金属矿地球物理勘探指导手册PDF电子书下载

第一章 金属矿地球物理勘探概述 1

第一节 地球物理勘探在矿产资源勘查中的作用和地位 2

第二节 金属矿地球物理勘探的发展过程 3

一、概述 3

二、发展过程 3

第三节 金属矿地球物理主要勘探方法介绍 5

一、重力勘探 5

二、磁法勘探 7

三、电法勘探 9

四、放射性勘探 12

第二章 金属矿地球物理勘探的地质-地球物理前提 14

第一节 地质先验知识和地球物理勘探方法的选择 14

一、地质先验知识 14

二、地球物理勘探方法的选择 14

三、地球物理勘探资料的解释 16

第二节 岩（矿）石的物理性质 16

一、岩（矿）石的密度及其测定 17

（一）岩（矿）石的密度 17

（二）影响岩（矿）石密度的主要因素 20

（三）岩（矿）石标本的采集与密度测定 20

（四）密度统计及误差计算 21

二、岩（矿）石的磁性及其测定 22

（一）描述岩（矿）石磁性的物理量 22

（二）岩（矿）石的磁性 23

（三）岩（矿）石的剩余磁性 24

（四）有限物体磁化的消磁作用 26

（五）岩（矿）石磁性参数的测定与统计 28

三、岩（矿）石的电性 33

（一）岩（矿）石的导电性 33

（二）岩（矿）石的激发极化性 35

（三）岩（矿）石的介电性 38

（四）岩（矿）石的导磁性 39

四、岩（矿）石的放射性特征 40

（一）放射性元素在岩石、土壤的分布特征 40

（二）金属矿上放射性元素分布特征 43

第三节 物理-地质模型的建立 48

一、物理-地质模型的特点 48

二、物理-地质模型的建立 49

第三章 重力勘探 50

第一节 重力勘探基本概念 50

一、地球重力场与重力位 50

（一）地球重力 50

（二）地球重力场 51

（三）重力位 51

二、地球正常重力场与重力正常公式 53

第二节 重力勘探的技术要求 54

一、重力勘探的工作设计 54

二、重力勘探的地质任务、比例尺与精度评价 54

（一）地质任务 54

（二）工作比例尺的确定 54

（三）精度要求及误差分配 55

三、重力仪的准备 56

（一）重力仪的检查与调节 56

（二）重力仪性能的试验 56

（三）重力仪格值和重力尺度比例因子标定 58

（四）重力仪的使用与维护 61

四、重力勘探基、测点的建立、观测与精度评价 61

（一）基点的建立、观测与精度评价 61

（二）测点、检查点的布设、观测与精度评价 64

五、重力勘探的测地工作 65

六、重力梯度测量 65

（一）重力梯度计算值的应用 66

（二）重力梯度测量 66

七、井中密度测量 67

（一）井中重力测量 67

（二）地层密度测井与岩性密度测井 68

第三节 重力勘探的资料整理与重力异常 68

一、重力资料的整理 68

（一）地形校正及误差计算 68

（二）中间层校正及误差计算 71

（三）高度（自由空气）校正、布格校正及误差计算 72

（四）正常场校正及误差计算 73

二、布格重力异常 73

第四节 金属矿体天然赋存状态、形体参数与重力异常的计算 74

一、重力异常的基本计算公式 74

（一）三度体重力异常基本计算公式 75

（二）二度体重力异常基本计算公式 75

二、简单规则几何形体参数与重力异常的计算 76

（一）球体（点质量） 76

（二）无限长水平圆柱体（线质量） 80

（三）台阶 82

（四）板状体 87

（五）铅垂圆柱体 89

（六）长方体 91

（七）规则几何形体参数计算中的△g切线法 92

三、复杂形体参数与重力异常的计算 93

（一）横截面积形状不规则二度体异常的计算 93

（二）不规则形状三度体异常的计算 94

（三）不规则形体参数的计算 96

第五节 重力异常的处理 102

一、重力异常的多解性 102

（一）重力异常的复杂性 102

（二）重力异常反问题解释的非单一性 102

二、区域异常和局部异常 103

三、重力异常的划分 103

（一）图解法 103

（二）平均场法 104

四、重力高次导数法 107

（一）重力高次导数的作用 107

