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《重磁勘探》课程设计报告专业：勘查技术与工程班级：物探1203班姓名：张小涵学号：201211020321指导教师：张春灌二〇一四年十二月二日《重磁勘探》课程设计任务书题目用Matlab语言编程计算多个不同空间位置的球形矿体在地面引起的重力异常学生姓名陈文涛学号201211020117专业班级物探1201设计内容与要求包括：原始数据，技术参数，设计要求，说明书、图纸、实物样品的要求等内容：1、设计多个不同空间位置的球形矿体，并用Surfer等绘图软件绘制其平面和主剖面空间位置示意图(假设地面水平)；2、推导多个不同空间位置的球形矿体在地面引起重力异常的计算公式；3、利用推导出的公式，用Matlab语言编程实现重力异常的计算；4、利用Surfer软件绘制计算结果的平面等值线图、阴影图等图件。要求：1、所设计的地质体必须2个以上，并且不能重叠；2、地质体的半径、埋深以及剩余密度不必统一，可在合理的情况下任意设置；3、本次课程设计内容应用Matlab语言编程实现；4、根据所提供的课程设计报告格式编写报告，报告中应附上课程设计任务书，报告内容应包括所推导的公式、所编写的程序、结果图件等；5、提交课程设计报告打印件一份和电子件一份。起止时间2014年11月29日至2014年12月2日指导教师签名年月日系（教研室）主任签名年月日学生签名2014年12月2日目录第1章引言…………………………………………………………………（1）第2章模型设计……………………………………………………………（2）第3章程序实现……………………………………………………………（4）第4章结果分析……………………………………………………………（6）第5章总结…………………………………………………………………（10）参考文献……………………………………………………………………（11）-1-第一章引言一、课程设计目的和意义本次课程设计是《重磁勘探》学习的延续，目的是巩固所学的重力和磁法勘探的理论知识，加深对基本原理的理解，会用所学程序设计语言（如Matlab，Surfer）等软件完成课程设计题目的程序编写、数据计算，利用现有绘图软件完成数据成图。二、课程设计内容两个不同空间位置的球形矿体在地面引起的重力异常。三、课程设计要求1.设计两个不同空间位置的球形矿体，并画出其平面和主剖面空间位置示意图(假设地面水平)。2.推导两个不同空间位置的球形矿体在地面引起重力异常的计算公式，利用推导出的公式，用Matlab语言编程实现计算重力异常。3.根据所提供的课程设计报告格式编写报告，报告中应附上课程设计任务书，报告内容应包括所推导的公式、所编写的程序、结果图件等。-2-第二章模型设计一、计算公式23222323222)(34)(hYXhRGhYXGMhg球若常数G取6.67*10-3，剩余密度σ的单位取g/cm3，半径R的单位取m，中心埋深h的单位取m，则重力异常Δg的单位为mGal。二、模型参数参数选择球体一球体二半径R/m5075球心坐标（x,y）(100,100)(325,275)剩余密度p/g*cm^-30.51.0球体埋深h/m100175三、模型图件图2-1球体平面空间位置示意图-3-图2-2球体主剖面空间位置示意图-4-第三章程序实现一、Matlab程序语句a=500;b=500;clf;GA=6.67e-003;DPI=3.1415926;P1=0.5;P2=1.0;R1=50.0;R2=75.0;H1=100.0;H2=175.0;M1=(4.0/3.0)*DPI*(R1^3)*P1;M2=(4.0/3.0)*DPI*(R2^3)*P2;x=0:5:a;y=0:5:b;fori=1:length(y)forj=1:length(x)z(i,j)=(GA*M1*H1)/(((x(j)-100)^2+(y(i)-100)^2+H1^2)^1.5)+(GA*M2*H2)/(((x(j)-325)^2+(y(i)-275)^2+H2^2)^1.5);endendaxis([0,a,0,b,min(min(z)),max(max(z))]);colormap(flipud(winter));