磁法勘探毕业论文

(一)磁法勘探方法简介

磁法勘探是利用地壳内各种岩(矿)石间的磁性差异所引起的磁场变化(磁异常)来寻找有用矿产资源和查明地下地质构造的一种物探方法。应用磁法勘探在研究大地构造、了解基底起伏、圈定火成岩体和寻找含水破碎带等方面均取得了良好的效果,广泛地应用于地热资源勘探中。

1.地磁场

在地球上任何一处,悬挂的磁针都会停止在一定的方位上,这说明地球表面各处都有磁场存在,这个磁场被称为地磁场。地磁场在地球表面的分布是有规律的,它相当于一个位于地心的磁偶极子的磁场,S极位于地理北极附近,N极位于地理南极附近,地磁轴和地理轴有一偏角,常称为磁偏角。

为了研究空间某点的地磁场强度,通常选用直角坐标系统,其原点O选在观测点上,xoy平面为水平面,X轴指向为地理北方,Y轴指向为地理东方,Z轴垂直向下。

地磁强度一般用T表示,它在X,Y,Z3个轴上的投影分量分别为:北分量X,东分量Y,垂直分量Z。T在xoy平面上的投影称为水平分量H,其方向指向磁北。地磁场各分量的方向与坐标轴方向一致时取正,反之取负。H与X轴的夹角称为磁偏角D,当H偏东时,D取正,反之取负。H与T的夹角称为磁倾角I,T下倾时I取正,反之取负。上述X,Y,Z,H,T,D,I各量统称为地磁要素,它们之间的关系如下:

沉积盆地型地热田勘查开发与利用

分析这些关系可知,地磁要素中有各自独立的3组:I,D,H;X,Y,Z;H,Z,D。如果知道其中一组,则其他各要素即可求得。在地磁绝对测量中通常测I,D,H3个要素。磁法勘探一般都是相对测量,地面磁测主要测Z的变化,有时也测H和T;航空磁测主要测定T的变化。

描述磁场的单位,在国际单位制中为特斯拉(T),在磁法勘探中常用它的十亿分之一为单位,称为纳特(nT),即1nT=10-9T。

2.磁异常

在磁法勘探中,实测磁场总是由正常磁场和磁异常两部分组成。其中正常磁场又由地磁场的偶极子场和非偶极子场(大陆磁场)组成。而磁异常则是地下岩、矿体或地质构造受地磁场磁化后,在其周围空间形成,并叠加在地磁场上的次生磁场。其中含分布范围较大的深部磁性岩层或构造引起的部分,成为区域异常;而由分布范围较小的浅部岩、矿体或地质构造引起的部分,称为局部异常。

如实测磁场为T,正常磁场为T0,则磁异常Ta可表示为

Ta=T-T0 3-5

在航空磁测中,大多测量地磁场总强度T和正常磁场强度T0的模数差ΔT,即

ΔT=|T|-|T0| 3-6

在地面磁测中,主要测量磁场的垂直分量变化值Za,称为垂直磁异常,即

Za=Z-Z03-7

式中:Z为实测垂直磁场强度;Z0为正常垂直磁场强度。

3.岩(矿)石的磁性

自然界的各种岩石具有不同的磁性,即使同种岩石,由于矿物成分、结构特点不同,其磁性也不相同。岩石之间的磁性差异是磁法勘探的物理基础。

岩石的磁性由磁化率和磁化强度表示。磁化率M表示单位体积所具有的磁矩,岩石的磁化强度分为两部分,即

M=Mi+Mr 3-8

式中:Mi为感应磁化强度,表示各种岩石在现代地磁场的磁化下所具有的磁性,Mi主要决定于岩石的磁化率(k)和地磁场强度(T),其关系式为

Mi=kT 3-9

Mr为剩余磁化强度,表示各种岩石在地质历史条件下被古地磁场磁化所保留下来的磁性。Mr基本上不受现代磁场的影响而保持着其固有的数值和方向。古地磁学研究证明,几乎所有的火成岩和大部分陆屑沉积岩都具有剩余磁化强度。

(二)盆地磁性特征

华北盆地天津地区从太古宇结晶基底到第四系盖层,都存在着纵向及横向的磁性差。反映在磁场图上,是区域背景值的相对升高或降低,曲线的平缓或密集,局部异常的大小,强弱及展布方向特点。这种反映正是磁异常解释的依据。

