重磁勘探课程设计.docx
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重磁勘探课程设计
《重磁勘探》
课程设计报告
专业：
勘查技术与工程
班级：
物探1003班
姓名：
李涛
学号：
201011020309
指导教师：
张春灌
二〇一三年元月六日
《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
李涛
学号
201011020309
专业班级
物探1003
:
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Surfer软件设计，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，对所得结果做分析研究；
5、提交课程设计报告打印件一份和电子件一份。
起止时间
2012年12月29日至2013年1月6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
年月日
目录
第一章引言………………………………………………3
第二章模型设计…………………………………………4
第三章程序实现…………………………………………8
第四章结果分析…………………………………………13
第五章总结………………………………………………17
参考文献…………………………………………………17
第一章引言
1.1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（独立设课），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,对所得结果做分析研究，并且交一份报告。
1.2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。
、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）；
、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；
、利用推导出的公式，用Matlab语言编程实现重力异常的计算。
1.3课程设计要求
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）。
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。
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、结果图件以及对所得结果做的分析研究等。
提交课程设计报告打印件一份和电子件一份。
第二章模型设计
主要包括计算公式、模型参数、模型图件等。
2.1主要公式及参数
两个球形地质体产生异常的公式：
三个球形地质体产生异常的公式：
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。
2.2模型图件及相对数值
.设计一
.两个球形地质体的参数：
球1：
半径：
R1=50埋藏深度：
H1=100
球心坐标：
（x,y）=（-150,-150）
建立坐标x,y范围：
x:
-250250
y:
-250250
球体密度：
σ=0.5g/cm3
球2：
半径:
R2=100埋藏深度:
H2=150
球心坐标：
（x,y）=（100,100）
建立坐标x,y范围：
x:
-250250
y:
-250250
球体密度：
σ=0.5g/cm3
.模型图件
图2——1
图2——2
.设计二
.三个球形地质体的参数：
球1：
半径：
R1=75埋藏深度：
H1=75
球心坐标：
（x,y）=（-300,0）
建立坐标x,y范围：
x:
-400400
y:
-400400
球体密度：
σ=0.5g/cm3
球2：
半径:
R2=100埋藏深度:
H2=100
球心坐标：
（x,y）=（0,200）
建立坐标x,y范围：
x:
-400400
y:
-400400
球体密度：
σ=0.6g/cm3
球3:
半径：
R3=150埋藏深度：
H3=150
球心坐标：
（x,y）=（250,50）
建立坐标x,y范围：
x:
-400400
y:
-400400
球体密度：
σ=0.8g/cm3
.模型图件
图2——3
图2——4
第三章程序实现
主要包括Matlab程序语句，结果图件等。
3.1运行程序语句及结果图件
.两个球形地质体产生异常的运行程序
a=250;
b=250;
clf;
GA=6.67e-003;
DPI=3.1415926;
P=0.5;
R1=50.0;
R2=100.0;
H1=50.0;
H2=150.0;
M1=（4.0/3.0）*DPI*（R1^3）*P;
M2=（4.0/3.0）*DPI*（R2^3）*P;
x=-a:
10:
a;
y=-b:
10:
b;
fori=1:
length（y）
forj=1:
length（x）
z（i,j）=（GA*M1*H1）/（（（x（j）+150）^2+（y（i）+150）^2+H1^2）^1.5）+（GA*M2*H2）/（（（x（j）-100）^2+（y（i）-100）^2+H2^2）^1.5）;
end
end
axis（[-a,a,-b,b,min（min（z））,max（max（z））]）;
colormap（flipud（winter））;
surf（x,y,z）;
saveqiu1.datz-ascii;
saveqiu1z;
.两个球形地质体产生异常的结果图件
图3——1
图3——2
图3——3
3.2运行程序语句及结果图件
.三个球形地质体产生异常的运行程序
a=400;
b=400;
clf;
GA=6.67e-003;
DPI=3.1415926;
P1=0.5;
P2=0.6;
P3=0.8;
R1=75.0;
R2=100.0;
R3=150.0;
H1=75.0;
H2=100.0;
H3=150.0
M1=（4.0/3.0）*DPI*（R1^3）*P1;
M2=（4.0/3.0）*DPI*（R2^3）*P2;
M3=（4.0/3.0）*DPI*（R3^3）*P3;
x=-a:
10:
a;
y=-b:
10:
b;
fori=1:
length（y）
forj=1:
length（x）
z（i,j）=（GA*M1*H1）/（（（x（j）+300）^2+（y（i）-0）^2+H1^2）^1.5）+（GA*M2*H2）/（（（x（j）-0）^2+（y（i）+200）^2+H2^2）^1.5）+（GA*M3*H3）/（（（x（j）-250）^2+（y（i）-50）^2+H3^2）^1.5）;
end
end
axis（[-a,a,-b,b,min（min（z））,max（max（z））]）;
colormap（flipud（winter））;
surf（x,y,z）;
saveqiu1.datz-ascii;
saveqiu1z;
.三个球形地质体产生异常的结果图件：
图3——4
图3——5
图3——6
第四章结果分析
主要包括制图流程、各种图件，并做简要分析。
4.1制图流程
.先在Surfer软件上设计地下地质球体，绘制一幅图，给出球体的坐标，以及球体的半径，如图（2——1）和图（2——3）；
.在Surfer软件上设计地下地质球体，绘制一幅图，给出球形地质体的埋藏深度，如图（2——2）和图（2——4）；
.在Matlab软件上输入程序的语言，然后运行程序语言，得出球形地质体在地面产生异常的立体图，如图（3——1），图（3——2），图（3——4），图（3——5）；
.在Surfer软件上显示地质异常的渐变等值线图，如图（3——3），图（3——6）。
4.2结果图件
图4——1
图4——2
图4——3
图4——4
图4——5
4.3结果分析
.以上图（4——1）到图（4——5），不同地下球形地质体在地面产生地质异常的情况，观察图（4——1）到图（4——4），可以看出不同的地下球形地质体在地面产生的异常不同；
.观察图（4——1）和图（4——3）对比两个球体或者三个球体产生的异常，可以发现，埋藏深度越浅的球形地质体，其在地面产生的异常越明显，而且半径越大的地质体其在地表产生的异常形状越大；
.观察图（4——2）和图（4——4）可知，其半径越大的地下球形地质体产生异常的范围越大；
.图（4——5）为地质体产生异常的等值线图，可以看出其产生异常曲线是围绕着球形地质体的半径不等的同心圆。
第五章总结
本次的《重磁勘探》课程设计给我们提供了一个很好的实践平台，让我们学到许多课本上没有的知识，而且让我们在学习使用软件操作的同时也对课本知识加以巩固。
本次的课程设计使我对Matlab软件和Surfer软件有了进一步的了解，了解了它的使用方法，以及它的功能，我们可以用Surfer软件绘制图样，以显示地质体的埋藏深度和它的地质坐标。
而且可以用它来显示最后得出重力异常的渐变等值线图。
我们学会了怎么使用Matlab软件来运行程序以及显示最后的成果图件，即重力异常立体图件。
总之，这次课程设计使我们在学习到一些课外知识的同时巩固了课本知识。
本次实验同学之间以及同学与老师之间也进行了大量的沟通，使我们出现的问题能够及时的解决，也加深了我们与老师和其他同学的感情，对以后的学习有很大的帮助。
总之，本次课程设计我是受益匪浅，我希望学校和院系以后能够为我们提供更多的像这样的实践平台，来提升我们的基础知识和实践能力。
参考文献
[1]黄仲良.石油重、磁、电法勘探[M].北京：
中国石油大学出版社,2008年.
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