（二）重力高次导数（△gzz）的计算 108

（三）计算重力高次导数的公式 109

五、解析延拓法 111

（一）向上延拓公式的推导 111

（二）延拓公式 112

（三）解析延拓的作用，计算及需要解决的问题 115

六、波数域滤波法 116

（一）空间域与波数域 116

（二）傅立叶变换和褶积定理 117

（三）转换因子（滤波算子） 118

（四）离散傅氏变换 118

七、规则形体重力异常波谱的计算 119

（一）重力异常波谱的基本关系式 119

（二）二度规则形体重力异常的波谱 119

（三）三度规则形体重力异常的波谱 121

（四）重力异常波谱的因子特征 122

八、波数域视密度的计算 123

第六节 重力勘探在寻找金属矿上的应用 124

一、异常的识别 124

（一）异常的特征 124

（二）典型异常的初步解释 124

（三）断裂构造的异常识别 125

二、寻找铁矿 126

三、寻找含铜硫铁矿 128

四、寻找铬铁矿 129

五、寻找金矿岩体 129

第四章 磁法勘探 133

第一节 磁法勘探基本概念 133

一、磁力、磁场强度与磁感应强度 133

（一）磁力 133

（二）磁场强度 133

（三）磁化强度 134

（四）磁感应强度 134

二、磁位 135

（一）点磁荷的磁位 135

（二）磁偶极子的磁位 135

三、磁位与引力位的关系——泊松公式 136

四、地磁场 137

（一）地磁要素及其分布特征 137

（二）地磁场的组成 139

（三）地磁场的球谐分析 140

（四）地磁场的正常梯度 142

（五）区域性地磁场模型 143

第二节 磁法勘探的技术要求 145

一、地质任务 145

二、磁法勘探的技术设计 145

（一）测区、比例尺和测网的确定 145

（二）磁测参数的选择和磁测精度的确定 146

第三节 磁法测量、资料整理及磁异常 148

一、地面磁测 148

（一）仪器准备 148

（二）基点、基点网的建立 148

（三）测点观测与质量检查 149

（四）日变观测 149

（五）测地工作 150

二、地面磁梯度测量 150

（一）实测磁异常梯度与计算磁异常梯度的区别 150

（二）梯度测量的优点 151

（三）磁场梯度测量 151

（四）梯度测量的技术规定 154

（五）梯度测量注意事项 154

三、微磁测量 155

四、井中磁测 156

（一）测量系统的定向问题 157

（二）测磁原理 157

五、磁测资料的整理 159

六、磁异常的图示 160

第四节 金属矿体赋存状态、形体参数与磁异常的计算 161

一、磁异常的基本计算公式 161

（一）三度体磁异常的基本计算公式 161

（二）二度体磁异常的基本计算公式 162

二、有效磁化强度和有效地磁场 163

三、简单规则几何形体参数及磁异常的计算 164

（一）规则几何形体磁异常表达式 164

（二）球体 165

（三）无限长水平圆柱体 172

（四）台阶 174

（五）板状体 176

（六）长方体（直角棱柱体） 182

（七）规则几何形体参数计算中的Za切线法 182

四、复杂磁性体参数及磁异常的计算 183

（一）起伏地形下磁性体的磁异常 183

（二）多个磁性体的磁异常 185

（三）非均匀磁化磁性体的磁异常 186

（四）复杂不规则磁性体参数的计算 186

第五节 磁异常的处理 190

一、数据网格化 191

二、异常圆滑 191

三、异常分量转换 193

（一）同平面上的Za与Hax间的转换 193

（二）不同磁化方向异常间的转换 194

四、化向磁极 197

五、水平方向导数 198

（一）水平一阶导数的计算 198

（二）水平一阶导数的作用 199

六、规则形体磁异常波谱的计算 199

（一）磁异常波谱的基本关系式 199

（二）二度规则形体磁异常的波谱 201

（三）三度规则形体磁异常的波谱 203

（四）磁异常波谱的基本特征 204

七、波数域中分量转换、化极及求磁源重力异常的因子 206

（一）磁异常分量转换因子 206

（二）化极转换因子 206