surf(x,y,z),xlabel('X轴(m)'),ylabel('Y轴(m)'),title('两个不同空间位置的球形矿体在地面引起的重力异常');savechenwentao.datz-ascii;savechenwentaoz;-5-二、Matlab软件所显示的结果图件图3-1利用MATLAB软件实现球形矿体重力异常图图3-2利用MATLAB显示X-Z方向球形矿体重力异常图-6-第四章结果分析一、制图流程1.1先利用给定的模型参数在Surfer软件上设计出给定地下地质球体，分别绘制出给定球形矿体的平面及主剖面空间位置图；1.2根据给定模型参数及Sufer软件绘制图件写出Matlab程序语言，分别求出不同条件下的球形矿体重力异常数据；1.3在Matlab软件上输入程序语言，同时得出球形地质体在地面产生异常的三维立体图；1.4利用异常数据在Surfer软件上显示不同条件下的球形矿体重力异常的平面等值线图、矢量图、影像图等一系列图件，并对其结果进行理论分析。二、Sufer软件部分图件显示图4-1利用Sufer软件显示不同球形矿体重力异常表面图-7-图4-2利用Sufer软件显示不同球形矿体重力异常矢量图图4-3利用Sufer软件显示不同球形矿体重力异常渐变地形图-8-图4-4利用Sufer软件显示不同球形矿体重力异常线框图图4-5利用Sufer软件显示不同球形矿体重力异常影像图-9-图4-6利用Sufer软件显示不同球形矿体重力异常平面等值线图三、结果分析通过观察分析上述不同球形矿体重力异常图件，我们可以得出以下结论：（1）不同的地下球形地质体在地面产生的重力异常异常明显不同；(2)半径越大的地下球形地质体产生的重力异常在地面的表现越突出；(3)每个球形地质体产生的异常曲线是围绕其异常中心半径不等的同心圆；(4)地下球体的存在所产生的的重力异常矢量方向都是沿其异常中心向外呈发散状；(5)剩余密度的不同对于地下球形矿体所产生的重力异常的影响也是很大的，所以在我们实际的勘探工作中对所遇到的重力异常要进行综合分析，注意多因素的存在对数据的影响，同时还应结合工区内的地质资料进行重力异常数据的反演，减少多解性的影响和干扰。-10-第五章总结当老师跟我们通知这个《重磁勘探》这门课程之后的课程设计可能需要一周的时候，我觉得应该不会那么复杂的吧，所以就简单的看了老师给的课程设计指导书，以为很短的时间就可以完成这个任务，但是当自己真正实践操作的时候就暴露出了自己在实践方面的不足和使用常用专业软件技能方面的欠缺，因为之前的课程实验中基本接触并简单使用过Sufer软件，所以实际操作起来难度并不是很大，但还是发现自己对于具体操作中的一些不足，例如对于球体平面及主剖面位置绘制的时候并不知道如何确定数据的范围，如何使得表格的主分割线不影响我们图件的正常显示，这些都在老师的悉心指导下得以完成。还有对于Matlab软件的使用更显生疏，因为是第一次接触，之前也未在课程设计前做好基本的预习工作，在编写Matlab程序语言的时候根本无从下手，所以只能借鉴已有的程序去分析每一条程序的具体含义，之后才得以顺利写出程序。我们利用Matlab软件将所需数据计算出来后还涉及到利用该数据在Sufer软件下做出各种具体的球体重力异常图件，在这一方面涉及的数据的改写和文件格式的转化我基本上完全不会，最后还是在老师的指导下顺利完成本次课程设计。从早上9:00开始一直到晚上6:00，我整个一天的时间基本都在实验室完成本次课程设计，自己原本以为就几个小时可以完成的任务用了9个小时左右，一方面是由于自己前期知识的欠缺，并未对本次课程设计所需的软件有所了解，另一方面也在这具体的实验过程中更加强化对这一知识的理解，随着学习的不断深入，我觉得对常用软件的熟练操作是我们必备的技能之一，通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，通过努力最终都得到了解决。在这里，由衷的感谢老师和同学们的帮助。此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识。-11-参考文献[1]袁炳强，张春灌编著，重磁勘探，西安：西安石油大学,2014年[2]焦新华，重力与磁法勘探，北京：地质出版社，2009年