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地球物理复习资料

第一章：地球物理是物理学与地质学结合的边缘科学。与传统地质学不同，地

球物理根据物理学的原理来研究各种地质现象和勘探矿产资源，它在基础地质研

究和资源勘探中发挥了重要作用。

地球物理勘探方法（或应用地球物理学，简称“物探”）是以岩矿石等介质

的物理性质差异为物质基础，利用物理学原理，通过观测和研究地球物理场的空

间与时间分布规律以实现基础地质研究、环境工程勘察和地质找矿等目的的一门

应用科学。

岩矿石介质的物理性质或物性参数包括：密度、磁性、电性、放射性、导热

性及弹性。相应的地球物理勘探方法有：重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震

勘探、放射性勘探和地热勘探。根据空间工作位置的不同，地球物理勘探可划分

为地面、海洋、航空和钻井物探等；按照勘探对象的不同，可划分为金属与非金

属、石油与天然气、煤、水文、工程与环境物探等。地壳内不同地质体之间存在

的密度差异是进行重力勘探的地质—地球物理前提条件，有关的密度资料是对重

力观测资料进行校正和解释的极为重要的参数。决定岩石、矿石密度的主要因素

为：组成岩石的各种矿物成分及其含量；岩石中孔隙大小及孔隙中的填充物成分；

岩石所承受的压力。

1、火成岩的密度它主要取决于矿物成分及其含量的多少，由酸性—中性—

基性—超基性岩，随着密度大的铁镁暗色矿物含量的增多，密度逐渐增大（如图）。

此外，成岩过程中的冷凝、结晶分异作用也会造成不同岩相带岩石的密度差异；

不同成岩环境也会造成同一岩类的密度有较大差异。2、沉积岩的密度沉积岩一

般具有较大的孔隙度，如灰岩、页岩、砂岩的孔隙度可高达30%-40%。它的密度

值主要取决于孔隙度大小及孔隙中的填充物成分。此外，随着成岩时代的久远及

埋深的加大，上覆岩石对下伏岩石的压力加大，压实作用也会使密度值变大。3、

变质岩的密度这类岩石的密度与矿物成分、岩石含量和孔隙度均有关系。

通常区域变质作用的结果是使变质岩比原岩密度值增大，如变质程度较深的片麻

岩、麻粒岩要比变质程度较浅的千枚岩、片岩等密度要大；大理岩、板岩和石英

岩比石灰岩、页岩和砂岩更致密。如果是动力变质作用，则会因原岩结构遭到破

坏、矿物被压碎而密度值下降；但若同时使原岩硅化、碳酸盐化及重结晶等，又

会使密度值增大。由于变质作用的复杂性，这类岩石的密度变化显得很不稳定，

要具体情况具体分析。

岩石的剩余磁性:原生剩磁：1.热剩余磁性（TRM）：在恒定磁场作用下，岩石从

居里点以上的温度逐渐冷却到居里点以下，通过居里温度时所获得的剩磁。2.

碎屑剩余磁性（DRM）:

沉积岩中的磁性颗粒在水中沉积时受地磁场作用，会沿地磁场方向定向排列，固

结成岩后保存下来的磁性。3.化学剩余磁性（CRM）：在一定磁场中，磁性物质在

低于居里温度下，经过相变过程（重结晶）或化学过程（氧化还原）所获得的剩

磁。TRM〉CRM〉DRM；原生剩磁是磁法勘探也是古地磁研究的对象。4.粘次生剩

磁：滞剩余磁性（VRM）：岩石形成后，长期处在地磁场作用下，随着时间的推移，

原来定向排列的磁畴逐渐驰豫到作用磁场的方向所形成的剩磁。5.等温剩余磁

性（IRM）：在常温没有加热情况下，岩石受外部磁场作用（闪电等）获得的剩磁。

各类岩石剩余磁性的成因：岩石天然剩磁的形成因素是复杂的，成岩至今，各种

地质作用、物理和化学变化过程，都会影响剩余磁性。1.火成岩剩磁的成因：

热剩磁是火成岩原生剩磁的原因。熔岩由高温冷却，通常当温度降至1073K时开

始凝固，铁磁性矿物的居里点通常在673K-853K，当温度下降到铁磁性组分的居

里点以下，受地磁场作用，矿物磁畴排列到地磁场方向上，获得强的磁性。2.沉

积岩剩磁的成因：通过沉积作用和成岩作用形成的，前者形成碎屑剩磁，后者经

氧化和脱水过程，获得化学剩磁。3.变质岩剩磁的成因：与原岩有关，由火成

岩生成的正变质岩，可能有热剩磁，由沉积变质生成的副变质岩，可能有碎屑剩

磁与化学剩磁。

岩（矿）石的电性：电法勘探利用的电学性质有：导电性、电化学活动性、

介电性和导磁性。一般研究目标与周围介质的电性差异越大，在其周围空间产生

的电磁场的变化越明显，当人们利用专门的电测仪器观测地壳周围电磁场的变化

并研究电磁场分布规律时，便可以推断引起电磁场变化的地下目标体的电性和赋

存状态。

影响岩矿石导电性的因素：1.岩矿石电阻率与其成分和结构的关系；2.

岩矿石电阻率与所含水分的关系；不仅与孔隙大小有关，还决定于孔隙结构。当

孔隙连通性较好时，水分对岩石电性影响较大；节理