Geologic Applications of Gravity and Magnetics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:Gibson, Richard I. (EDT)/ Millegan, Patrick S. (EDT)

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isbn号码:9781560800781

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• Geophysics
• Gravity
• Magnetics
• Geologic Mapping
• Exploration Geophysics
• Potential Fields
• Earth Sciences
• Geological Survey
• Subsurface Imaging
• Mineral Exploration

《地球物理勘探原理与方法》 内容简介 本书旨在全面系统地介绍地球物理勘探学的基本原理、核心方法及其在工程、资源和环境领域的广泛应用。地球物理勘探，作为一门利用地球物理场（如重力场、磁场、电场、电磁场、地震波场等）的物理特性差异来探测地下物质结构和分布的学科，是现代地质研究与资源勘查不可或缺的工具。本书内容深度适中，结构清晰，力求在理论深度和工程实践之间取得良好平衡，适合高等院校相关专业本科生、研究生以及从事地球物理勘探工作的专业技术人员阅读参考。 第一部分：地球物理勘探基础 本部分奠定坚实的理论基础，为后续方法的理解做铺垫。 第一章：地球物理场与勘探基础 首先阐述物质的物理特性，特别是岩石和矿体的密度、磁性、电性、弹性等物性参数在地球物理勘探中的核心地位。随后，深入探讨地球的自然物理场——重力场和地磁场的基本形态、产生机制及其正常场（区域场）的计算方法。重点讲解如何从观测数据中分离出由地下异常体引起的异常场，这是所有位场勘探的起点。此外，还介绍了勘探工程的基本流程，包括数据采集的设计、控制测量、误差分析与数据质量评估。 第二章：物理场反演与成像基础 本章聚焦于如何将地表或空中测得的物理场异常数据，反演解释为地下物体的空间分布和物性参数。详细介绍了正演问题的求解，即已知地下结构如何计算地表物理场。核心内容是反演理论，包括线性反演（如最小二乘法）和非线性反演（如迭代法）。特别讨论了反演过程中的非唯一性、稳定性和分辨率问题，强调了建立可靠地质模型在解释中的重要性。引入了约束反演的概念，以提高解的可靠性。 第二部分：主要勘探方法详解 本部分系统介绍勘探领域最核心、应用最广泛的几大地球物理方法。 第三章：重力勘探原理与应用 重力勘探是利用地下物质密度差异引起的局部重力场变化进行勘探的方法。本章详细阐述了重力测量仪器的原理、测量误差的校正（如潮汐、漂移、正常重力校正）。重点剖析了重力异常的形成机制，并深入讲解了重力梯度测量技术的优势。在数据处理方面，详细介绍了各种垂直到位（如化极、向上延拓）和位场转换（如欧拉反褶积、频谱分析）技术，用于确定异常体的深度和形态。应用实例将涵盖圈定大型构造、寻找油气储层和评估岩盐穹窿等。 第四章：磁法勘探原理与应用 磁法勘探主要基于地下岩石的磁性（剩磁和感应磁化强度）差异。本章介绍了地球磁场的基本参数、磁化强度、磁化率的测量与标定。讨论了地磁日变、年变和构造变动的消除方法。在数据处理上，详述了归极、垂直到位、解析信号和延拓等关键技术在识别磁性体边缘和确定其深度的作用。应用案例将侧重于矿产勘探（如铁矿、磁异常体）、火山岩和地壳深部结构研究。 第五章：电法勘探：电阻率法 电法勘探是利用地下介质电性差异的方法。本章集中讨论直流电阻率法（包括四极法、温纳法、舒伦贝格法等）的原理、电极排列方式、供电与测量技术。深入分析了土壤、岩石和地下水对电流场的散射和导电机制。数据处理部分包括视电阻率剖面图的制作、电阻率层析成像技术（ERT）及其在浅层工程勘察、水文地质调查中的应用。 第六章：电磁法勘探 电磁法利用人工激发的电磁场与地下介质的相互作用。本章覆盖了多种重要的电磁方法： 1. 瞬变电磁法（TEM）： 详细介绍其时间域的场源激发和接收原理，以及在深部电性结构探测中的优势。 2. 大地电磁法（MT）： 阐述其天然场源原理，二维和三维电阻率成像的反演过程，以及在地壳深部结构探测中的应用。 3. 频率域电磁法（如CSAMT）： 探讨其在油气勘探和高温地热资源评估中的适用性。 第七章：地震勘探基础 地震勘探是利用人工激发的地震波在地下传播过程中遇到界面时产生的反射或透射波来成像的方法。本章介绍地震波的传播理论（波速、射线理论、波动方程）。重点讲解二维和三维地震数据的采集技术（检波器布置、激发源选择），以及核心处理流程，包括静校正、多次波压制、速度分析、偏移成像技术（如Kirchhoff偏移、有限差分偏移）。应用集中在油气储层精细描述和工程地质的浅层结构探测。 第三部分：综合应用与前沿技术 本部分将不同方法的优势结合，并展望未来发展方向。 第八章：多方法联合反演与三维可视化 强调单一方法在复杂地质背景下的局限性，介绍如何通过联合使用重磁、电法和地震数据，利用信息互补性提高勘探精度。阐述了三维数据采集和处理的必要性，以及如何利用现代计算机技术实现勘探结果的三维可视化和地质建模。 第九章：地球物理勘探的工程与环境应用 系统介绍地球物理方法在解决实际工程问题中的具体实践： 工程勘察： 浅层基岩埋深、地质灾害（滑坡、塌陷区）探测。 水文地质： 含水层分布、地下水污染羽状物追踪。 环境评估： 垃圾填埋场渗漏检测、土壤污染物空间分布。 第十章：现代地球物理技术展望 探讨新技术的发展趋势，如高精度无磁重力仪和磁力仪的应用，基于人工智能的地球物理数据智能解释方法，以及分布式传感技术在地震和电磁勘探中的潜力。 全书在理论推导和实际案例之间穿插讲解，旨在培养读者严谨的科学思维和解决实际问题的能力。

