勘探地球物理學基礎(chǔ)-習題解答
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1、《勘探地球物理學基礎(chǔ)》習題解答 第一章磁法勘探習題與解答(共 8題) 1、什么是地磁要素?它們之間的換算關(guān)系是怎樣的? 解答:地磁場T是矢量,研究中令x軸指向地理北,y軸指向地理東,z軸 鉛直向下。地磁場T分解為:北向分量為X,東向分量為Y,鉛直分量為Z。 T在xoy面內(nèi)的投影為水平分量H, H的方向即磁北方向,H與x的夾角(即 磁北與地理北的夾角)為磁偏角 D (東偏為正),T與H的夾角為磁傾角I (下傾 為正)。X、Y、Z, H D I, T統(tǒng)稱為地磁要素。它們之間的關(guān)系如圖 1-1。 融北) 圖1-1 地磁要素之間的關(guān)系示意圖 各要素間以及與總場的關(guān)系如下:
2、T2 H2 Z2 X2 Y2 Z2, X HcosD, Y H sin D I arctan(Z / H) H T cosI , Z T sin I , tan I Z / H , tan D Y / X , D arctan(Y / X) 2、地磁場隨時間變化有哪些主要特點? 解答:地磁場隨時間的變化主要有以下兩種類型:(1)地球內(nèi)部場源緩慢變 化引起的長期變化;(2)地球外部場源引起的短期變化。 其中長期變化有以下兩個特點: 磁矩減弱:地心偶極子磁矩正在衰減,導(dǎo)致地磁場強度衰減(速率約為10 20nT/a ) 。 磁場漂移:非偶極子的場正在向西漂移。 (且是全球性的,但快
3、慢不同,平 均約 0.2o/a ) 。 短期變化有以下兩個特點: 平靜變化:按一定的周期連續(xù)出現(xiàn),平緩而有規(guī)律,稱為平靜變化。地磁場 的平靜變化主要指地磁日變。 擾動變化:偶然發(fā)生、短暫而復(fù)雜、強弱不定、持續(xù)一定的時間后就消失, 稱為擾動變化。地磁場的擾動變化又分為磁暴和地磁脈動兩類。 3、地磁場隨空間、時間變化的特征,對磁法勘探有何意義? 解答: 在實際磁法勘探中, 一般工作周期較短, 主要關(guān)心的是地磁場的短期 變化,即地磁日變化、磁暴以及地磁脈動。 在高精度磁測中, 地磁日變化是一種嚴重干擾, 一般在地面磁測、 航空磁測 過程中設(shè)有專用儀器進行地磁日變觀測,以便進行相
4、應(yīng)的校正,稱為日變改正。 但在海上磁測時,為了提高測量精度必須提出相應(yīng)的措施,消除其日變干擾場。 在強磁暴期間, 應(yīng)該暫停野外磁測工作, 避免那些嚴重的地磁擾動覆蓋在地 質(zhì)體異常之上。 地磁脈動可以在具有高電導(dǎo)率的地殼層中產(chǎn)生感應(yīng)大地電磁場, 可以作為磁 測的激發(fā)場。 通過測量其大地電流, 可以確定地殼層的電導(dǎo)率及其厚度等, 以解 決某些地質(zhì)、地球物理問題。 4、了解各類巖石的磁性特征對磁法勘探的有什么意義? 解答:磁法勘探是以地殼中不同巖(礦)石間的磁性差異為基礎(chǔ),通過觀測 和研究天然磁場及人工磁場的變化規(guī)律, 用以查明地質(zhì)構(gòu)造和尋找有用礦產(chǎn)的地 球物理勘探方法。因此,在
