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西北大学地质系硕士研究生课程作业 地球物理学基础 学 生：李 萍 授课老师：马劲风 程顺有 任战利 张小莉 专 业：固体地球物理学 年 级：硕2005 学 号：200521338 日 期：二〇〇六年十二月 地球物理基础重磁电部分试题: 一、对重力观测值分别进行哪些校正，相应的重力异常有何地质意义？ 用重力仪在测点与总基点分别观测所获得的重力差值，实际上还不是测点相对于总基点的重力异常。因为重力的相对测量是以总基点的重力值作为零值(正常场值)来与测点的重力值进行比较的，所以要求测点和总基点的海拔高度以及所处的纬度都一样，并且测点附近的自然地形也要平坦，否则就要对测点的观测值作必要的整理改正，才能获得真实的重力异常。因此重力观测值必须经过以下校正。 1、地形校正 自然地形的起伏常常使得观测点周围的物质不处于同一水平面内，因此需要把观测点周围的物质影响消除掉。即将测点所在的水准面以上的多余物质除去，而把测点以下空白的部分填补起来，这项工作就叫地形校正。地形校正的方法是将测区划分成许多小块，划分的图形可画在透明纸上，成为一个量板。通常采用的是扇形量板。地形校正值可由下式计算： 依次算出量板所划分的各个扇形柱体对该测点的地形校正值并累加求和，即可求得整个地形对该测点的地形校正值。 2、中间层校正 通过地形校正以后，测O点的周围成为水准面了。但是，测点到大地水准面或基地面(通过基点的水准面)间还存在一个水平物质层，消除这一物质层影响的方法，称为中间层改正。 如果把小间层当作厚度为Δh，密度为σ的无限水平板，其重力作用值为 2πGσΔh0。因此，中间层校正值为 δg中2πGσΔh0。 当测点高于大地水准面或基准面时，Δh为正，反之为负。 3、高度校正 经过上述两项校正后，测点与大地水准面或基准面之间还存在一个高度差 Δh ，为消除由于测点与大地水准面(或基准面)存在高差Δh所造成的重力影响还需进行高度校正。当测点相对大地水推面高程为Δh时，其高度校正值为 δg高＝0．3086Δh (毫伽)。 高度改正和中间层改正都和测点的高程Δh有关，因此，常常把这两项改正合并起来进行，称为布格校正，即 Δg布＝(0.3086-0.0419σ) Δh (毫伽) 各点的重力异常由下式决定: Δg＝g现+Δg地+Δg布-g0 Δg称为布格重力异常。 利用布格重力异常研究可地壳深部构造，研究地壳深部构造，不仅对于研究地壳的演化和大陆与海洋的形成等地学的基础理论问题有着重要作用，而且对于划分大地构造单元、分析和预报天然地震的活动性、研究火山作用和各种矿产的成矿规律等也具有十分重要的意义。 上述三项校正都是将地球看成密度均匀的情况下导出的。实际上，地表实测重力值总是均匀密度体和局部不均匀密度体(如构造、矿体等)的综合影响。上述校正仅仅消除了起伏地形上各测点与大地水准面或基准面间均匀密度体对实侧重力值的影响，并没有消除局部不均匀密度体对各测点重力值的影陶。因此，对校正后仅由局部不均匀体引起的异常而言，各测点仍在起伏的自然表面上。 4、正常场校正 在相对重力测量中，为了消除测点与总基点不在同一地理纬度而导致的正常重力的差值，必须进行正常场校正。正常场校正值δg正可按下式计算 δg正＝－0.814sin2ΦΔx(毫伽) Δx为测点与总基点的纬向距离(以公里为单位)。对北半球而言，测点在基点以北时，Δx为正；以南时，Δx为负。 经过正常场校正的布格重力异常由下式表示： Δg＝g现+Δg地+Δg布＋Δg正-g0Δg空＝g现+Δg-g0 如果对上面的异常再进行中间层校正，局部地形校正和均衡校正Δg均，则可得到均衡异常。Δg均的校正方法是将全球海平面以上的物质续入海平面以下一定深度，然后计算充填的部分对测点所产生的引力铅垂分量。 研究均衡异常，不但可以了解地壳的成分、构造和厚度，更重要的是均衡异常反映了各地区的近期活动性。均衡异常不但反映了板块的边界线；而且还能反映接缝的性质。 自由空间异常和均衡异常对于研究区域地质构造或地壳深部构造等问题很有用处。自由空间异常是均衡异常的一个极值。局部的均衡异常依赖于地形变化，受地表质量的影响大；然而，小比例尺的自由空间异常或大范围的自由空间异常平均值与均衡异常十分接近。 二、大地电磁场具有什么性质？在电性介质非均匀时，其阻抗具有何种性质？ 大地电磁法作为应用地球物理学中的一种方法，于1950年应运而生。该方法的基本原理很简单：在探测地下信息的某个观测点上，测量由天然场源或不相关的人工场源产生的电场和磁场的切向(水平)分量。容易证明，电场强度与磁场强度之比，是具有电性阻抗单位的一个量，并且在一定条件下，这个阻抗是介质电性的函数。通过在一系列频率点上确定阻抗得到的阻抗频