得更加完整、准确的地质信息综合解释需要使用专门的软件，可以进行各种复杂的处理和解释工作，例如三维地质建模、地球物理反演等三维地质建模三维地质建模是将地球物理数据和其他地质数据整合起来，建立地下地层的数字化模型三维地质建模可以更加直观、立体地展现地下地层的结构、构造、岩性、流体等信息，为地质研究、矿产勘查、石油天然气勘探、工程地质勘察等提供更加可靠的依据地球物理反演技术地球物理反演技术是利用地球物理数据来推断地球内部的结构、组成、动力学等信息反演技术是一种数学方法，可以将地球物理数据转化为地质模型，为地质研究、矿产勘查、石油天然气勘探、工程地质勘察等提供更加准确的依据人工智能在地球物理中的应用人工智能技术近年来发展迅速，在地球物理学中也得到了越来越广泛的应用人工智能技术可以帮助地球物理学家进行数据处理、解释、分析、预测等工作，提高地球物理研究的效率和精度例如，人工智能技术可以用于识别地震波、解释地震剖面、预测地震活动、寻找油气藏等地球物理新技术发展趋势地球物理新技术的发展趋势主要包括高精度、高分辨率地球物理勘探技术•多学科交叉融合的地球物理技术•人工智能、大数据等新技术在地球物理中的应用•地球物理新技术的不断发展将为地球科学研究、资源勘探、环境保护等领域带来更大的突破。