5、磁法勘探前必須了解各類巖(礦)石的磁性參數(shù),以 分析總結(jié)工作區(qū)是否具備磁法勘探的工作前提, 為工作方法的選擇提供依據(jù); 另 外,了解工作區(qū)各類巖(礦)石的磁性差異、差異大小、分布規(guī)律以及成因也是 磁法勘探工作的布置和磁測成果資料的解釋的重要依據(jù)。 5、地面磁法勘探有哪些基本步驟?簡單說明各步驟的具體內(nèi)容。 解答:地面磁法勘探一般應(yīng)有以下幾個工作步驟:技術(shù)設(shè)計、野外施工、資 料整理、數(shù)據(jù)處理、成果圖示、報告編寫,各步驟主要工作內(nèi)容如下: 技術(shù)設(shè)計:目標任務(wù)確定,地質(zhì)資料收集與研究,勘探程度調(diào)查研究,工區(qū) 物性調(diào)查分析,工作方法選擇與論證,工作精度確定,具體工作部署,儀器設(shè)備 選擇、人
6、員配備,工作進度計劃,質(zhì)量控制,風險管理與應(yīng)急預(yù)案等。 野外施工:儀器測試、參數(shù)試驗、數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量檢查等; 資料整理:整合測量數(shù)據(jù),計算,檢查復(fù)核計算結(jié)果等; 數(shù)據(jù)處理:數(shù)據(jù)的干擾抑制,飛值剔除,平滑濾波,反演等; 成果圖示:將測量數(shù)據(jù)形成相應(yīng)的物探工作圖件和成果圖件等; 報告編寫:結(jié)合地質(zhì)資料進行綜合分析、推斷解釋,形成成果報告; 6、磁異常特征與磁異常體之間存在哪些特定的對應(yīng)關(guān)系? 解答:(一)在平面上,磁異常平面特征與單個磁性體之間有如下對應(yīng)關(guān)系: (1)長帶狀異常特征通常對應(yīng)水平二度板狀體、水平圓柱體等; (2)等軸狀磁異常通常與球形磁性體對應(yīng); (3)橢圓狀磁異
7、常通常與有限長水平圓柱體、有限長水平板狀體對應(yīng)。 其異常特征如下圖1-2。 (1)長帶狀 (2)等軸狀 (3)橢圓狀 圖1-2 磁異常平面特征示意圖 (二)在剖面上,磁異常剖面與單個磁性體的對應(yīng)關(guān)系: (1)異常剖面曲線兩側(cè)均無負異常時,異常體通常為順層磁化且向下無限 延伸板或柱狀體; (2)異常剖面曲線一側(cè)有負值時,異常體通常為斜磁化無限延伸板狀體, 且在磁化方向穿出異常體的一側(cè)磁異常剖面曲線出現(xiàn)負值; (3)磁異常剖面曲線兩側(cè)有負值時,磁性體一般為向下延伸不大,即可能 是有限延伸水平主體、有限延伸板狀體,球體等。 磁異常剖面特征與異常體的對應(yīng)關(guān)系如下圖 1-3。
8、 [m, Rm, [J 認 圖1-3 磁異常平面特征示意圖 7、磁異常的地質(zhì)解釋目的與一般步驟是什么? 解答:磁異常的地質(zhì)解釋主要是根據(jù)所測地磁異常的特征,結(jié)合地質(zhì)資料、 巖石磁性參數(shù)資料,在深入研究磁性異常與地質(zhì)體的關(guān)系基礎(chǔ)上,說明引起磁性 異常的地質(zhì)原因,給出合理的地質(zhì)結(jié)論。磁異常的地質(zhì)解釋分為定性解釋和定量 解釋兩類。定性解釋是根據(jù)磁異常的特點和性質(zhì)定性判斷引起磁性異常的地質(zhì)原 因,并大致推斷地下地質(zhì)體的賦存狀態(tài); 定量解釋是在定性解釋的基礎(chǔ)上, 從定 量的角度對引起異常的地質(zhì)體的具體范圍、埋深、產(chǎn)狀、和磁性等進行研究,并 根據(jù)推斷解釋給出工程驗證方案。 磁異常的地質(zhì)解釋一