（三）磁源重力异常转换因子 207

八、波数域视磁化率的计算 207

第六节 磁法勘探在寻找金属矿体上的应用 208

一、典型异常的初步地质解释 208

二、寻找铁矿 209

（一）寻找攀西钒钛磁铁矿 209

（二）寻找安徽霍邱沉积变质铁矿 211

三、寻找多金属矿 212

四、预测隐伏矿床 213

第五章 电法勘探 215

第一节 电阻率法 215

一、电阻率法的理论基础 216

二、电阻率法测量装置类型 217

（一）二极装置 217

（二）对称四极装置 218

（三）三极与联合剖面装置 218

（四）偶极装置 218

（五）中间梯度装置 218

三、电阻率法的仪器装备与野外工作 219

（一）电阻率法的仪器 219

（二）电阻率法的基本装备 219

（三）野外工作中作业技术要求 220

四、电阻率剖面法 220

（一）剖面法类型选择 220

（二）电极距选择 221

（三）典型地电断面上的视电阻率曲线特征 222

五、电阻率测深法 231

（一）多层水平地层地面点电流源的电场和视电阻率表达式 232

（二）水平地层上的电测深曲线 233

（三）多层水平层状地层导电特性及电测深曲线的基本性质 234

（四）电测深曲线解释 236

（五）电测深成果的定性解释图件 237

第二节 激发极化法 240

一、激发极化法观测方法和观测的主要参数 240

（一）直流激发极化法 241

（二）交流激发极化法 242

二、激电法的常用装置类型和电极距选择 242

（一）中间梯度装置 242

（二）联合剖面装置 243

（三）偶极-偶极装置 243

（四）对称四极测深装置 244

（五）近场源装置 244

（六）地下供电装置 245

三、常用装置在不同地电条件下的激电异常特征 245

（一）激发极化场的计算与等效电阻率法 245

（二）中间梯度装置的激电异常 246

（三）联合剖面装置的激电异常 248

（四）偶极-偶极装置的激电异常 249

（五）对称四极测深装置的激电异常 250

（六）近场源装置的激电异常 252

四、野外工作方法和技术 254

（一）直流激电法时间制式和交流激电法工作频率选择 254

（二）供电电流强度的确定 255

（三）对观测质量的要求 256

（四）测量干扰因素及避免方法 257

五、激电资料的图示 259

（一）剖面图 259

（二）平面剖面图 259

（三）平面等值线图 259

（四）断面等值线图 260

（五）电测深曲线图 260

六、应用 260

第三节 自然电场法 260

一、自然电场法的野外工作 261

二、自然电场的异常特征 261

三、自然电场法的应用 264

第四节 充电法 264

一、充电法的野外工作 264

（一）测区与测网 264

（二）观测方式 264

（三）仪器设备 265

二、理想形态导体的充电电场 265

（一）球体的充电电场 265

（二）椭球体的充电电场 266

（三）非理想导体的充电电场 267

三、应用 268

第五节 瞬变电磁法 268

一、方法原理 268

（一）基本概念 268

（二）观测参数 268

（三）瞬变电磁探测原理 269

（四）装置类型 270

（五）瞬变电磁法的特点 271

（六）一次场 271

（七）正常场 273

（八）典型局部地质体产生的异常场 276

（九）观测时窗 278

（十）场的传播 279

二、信号检测基本知识 280

（一）发射系统 280

（二）接收系统 283

（三）电磁噪声 283

三、野外工作方法和技术 284

（一）装置类型 284

（二）工作参数选择 284

（三）观测质量分析及保证质量措施 289

（四）基本图件 291

四、数据处理 292

（一）数据滤波 292

（二）斜阶跃后沿影响校正 293

（三）视电阻率计算 293

（四）地形影响改正 296

（五）一维反演 297

五、成果分析 298

（一）瞬变电磁剖面测量解释 298

（二）瞬变电磁测深的解释 305

六、瞬变电磁特殊问题 305

（一）瞬变响应符号反转 305