根据有关物探资料,天津及周边地区地层磁性参数见表3-2。

表3-2 天津周边地区地层磁性参数

由表可见,天津及周边区域地层磁性具有如下特征。

在整个地层序列中,磁性呈相对的渐变过渡,以奥陶系为磁性的最低点,向老地层或新地层方向逐渐增高,而侏罗系的磁性表现出突变的性质。

根据磁性强弱将本区自上而下划分为4个磁性层。

顶部弱磁性层,对应于新生界的粉砂、粘土、泥岩、砂质泥岩和中生界侏罗系砂砾岩、细砂岩。

中部强磁性层,对应中生界侏罗系的火山碎屑岩。

中部弱磁性层,对应古生界泥岩、灰岩、砂岩。

底部强磁性层,对应元古宇白云岩和太古宇片麻岩、麻粒岩等。

磁力勘探结果是利用不同岩层磁性强弱首先作出磁力异常图,对等异常曲线的形状加以分析,推测得出一定的地质结论。

1)查明断裂。异常表现为以下几种形态。连续的正异常:在剖平图上表现为连续的正异常带,在平面上等值线则表现为有一定长度的梯度密集带。断裂形成时或形成后岩浆活动多次发生,岩浆沿断裂向上侵入,这样在断裂的上方就形成了一定长度和一定强度的正异常。串珠状线性异常:构造带各处薄弱程度不同,岩浆侵入的宽窄和深度不同,航磁异常则反映为串珠状的线性异常。线性强磁异常被错开:从剖面图和平面等值线图都可看出,强磁异常轴有明显错动,这往往是平移断层的反映。

2)了解基底起伏。由于老地层和覆盖层有一定的磁性差异,所以航磁是了解基底起伏的有效手段之一,和重力方法有异曲同工之妙。二者可以互相参照,互相补充,从不同物理场反映了基底起伏。

3)圈定火成岩体。岩体是形成地热田的重要因素之一,由于中酸性火成岩体有较强的磁性,根据航磁异常推断,呈长轴状的高磁异常皆为岩体之反映。

(三)天津地区磁场特征与构造关系

从天津地区航磁ΔT等值线图(图3-2)上可以看出,研究区磁性高低相间分布,ΔT在-100～250nT之间,磁异常具有以下特征:

1)武清区西北部磁力低,ΔT为-100nT,反映了武清凹陷的分布。

2)周良庄、尔王庄、胡连庄等地的磁力正异常,反映了沧县隆起的位置;八里台附近的负异常,则反映了隆起区的断凹-白塘口凹陷的位置;静海县磁力高,反映了大城凸起的分布。

3)沿宁河—汉沽—塘沽—大港一带,出现多个正负相间的杂乱磁场区,反映了黄骅坳陷的分布,其中宁河县附近的磁力正异常,反映坳陷区的凸起—宁河凸起的位置。

4)宝坻区南北磁力正负异常呈串珠状分布,反映了宁河-宝坻断裂的存在,同样,天津市东北部以零等值线为界,磁力正负异常相间分布,反映了沧东断裂的分布。

(四)重磁异常与地质剖面关系

图3-3为重磁异常与地质剖面对比图,剖面线以东经117°13'为界,自南向北,从天津市南部边界到宝坻区。从图中可以明显地看出,随着重力异常曲线的高低变化,地质剖面表现为凸凹相间,为正相关关系,在小韩庄凸起、潘庄凸起、王草庄凸起等处,重力异常值高,而在板桥凹陷、白塘口凹陷、武清凹陷等处,重力异常值则低。从图中还可以发现,磁异常曲线与地质剖面的基底起伏基本对应一致,航磁异常曲线高基底表现为凸起,航磁曲线低基底则表现为凹陷,另外在白塘口凹陷附近,有磁性体存在。