9、般步驟為:(1)先進行磁異常分類,總結(jié)異常特點(極 值、梯度、正負伴生、走向、形態(tài)、分布范圍),區(qū)分區(qū)域異常和背景異常,分 析與地質(zhì)巖性分布特點。(2)由“已知到未知”,結(jié)合巖(礦)石磁性參數(shù),對 比磁異常與已知構(gòu)造或礦體的關(guān)系,尋找異常與已知礦體的對應(yīng)規(guī)律,根據(jù)確定 的規(guī)律指導(dǎo)未知礦點的異常解釋;(3)結(jié)合巖(礦)石的物性特點和地質(zhì)情況, 確定引起異常的地質(zhì)原因,計算并判斷異常體的性質(zhì)、產(chǎn)狀、延伸和傾向等。 8、磁法勘探主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域? 解答:磁法勘探主要的應(yīng)用在以下幾個方面: (1)在深部地質(zhì)構(gòu)造研究中的應(yīng)用,如研究古地磁極的遷移,研究海底磁 異常的大錯動等。 ( 2) 在區(qū)
10、域地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用。 如劃分地質(zhì)構(gòu)造單元, 確定隱伏斷裂位置, 劃分成礦帶,確定成礦遠景區(qū),指出找礦方向,劃分不同巖性區(qū)等; ( 3)在油氣田勘查中的應(yīng)用。研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造,預(yù)測油氣遠景區(qū);研究 沉積蓋層內(nèi)部構(gòu)造;根據(jù)油氣藏上的磁異常的形成原因直接尋找油氣藏等。 ( 4)在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用。根據(jù)磁性與礦體的關(guān)系,直接尋找磁鐵礦,根 據(jù)礦體與構(gòu)造的關(guān)系以及礦物的伴生關(guān)系, 或利用礦體與圍巖之間的磁性差異間 接尋找多金屬礦或非金屬礦產(chǎn)等。 ( 5)磁法勘探的其它應(yīng)用。如考古中尋找古陶器,在地熱勘探中研究地熱 源,在海底探測沉船等。 第二章 重力勘探習題與解答(共 8 題) 1、
11、什么是重力?為什么重力大小會隨緯度變化?重力勘探中的重力與物理學中 的重力有什么不同? 解答:重力是物體受地球的引力和慣性離心力的矢量和。 由于隨緯度的不斷增加, 物體所受的慣性離心力 (地球自轉(zhuǎn)引起) 逐漸減小, 導(dǎo)致重力不斷增加; 另一方面, 由于地球是赤道部位略微凸起, 兩極部位略微扁 平的不規(guī)則橢球體, 物體所受引力會從赤道到兩極略有增加。 故重力大小會隨緯 度增加而增大。 重力勘探中, 習慣將重力場強度簡稱為重力, 重力勘探是測量重力場的強度, 即物理學中的重力加速度。 而物理學中的重力是物體受地球的引力和慣性離心力 的矢量和,是一種力。 2、什么是重力異常,重力
12、異常產(chǎn)生的本質(zhì)是什么? 解答:地面測點的重力值與該點的正常重力值之差稱為重力異常。 g g 測 g0 重力異常的實質(zhì)是由于地球內(nèi)部物質(zhì) (特別是組成地殼物質(zhì)) 密度分布不均 勻引起的測點觀測重力值與正常重力值的變化。 該剩余質(zhì)量 導(dǎo)致測點的 或由于地球內(nèi)部密度不均勻, 導(dǎo)致同體積的物質(zhì)具有剩余質(zhì)量, 對測點處產(chǎn)生的附加引力作用, 該附加引力與正常重力疊加在一起, 重力值偏離正常重力值, 產(chǎn)生異常。 通常認為重力異常是由于剩余質(zhì)量產(chǎn)生的附 加引力在正常重力方向上的投影。 3、巖礦石的密度受哪些主要因素影響? 解答:巖礦石的密度是指在自然蘊藏條件下單位體積巖(礦)石的質(zhì)量。