（二）位移电流效应 305

（三）集流效应 305

（四）感应激发极化效应 305

（五）磁性效应 306

第六节 可控源音频大地电磁测深法 306

一、可控源测深的基本原理 306

二、理论基础 307

（一）均匀半空间电磁场理论公式 307

（二）场基本特点 308

（三）波区视电阻率和视相位 308

（四）电磁场频率响应基本特点 309

三、野外工作方法和技术 309

（一）场源设计 309

（二）测量方式 310

（三）最佳观测方案 311

（四）提高观测质量的措施 313

（五）数据质量评价 314

（六）数据处理和图形显示 315

（七）异常解释与推断 316

四、影响应用效果的因素 317

（一）场源效应 317

（二）静态效应 320

（三）地形效应 321

（四）偏角效应 322

（五）激发极化效应 322

第六章 放射性勘探 323

第一节 放射性勘探方法的基础理论 323

一、天然放射性元素及衰变 323

二、放射性核素衰变积累规律 324

三、天然放射性核素的谱特征 327

四、γ射线能谱成分的变化及γ射线的衰减 328

五、核辐射探测器及常用仪器 329

（一）探测器 330

（二）常用仪器 333

六、放射性勘探的单位及标准源 335

（一）放射性勘探常用单位 335

（二）标准源 337

第二节 航空γ能谱测量 338

一、航空γ能谱测量的原理 338

二、仪器测量准备 340

三、航空γ能谱测量的影响因素及校正 341

四、航空γ能谱测量工作方法 343

（一）测区航测的比例尺的选择 343

（二）测线布置与野外飞行 344

五、地质解释 344

六、航空γ能谱异常的地面检查 345

（一）地质调查 345

（二）异常的地面检查 345

（三）高场的地面检查 346

（四）异常和高场地表揭露要求 346

第三节 地面γ测量 346

一、总量γ测量 347

（一）基本原理 347

（二）便携式γ辐射仪的工作准备 348

（三）野外工作过程 350

（四）地面总量γ测量数据处理 352

二、地面γ能谱测量 355

（一）地面γ能谱测量的基本原理 355

（二）仪器的准备工作 356

（三）测量程序 358

第四节 放射性矿体的γ测井和γ编录 359

一、放射性矿床的γ测井及含量定量解释 359

（一）理论基础 359

（二）γ测井方法 363

（三）仪器要求 363

（四）异常定量解释方法 366

二、放射性矿床的γ编录和γ取样 372

（一）γ编录方法及要求 373

（二）γ辐射取样 373

（三）γ取样工作方法 375

（四）γ取样室内资料整理 376

（五）γ取样质量及影响因素 377

第五节 α测量和土壤氡射气测量 378

一、瞬时测氡法 379

（一）原理 379

（二）仪器的标定 379

（三）野外工作 380

（四）质量要求 381

二、累积测氡法 381

（一）α径迹测氡法 381

（二）α聚集器测量 383

（三）活性炭测氡法 385

（四）钋-210测氡法 386

第六节 能量色散X荧光测量 387

一、方法原理 387

（一）X荧光测量的依据 387

（二）X荧光强度与含量的计算 388

二、X射线荧光测量激发源 389

三、影响因素及校正 390

（一）基体效应 390

（二）基体效应的校正方法 391

四、X荧光测量方法 395

（一）地质样品的X荧光方法 395

（二）现场X荧光测量方法 398

（三）X射线荧光测井 401

第七节 放射性勘探方法在金属矿勘探中的应用 405

一、铀矿普查与勘探 405

二、寻找金矿的应用 410

三、寻找有色金属矿勘探 412

参考文献 416

附录 419

附录一 重力勘探中常用物理量单位对照表 419

附录二 磁法勘探中常用物理量单位对照表 420

附录三 自然界存在的放射性元素及衰变表 421

附录四 天然放射性系列的能谱表 424

附录五 放射性勘探常用单位 429

附录六 γ测量仪器标定的标准模型参数 430