呃，这怎么么看怎么样地理啊，怎么是物理勘探呢？ 可以偷懒，做第一个么“板块漂移的证据”不？其实第二个“海底扩张的地球论据”就是印证板块漂移学说的重要证据。所以，第一个题目包含第二个题。 我大学肄业的，没写过毕业论文。暂时只能提供证据了—— 一、大陆岸线的相似性。 南大西洋两岸轮廓相互匹配，可以拼接成为一个整体，说明这两个大陆曾经相连接。褶皱系的延续性。南大西洋两岸，即非洲南端与南美布宜诺斯艾利斯之南的二叠纪褶皱山系同是东西走向的，而且地质情况相当。 二、古冰川的分布。南方诸大陆，（南美、南非和南澳大利亚）和印度南部广泛分布着晚古生代的冰川痕迹，若将分布地拼合在一起，能较好的解释冰川分布的规律。 三、化石相同。在南方诸大陆和印度南部的晚古生代冰碛层上普遍覆盖有具舌羊赤植物群化石的含煤地层，证明南方诸大陆与印度过去是一个整体。 板块构造学说立论于海洋之中，因此板块构造的证据主要就在海洋之中，也就是海底扩张的地球证据。 一、海岭（洋中脊或海底山脉） 海岭最先是辅设横跨大西洋海底电缆时发现的，也就是“大西洋中脊”。后来也相继在印度洋中部、太平洋东部发现类似的洋脊。到20世纪50年代发现这些大洋中的海岭有首尾相接的状况，具有全球规模。全长达6～8万公里，成为地球上最大、最长的山系。 大西洋中脊全长万余公里，宽度550～900公里，呈“S”状，是由一系列平行的山脉组成。在海岭之中呈巨大的陷谷地形，陷谷是地壳的巨大裂缝所在，也是地壳新生的地方，其中充填着橄揽岩和玄武岩，这就是新生的地壳了。 太平洋海岭，不在洋中央，而是偏东，其形状简单而宽阔、平缓，海岭中间也无裂谷，人常称之为中隆。印度洋中脊和大西洋颇为相似，比较复杂，在中脊处地震活动比较强烈。 海岭是板块构造的证据，就在于它是地壳扩张的产物，因为扩张，壳下岩浆才一次次地沿扩张裂缝喷发而出，形成了新的地壳，即地壳的增生带。在增生时新的岩浆挤老的岩浆，把老的挤向两侧。所以，离海岭中心轴越远，岩石就越老，反之，离中心轴越近，岩石就越新，很有规律性，也具对称性。这是板块构造最有力的证据之一 二、海沟 海沟是在大陆与大洋之间靠大洋一侧的地方。地球上水深超过6000米的海沟共24处，其中19处在太平洋中。全球最深的海沟是马里亚纳海沟，水深约ll034米。海沟的形成，是板块构造活动的杰作。即一个板块向下俯冲到另一板块之下时，一边下垂，一边上翘，这中间就形成了海沟。所以说海沟是板块构造俯冲带开始的地方，也是板块构造挤压活动的场所。在这里好像一个枢纽或传动带，一方面把海洋板块的岩石俯冲下去；另一方面也把大陆板块翘起来。 三、岛弧 岛弧也位于海洋与大陆之间，常和海沟结伴而存在。海沟靠近大洋，岛弧靠近大陆。岛弧常首尾相连。岛弧实际上也就是弧形山地，海拔多在千米以上。构成岛弧的岩石主要为中生代或新生代的基性到酸性系列的火山岩，尤以安山岩居多。所以岛弧也可以说是火山岩带的别称，其所以说它是板块构造的证据，就是岛弧中的火山岩是板块构造活动的产物。 四、转换断层与错断带 所谓转换断层，是海底扩张时，海岭上各段的扩张速度的差异，在差异较大的地方就要错开，这错开之处，就是所谓的转换断层。它横切海岭，起调整扩张能量、维持平衡的作用，是一种张性断层。如果密集存在，就成了错断带或破碎带了。之所以说是板块构造的证据，就因为它是地壳扩张形成海岭时的一种相关产物。 五、海底平顶山 平顶山是由长条状的许多弧山所构成。弧山之顶被海水所削平。山体多为基性火山岩所组成，其顶上也往往有珊瑚礁或薄薄的沉积物所覆盖。平顶山的岩石时代多为中生代或更新的岩石。其所以是平顶的，就是因为海底扩张和洋壳下降，使之沉没于海水之中的缘故。 六、三联点 三条板块边界常相交于一点，这一个交点就叫做板块三联接合点(简称三联点，或称三节点)。了解三联点的特征，分析三联点的稳定性和边界条件，是研究板块边界移动的重要标志，因此，三联点的显示，也是板块构造活动证据之一。 七、古地磁 上世纪50年代后期科学家对太平洋东北部海底试测了磁力强度，所取得的数据绘成磁力强度等值线图，发现磁异常条带的错动，正好和海底的错断带相吻合；其后又有人根据磁测的大量数据，发现了海岭两旁的地磁异常有显著的对称性及岩石年龄的新老和海岭两旁扩张的证据一模一样，因此更印证了海底扩张的板块活动之机制。 八、地震 有人以浅源地震震中分布勾画出了板块构造的轮廓和用其他方法确定的板块轮廓基本一致。