13、 金屬礦物的密度一般大于非金屬礦物的密度; 巖漿巖和變質(zhì)巖的密度大于沉 積巖;沉積巖本身密度變化也很大。一般而言,不同類型的巖(礦)石有不同的 密度值;同類巖(礦)石在不同的條件下也會有不同的密度。巖(礦)石的密度 主要受礦物成分及含量、孔隙及充填物,以及其承受的壓力等因素影響。 4、實測重力資料需要做哪些必要的校正,各項校正有何意義? 解答:實測重力資料通常需要做高度校正、中間層校正、地形校正、緯度校 正。各項改進的意義如下: 高度校正:消除測點相對于基點的高程差而造成的重力數(shù)值變化。 中間層校正:消除測點基準面與基點基準面之間水平中間層的重力影響; 緯度校正: 消除正常
14、重力測量值因緯度不同而引起的重力變化, 實現(xiàn)緯度一 致性而進行的校正稱為緯度校正,也稱為正常場校正。 地形校正: 根據(jù)實際地形起伏情況, 求出測點基準面以上因地形導(dǎo)致的質(zhì)量 盈余及以下的質(zhì)量虧損對測點的重力觀測值的影響。 5、什么是布格重力異常? 解答: 觀測重力差值經(jīng)過正常場校正、 地形校正和布格校正之后得到異常稱 為布格重力異常。 g布 g實測 g0 g地 g布 6、如何理解區(qū)域異常和局部異常? 解答:在疊加異常中,由深部或區(qū)域性地質(zhì)因素引起的,通常具有范圍大、 幅度大、變化平穩(wěn)的特征,這樣的異常常被稱為區(qū)域異常;相比之下,由具體或 特定研究對象引起的異常, 一般具有異
15、常范圍小、 幅度小、 變化比較明顯的特征, 這樣的異常稱為局部異常。 由于局部異常是從疊加異常中去除區(qū)域異常后剩余的 部分, 因此也稱為剩余異常。 區(qū)域異常和局部異常是隨研究任務(wù)而定, 一般沒有 截然的評價標準。 例如, 在沉積盆地內(nèi)研究蓋層構(gòu)造時, 蓋層構(gòu)造引起的異常為局部異常, 盆 地基底起伏以及更深、 更大范圍的地質(zhì)因素所引起的異常統(tǒng)統(tǒng)視為區(qū)域異常; 在 研究成礦條件或礦產(chǎn)勘探時, 礦體本身的異常為局部異常, 大范圍的背景異常為 區(qū)域異常。 7、重力異常資料解析延拓的目的意義及效果如何? 解答: 重力異常的延拓分為向上延拓和向下延拓, 其目的在于分離水平方向 和縱向多
16、個疊加異常。 ( 1)向上延拓:將重力異常換算到觀測平面以上某個平面上的過程稱為向 上延拓。 向上延拓能有效壓制淺部或局部干擾異常, 相對突出深部因素或區(qū)域因 素引起的異常; ( 2)向下延拓:將重力異常換算到觀測平面以下某個平面上的過程稱為向 下延拓。 向下延拓有利于突出淺部地質(zhì)因素引起的異常, 相對抑制深部或區(qū)域因 素引起的異常。 8、布格重力異常平面圖上識別斷裂構(gòu)造的特征有哪些? 解答: 在布格重力異常平面圖上識別斷層主要根據(jù)以下幾個特征: ( 1) 重力 異常的線性重力高與重力低之間的過渡帶; ( 2) 重力異常等值線封閉區(qū)軸線明顯 錯動的部位; ( 3)串珠狀異常
17、的兩側(cè)或軸部所在位置; ( 4)重力異常等值線在某 部位有明顯分界線且兩側(cè)特征明顯不同; ( 5) 重力異常等值線封閉區(qū)等值線突然 變寬或變窄的部位; ( 6)重力異常梯級帶等值線同形扭曲的部位。 第三章 電法勘探習題與解答(共 12 題) 1、電法勘探有哪些方法分類? 解答:電法勘探有很多不同的分類方法。 依據(jù)地球物理場的性質(zhì)劃分,電法勘探可以分為傳導(dǎo)類方法和感應(yīng)類方法, 其中傳導(dǎo)類電法如直流電阻率電法,激發(fā)極化發(fā),自然電場法,充電法;感應(yīng)類 電法主要是依據(jù)電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)的電磁法。 根據(jù)場源的性質(zhì)劃分,又可分為天然場源電法和人工場源電法; 根據(jù)探測對象的物理性質(zhì)劃分, 又