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这本书的封面设计着实抓人眼球，那种深邃的蓝色调配上金色的字体，立刻就给人一种专业而厚重的历史感，仿佛能透过封面就窥见地球内部的奥秘。我本来是抱着学习基础地球物理概念的目的来的，但很快发现，这本书的侧重点远超出了我的预期。它更像是一本高级的案例研究手册，而非初学者指南。内容编排上，作者似乎极度偏爱地质构造的宏观分析，对数据采集的细节描述相对简略，这对于那些想动手操作仪器的读者来说可能稍显不足。举例来说，在讨论如何区分断层带和岩体侵入时，书中提供的案例都是经过完美处理、信噪比极高的理想化数据，这使得我们在面对真实野外数据时，那种“高斯滤波后依然模糊”的困惑，书中并没有给予足够的同情和指导。我期待看到更多关于现代反演技术，比如深度学习在重磁异常解释中的应用，但书中对此着墨不多，更多是基于经典的线性反演方法进行讨论，这在一定程度上让这本书的“前沿性”打了折扣。整体感觉是，它更适合已经具备扎实地球物理基础，想将理论知识应用于特定地质场景（比如矿产勘探或区域地质调查）的专业人士，而不是刚刚接触这个领域的学生。

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这本书的章节结构设置非常传统，章节之间的逻辑衔接虽然严密，但缺乏一种能够引导读者的“叙事线索”。每一章都像是独立的一块坚实的知识积木，但连接这些积木的“砂浆”——也就是作者对不同方法论之间取舍和优劣势的个人洞察——却显得相对薄弱。例如，当讨论到重力和磁法数据在信息冗余和互补性上的区别时，我期待看到更具批判性的对比分析，比如在特定岩性组合下，哪种方法提供的解更具稳定性。但书中往往是分别陈述两种方法的理论基础和应用范围，然后就跳到了下一个议题，留给读者自己去权衡的余地太大了。这种平铺直叙的风格，使得那些对地质背景不太了解的读者很容易在众多的专业术语和模型假设中迷失方向。我希望它能提供更多的“为什么选择这个方法而不是那个”的讨论，而不是仅仅停留在“如何应用这个方法”的层面，否则它更像是一部公式汇编，而不是一本能够激发创新思维的教材。

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这本书的行文风格，坦率地说，有些过于学术化，充满了复杂的数学推导和严谨的逻辑链条，读起来需要极高的专注力，甚至时不时得停下来，对照着参考文献去复核某个特定公式的推导过程。我个人非常欣赏这种对科学严谨性的坚持，但对于希望快速掌握“如何做”的实践者来说，这简直是一场煎熬。它在阐述重力异常与密度结构之间的关系时，用了大量的偏微分方程，虽然这保证了理论的无懈可击，却牺牲了叙述的流畅性。我特别留意了其中关于“磁性岩体边界识别”的那几章，作者似乎热衷于展示各种复杂的边界条件和解析解，但对于在实际野外测量中，如何应对地表非均质性、如何有效去除地磁日变和正常场等基础而又至关重要的预处理步骤，却一带而过。这本书的价值主要体现在它对地球物理反演理论的深度挖掘上，但它对于如何将这些理论“接地气”地应用到实际的矿产资源勘探项目，特别是对于寻找那些隐藏在深部、低对比度的目标体，提供的直接操作指南非常匮乏。它更像是理论物理学家写给理论物理学家的参考书。

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我翻阅此书的目的是想了解当代地球物理勘探在油气田勘探中的最新进展，特别是针对复杂构造区浅层圈闭的识别能力。然而，这本书的侧重点明显偏向于地壳深部结构研究，尤其是大洋地壳和板块构造的演化，对油气勘探领域常用的高精度、高分辨率二维/三维采集与处理技术着墨甚少。书中引用的案例大多是上世纪八九十年代的经典项目，它们无疑奠定了该领域的基础，但对于我们今天所依赖的如高密度电磁法联合反演、或利用非常规重力数据（如船载或航空重力梯度仪）来弥补数据空缺的策略，书中几乎没有提及。更让我感到意外的是，它对现代数据可视化工具的引用也显得有些滞后，图件的质量和展示方式，相比于目前主流的商业软件输出结果，显得比较陈旧，这在一定程度上影响了读者对复杂三维模型的直观理解。如果不是冲着作者在地球物理史上的地位去细读，单就其对现代勘探技术热点的覆盖度来看，它在时效性上稍显不足。

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我尝试用这本书来指导我们团队进行一项关于区域性基底起伏研究的工作，但在实际操作中，我发现书中提供的各种“经验法则”和“定性解释图谱”在面对我们所在地区复杂变质岩系时，解释效果不佳。书中对于如何将重磁异常归因于特定的变质相变或岩浆分异程度的讨论，很大程度上是基于北美或欧洲地质构造单元的经验模型。当我们需要将这些解释外推到具有完全不同地化背景和构造演化历史的地区时，书中的指导性就变得模糊不清了。书中对于非线性、非均匀介质响应的讨论，也更多停留在数学上的可行性证明，而非实际操作中如何通过调整模型参数来逼近地质真实情况的“艺术性”。我需要的是一套能够应对“地质噪音”和“模型不适定性”的实用策略，但这本书提供的解决方案似乎过于“完美”和“理想化”，未能充分反映野外地球物理工作者每天都在面对的混乱与挑战。它的价值更多在于为研究地球物理的根基提供了坚实的理论基石，但在“应用”的层面上，深度略显不足。

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