同时还有人发现世界上的深源地震，几乎全部都发生在海沟地带，而且从海沟向大陆方向，地震有从深源向浅源变化的规律。特别是l954年贝尼奥夫教授对许多岛弧上的地震分布和地震深度进行了系统的研究，发现有一条以45°角向大陆方向倾斜的深源带，这就是人们所称的贝尼奥夫带，这个带和板块的俯冲带是一致的。所以，地震也是板块构造的一个有力证据。 九、热流 海底热流值的测定发现基岩时代越老，热流值越小；基岩时代越新，热流值越大。海沟中的热流值一般均小于1.O个H·F·U；在海沟靠近岛弧内侧的热流值又高起来了，则大于2.0个H．F．U单位。种种迹象表明，这也是板块的重要证据之一。 十、重力 板块活动，在重力反应上留下了证据。科学家在地球上选择了43个重力异常区，并划分出11个类型，发现印尼岛弧和大西洋中脊地带都是高重力异常区，而在海洋中，其它地方，一般基本上都是低重力异常带。这些特征也印证了板块活动的存在。 十一、海底沉积 海底沉积物的年龄大小与距离海洋中脊的远近成正比，即远者老，近者新。而且海底沉积物，离中脊越远则厚度越大，也越齐全；而离中脊越近，厚度越薄也越简单。更有趣的是沉积物层序的变化在中脊两旁是对称的。这种现象，是板块活动、海底扩张所形成的。 十二、岩浆岩 海洋中的岩浆主要是玄武岩，且多呈枕状构造。玄武岩之下，就是超基性岩。有人研究海底的112块玄武岩类之后，发现岩石随距离中脊的远近而有规律地变化，这种变化，显然是海底多次扩张所造就的。 十三、蛇绿岩套 超基性岩、辉长岩墙、枕状岩流、燧石层等的组合体。这种复杂而特殊的岩石组合，被认为是一部分洋壳被俯冲到大陆边缘的结果。所以也是板块活动的痕迹。 十四、混杂岩堆积 混杂堆积就是一套由各色各样的硬砂岩、页岩、燧石层、铁镁质岩石等等乱七八糟地搅合在一起。这种岩石成分不同、成岩环境相异、原来相距甚远的沉积岩、岩浆岩、变质岩被极其混乱地挤搅到一块，是板块碰撞和俯冲的产物。 十五、特殊的变质作用。特殊的变质作用，在海洋中主要发生在板块边界上，不同的边界类型，变质作用的特点截然相异，如大洋中脊边缘附近扩张型变质作用是低一中温变质，即沸石相、绿片岩相及角闪石岩相等，称之为洋底变质作用。剪切型的变质作用主要发生在转换断层附近的碎裂岩、糜棱化岩石等之中。挤压型变质，主要在俯冲带中，往往出现双变质带，出现兰片岩等高压矿物及红柱石等高温矿物。如在日本的岛弧横剖面上就有两对双变质带的存在。双变质带，正是板块构造活动中的产物。 十六、超深变质的岩石标志物 这种超深变质的标志物，主要是指柯石英和榴辉岩等。它们都是在地壳以下很深的地方经过超深的变质作用所形成的。它们为什么能上到地壳上部来，就是由于板块俯冲到地壳以下，甚至可以到700多公里的地方，然后又由板块活动的“传送带”作用把深处的东西带到地壳上部来。这种超深的变质岩矿，是地下深处由板块构造带来的使者，报告了深处的变质等情况。只有板块构造能完成传送带的任务。 十七、现代矿床的生动局面。研究认为，地壳中的一些金属或石油等矿床的形成和板块构造有因果关系。反过来，这些矿床也就充当了板块构造的证据。特别是一些海底深渊矿泉和海底“冒烟”现象，它们都正在不断地进行着造矿作用，形成的矿有铁、铜、铅、锌、镍、钴、锰、铬、铀、汞、金等等。如东太平洋海隆附近、加拉帕戈斯群岛、切列肯半岛、亚丁海、红海及美国迈阿密以东2880公里的大西洋海域发现了高温喷泉等。均可证明是海底扩张作用的结果。 十八、同一类蚯蚓被分隔在三个地区 这种蚯蚓是一种只有前腿的瞎眼蠕虫，身长0.23米。现分布在北美的下加里福尼亚、南马德雷山后及南端的阿卡普尔科三个地区。美国的帕彭富斯教授运用先进的生化技术分析证实它们均源于同一祖先。是l500万年前在墨西哥东部只有这种蚯蚓，后来北美的下加里福尼亚半岛与大陆断裂，向北移动，又促成大陆上南马德雷山脉的上升，因此，这同一种蚯蚓就被分离在三处了。这也是板块构造运动之生物证据。 十九、喜马拉雅山的形成 喜马拉雅山脉位于欧亚板块与印度板块之间。据测量，现今印度板块每年还在以0点几厘米的速度缓缓向北俯冲；同时喜马拉雅山每年也以0点几厘米的速度慢慢地上升。二者如此合拍。故只有用板块构造运动的挤压才能作出比较科学的解释。 好长，但论文就是要靠大量的资料来论证。可惜就是不能上传TXT文件。这是我查的资料，整理了下。 关于探矿的我没资料，只有地质学基础的书。但是冶金工业出版社有相关的书籍，可以去书店看下。希望能有所帮助。