18、可以分為電阻率法, 激發(fā)極化發(fā), 自然電 場法,電磁法。 依據(jù)探測信號的類型分,又可以分為交流電法和直流電法。 依據(jù)信號隨頻率和時間的變化特征分, 又可以分為頻率域電法 (即研究大地 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)隨頻率變化的方法) 和時間域電法 (即研究大地穩(wěn)態(tài)響應(yīng)隨時間變化的 方法) 。 2、自然電場是怎樣形成的? 解答: 自然電場的形成是多方面的原因共同作用的結(jié)果。 通常認為有以下三 種主要因素: 成因一:電子導(dǎo)體與圍巖溶液間的電化學作用。導(dǎo)電礦體處于潛水面附近, 潛水面上方的氧化環(huán)境, 氧化劑俘獲電子, 使導(dǎo)體內(nèi)部上端顯示正電; 潛水面下 方的還原環(huán)境, 還原劑釋放電子, 使導(dǎo)體內(nèi)部下
19、端顯負電; 良導(dǎo)體處于極化狀態(tài) (自然極化狀態(tài)) ,其表面雙電層分布不均勻,形成自然電場。 成因二: 巖石中地下水運移的電動效應(yīng)形成過濾電場。 在自然條件下, 巖石 或黏土顆粒對水溶液中負離子有吸附作用,導(dǎo)致巖石顆粒與溶液間形成雙電層。 當?shù)叵滤o止時,整個系統(tǒng)呈電性平衡,不產(chǎn)生外電場;當?shù)叵滤鲃訒r,帶走 溶液中的部分正離子,水流上游有多余的“負離子” ,水流下游有多余的“正離 子” ,形成電位差,從而形成自然電場,這種電場被稱為過濾電場。 成因三: 巖石中顆粒間不同濃度溶液離子的擴散作用形成擴散電場。 自然界 中,巖礦石所含水溶液的濃度不同,在兩種水溶液的接觸面時會發(fā)生擴散
20、現(xiàn)象。 由于正、 負離子的擴散速度不同, 使兩種不同離子濃度的溶液分界面上分別含有 過量的正離子或負離子, 而形成電位差。 這種由擴散作用引起的自然電場稱為擴 散電場。 3、電阻率與視電阻率有什么區(qū)別? 解答: 在物理學中, 將單位長度、 單位截面積的材料的電阻大小稱為該材料的電 阻率。 電阻率與導(dǎo)體的長度、 橫截面積等因素無關(guān), 是導(dǎo)體材料本身的電學性質(zhì), 由導(dǎo)體的材料決定。 在地球物理勘探中,由于地下巖(礦)石電性分布不均勻(有兩種或兩種以 上導(dǎo)電性不同的巖石或礦石) 或地表起伏不平時, 若仍然按均勻水平大地條件的 電阻率測量方法和計算公式求得的電阻率稱為視電阻率,用符
21、號P s表示。視電 阻率既不是地下某一地質(zhì)體的電阻率, 也不是巖石的背景電阻率, 而是電場有效 作用范圍內(nèi)所有介質(zhì)電阻率的綜合影響值,其單位和電阻率相同,為 Q ?如 4、中間梯度裝置、聯(lián)合剖面裝置、對稱四極裝置各自有哪些優(yōu)點? 解答:中間梯度裝置特點為:采用四極AMNBI置,A、B供電,固定不動;M N兩電極測量,MN=(1/50?1/30)AB, M N在AB中部(1/2?1/3)AB范圍內(nèi)同時 移動,逐點進行測量,測點為MNB中點。優(yōu)點:一條線供電,多條線同時測量, 供電電極固定,工作效率高;對高阻脈狀體有良好的勘探效果。 聯(lián)合剖面裝置的特點為: C 極固定,為無窮遠極,測量時
22、 A、 M、 N、 B 間保 持距離不變,四個極沿測線同時移動,測量時分別為A和B供電,逐點進行測量, 測點為M N的中點Q優(yōu)點:可以獲得兩條p s曲線,對低阻脈狀體具有較好的 探測效果,可以根據(jù)交點或曲線的特征判斷脈狀體的頂部位置和傾斜方向。 對稱四極裝置的特點為: A、 B、 M、 N 四個電極排列在一條直線上,且相對 于MN的中點O左右對稱分布,AO=BONO=MQA和B供電,M N電極測量。優(yōu) 點: 可變換為復(fù)合對稱四極, 用來研究同一剖面上兩種不同深度范圍內(nèi)導(dǎo)電性有 差異的地質(zhì)體的分布情況。 5、電剖面法與電測深法的勘探目的有何不同? 解答:電剖面法:是在測量過程中保持
23、AB供電相對位置不變,使整個或部 分裝置沿測線移動,逐點觀測,以了解某一深度范圍內(nèi)不同電性體沿水平方向的 分布情況。 電測深法:是在同一觀測點上,通過逐次擴大供電電極距 AB,使探測深度 逐漸增大,以此來得到觀測點下方,沿垂直方向上由淺到深視電阻率 ps變隨深 度化情況。 6、常見的電測深曲線分為哪些類型? 解答:視電阻率ps隨供電極距(AB/2)變化的曲線稱為電測深曲線。常見 的電測深曲線有G型、D型、H型、K型、A型、Q型等。 其中G型、D型為二層地電斷面的測深曲線;H型、K型、A型、Q型為三層 地電模型的測深曲線。它們的曲線特征和對應(yīng)的地電斷面如下圖 3-1 :
24、 圖3-1 視電阻率測深曲線和相應(yīng)的地電斷面模型 四層地層電阻率測深曲線用兩個代表三層測深曲線的相應(yīng)字母組合表示 ,分 別代表由淺到深 1、 2、 3、 4 層,其中第一個字母表示 1、 2、 3 層,第二個字母 表示 2、 3、 4 層,共有八種組合方式。四層以上類推。 7、充電法的有哪些主要優(yōu)勢和缺點。 解答:充電法是根據(jù)充電體與圍巖之間的電性差異,向充電體(良導(dǎo)體)充 電,是充電體變?yōu)橐粋€等位體,通過研究充電體及其周圍電位或電場分布特征, 以解決某些地質(zhì)問題的一種電法勘探方法。 是以巖礦石的電阻率差異為基礎(chǔ)的一 種直流電法勘探方法,是一種電位勘探方法。該方法的優(yōu)點是:
25、測量簡單,儀器 輕便,異常簡單,資料解釋簡單,可以直接判斷異常體位置與形態(tài)。缺點是:需 要有露頭,充電體必須導(dǎo)電性良好;埋深不能太深且要有一定的規(guī)模。 8、激發(fā)極化法與電阻率法的相比具有哪些異同點? 解答:激發(fā)極化法與電阻率法的相比有很多相同之處,也存在許多不同點, 主要表現(xiàn)如下: 相同點: ( 1)電阻率法的勘探裝置激發(fā)極化法均可使用; (2)兩者都屬于人 工源類電法勘探方法; ( 3)都是通過測量電位差實現(xiàn)觀測的。 不同點: ( 1)激發(fā)極化法是根據(jù)巖(礦)石的激發(fā)極化效應(yīng)差異為基礎(chǔ)的一 種電法勘探方法;電阻率法是以巖(礦)石間的電阻率(導(dǎo)電性)差異為基礎(chǔ)的 一種電法勘
26、探方法; ( 2) 激發(fā)極化異?;静皇艿匦我蛩赜绊懀?電阻率異常受地 形因素影響較大; ( 3) 激發(fā)極化法觀測過程中需要觀測總場電位差和二次場電位 差; 而電阻率法只需要觀測一次場電位差或總場電位差即可; ( 4) 激發(fā)極化法可 以實現(xiàn)時間域觀測,也可實現(xiàn)頻率域觀測;而電阻率法一般只有直流電阻率法, 即時間域觀測; 當觀測不同頻率條件下的電阻率響應(yīng)稱為復(fù)電阻率法, 也稱為頻 譜激電法,依據(jù)柯爾 -柯爾模型求取相應(yīng)的參數(shù)。 9、激發(fā)極化法的有哪些優(yōu)點,又有哪些不足之處? 解答:激發(fā)極化法是一種重要的礦產(chǎn)勘探方法,具有如下優(yōu)點: ( 1)不僅能 發(fā)現(xiàn)致密塊狀金屬礦體, 還能用于
27、尋找浸染狀礦體; ( 2) 能區(qū)分電子導(dǎo)體和離子 導(dǎo)體產(chǎn)生的異常; ( 3)地形起伏不會導(dǎo)致視極化率的假異常。 激發(fā)極化法的主要缺點為: ( 1) 不能有效區(qū)分有意義的礦致異常和無工業(yè)價 值的礦化(如黃鐵礦化、炭質(zhì)化或石墨化巖層)巖層產(chǎn)生的激電異常; ( 2)電磁 藕合干擾給交流激電法資料的解釋帶來困難。 10、什么是電磁法勘探?它是依據(jù)的物理原理是什么? 解答:電磁法勘探在以地殼中巖礦石的電性(導(dǎo)電性、介電性)和磁性差異 為基礎(chǔ), 通過觀測和研究電磁場空間與時間的分布規(guī)律, 從而尋找地下有用礦產(chǎn) 或解決地質(zhì)問題的一組電法勘探分支方法。 電磁法勘探主要以電磁感應(yīng)為原理實現(xiàn)勘探
28、的。 11、定源法和動源法場采用什么樣的測量裝置,各有什么優(yōu)點? 解答: 定源法主要以長接地電纜或大回線為激發(fā)源; 動源法常采用電磁偶極 剖面裝置。 大回線定源法其回線的中心部位磁場近似均勻, 二次場振幅與礦體產(chǎn) 狀密切相關(guān), 產(chǎn)狀平緩時通過的磁力線數(shù)目多, 二次場強度大, 故對探測產(chǎn)狀平 緩的礦體效果好; 增大線框的范圍可以增加勘探深度。 磁偶極動源法主要采用兩 個線圈保持一定距離, 一發(fā)一收, 兩個線圈同方向時接收線圈測量總場; 當發(fā)射 水平,接收線圈直立時測二次場(純異常) ;對探測陡傾的礦體效果好。 12、電磁法的主要優(yōu)點和存在問題有哪些? 解答: 電磁法的主要優(yōu)點:
29、 ( 1) 無論建立場和觀測場都可以使用不接地裝置, 環(huán)境適應(yīng)性強; ( 2) 可實現(xiàn)航空快速觀測, 提高工作效率; ( 3) 不依賴傳到電流, 圍巖不均勻和地形起伏對異常影響??; ( 4) 能發(fā)現(xiàn)高阻覆蓋層下的金屬礦體; ( 5) 也能用于尋找磁性礦體。 電磁法存在的主要問題: ( 1)各種因素引起的異常可能相互干擾; ( 2)受人 文干擾影響大; ( 3)不能尋找高阻巖脈或浸染狀礦體; ( 4)很難分辨低阻礦體和 含水低阻帶。 第五章 放射性勘探習題與解答(共 6 題) 1、什么是放射性?什么是放射性勘探? 解答: 不穩(wěn)定的核素變化為穩(wěn)定核素的過程稱為衰變, 衰變的過程會
30、釋放出 射線,我們將原子核可以發(fā)生衰變的性質(zhì)稱為放射性。 放射性勘探是以地殼中不同巖 (礦) 石中天然放射性元素含量以及種類, 或 在人工放射源的激發(fā)下巖 (礦) 石核輻射特征差異為基礎(chǔ), 通過觀測和研究放射 性元素所放出的射線強度、 氣態(tài)濃度或其輻射能譜特征, 用以查明地質(zhì)構(gòu)造和尋 找有用礦產(chǎn)的物探方法。 2、天然放射性元素發(fā)生衰變可放出哪幾種射線,在放射性勘探中主要研究它們 與物質(zhì)的哪幾種作用? 解答:天然放射性元素發(fā)生衰變可放出三種射線,a射線:帶正電的粒子, 實際是氯原子核;B射線:帶負電的粒子,高速電子;丫射線:高能電磁波,不 帶電,波長極短,稱為光子。 它們與物質(zhì)的作用可
31、以歸結(jié)為以下三類: 電離作用: 射線通過物質(zhì)時, 把部分能量傳遞給原子中的殼層電子, 使其成 為自由電子, 同時原子變?yōu)閹д姷碾x子, 形成離子對。 三種射線的電離作用能 力為 a: B: Y =10000:100:1 0 熒光作用: 射線射到某些物質(zhì)表面上時, 能使物質(zhì)發(fā)出熒光或磷光, 從而利 用熒光分析儀或閃爍計數(shù)器探測這些射線。 穿透作用:a粒子入射后完全停止下來的距離,或射線或Y射線幾乎完全被 物質(zhì)吸收是的介質(zhì)的厚度,分別稱為各自的射程。射程越大,穿透能力越強。三 種射線的穿透能力為a: B: T =1:100:10000。 放射性勘探中主要研究射線的熒光作用和穿透作用。
32、 3、伽馬種線與物質(zhì)作用時有哪幾種主要效應(yīng),各是什么含義? 解答:伽馬種線與物質(zhì)作用時主要有以下三種效應(yīng): 光電效應(yīng):當入射丫射線的能量較小時,光子同(整個)原子作用,把自己的 全部能量傳遞給原子 , 原子的殼層中某一電子獲得動能克服原子束縛,成為自由 電子,稱為光電子,入射丫射線本身消失,這種效應(yīng)稱為光電效應(yīng)。 康普頓-吳有訓(xùn)效應(yīng):當入射丫射線能量較大時,與原子中的殼層電子發(fā)生 彈性碰撞,T光子將部分能量傳遞給電子,自己改變方向繼續(xù)運動,同時有反沖 電子逸出,這種效應(yīng)稱為康普頓-吳有訓(xùn)效應(yīng)。丫射線通過巖石或覆蓋層時這種 效應(yīng)是最主要的。 電子對效應(yīng):當入射丫射線能量大于 1.02
33、MeV時,在介質(zhì)原子核的作用下 能量被完全吸收,能量轉(zhuǎn)化為質(zhì)量,新生成一對正、負電子,這種效應(yīng)稱為電子 對效應(yīng)。自然界中的丫射線形成電子對的幾率很小。 4、放射性勘探中為什么探測鐳能找到鈾礦,如何確定鈾是否富集? 解答:鈾系中由于鈾和鐳的化學性質(zhì)不同,被分為兩組,即鈾組和鐳組。鐳 -226是鈾-238衰變的女元素,因此鈾系也被稱為鈾-鐳系,在鈾-鐳系中鐳組元素 釋放的丫射線強度占97.9%左右,鈾組釋放的丫射線強度只占2.1%,因此利用丫 射線強度探測到的主要是鐳,不能肯定鈾是否富集。當鈾 -鐳系中母元素與女元 素達到放射平衡時,可以利用整個系統(tǒng)的放射平衡關(guān)系, 通過測量一種女元素的 數(shù)
34、量和利用各代元素的半衰期能正確推算出各代元素的數(shù)量。 因此可以利用鐳的 數(shù)量及其半衰期和鈾的半衰期計算鈾的數(shù)量。 這就是通過探測鐳而尋找鈾的道理。 當達到鈾-鐳系達到放射平衡后,避免外界因素對原生礦物含量的影響,通 過測量巖石樣本的鐳鈾比(Ra/U),可以借助鈾-鐳平衡系數(shù)C,判斷分析鈾的富集 與否。 C 2.9 106 Ra U 樣本 當C>1,平衡偏鐳,即鐳富集;C=1,鈾鐳平衡;C<1,平衡偏鈾,即鈾富集。 5、什么是地面伽馬測量?什么是伽馬能譜測量,二者有什么不同? 解答:地面伽馬測量是利用記錄丫射線強度的輻射儀,對近地表巖石或土壤 的丫射線強度進行測量的一類野外工作方法。伽馬能譜測量是利用分別記錄 幾種不同能量段內(nèi)射線強度的能譜儀,測定巖石、土壤中的鈾、牡、鉀含量 的一類野外方法。地面伽馬測量只能圈定出放射性異常元素增多的地段,不 能了解異常的深部的分布情況;不能有效區(qū)分引起異常的元素。伽馬能譜測 量主要用于鈾和釷的定性判斷;在鈾釷混合區(qū)計算二者含量;在殘坡積層發(fā) 育的地區(qū)確定地表鐳、釷、鉀的含量。 6、放射性勘探主要有哪些方法?其主要應(yīng)用有哪些? 解答:
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