重力勘探要求和資料整理圖示

1、重力勘探要求和資料整理圖示 重力儀分類：按結(jié)構(gòu)分機(jī)械式重力儀電子式重力儀石英彈簧重力儀振弦重力儀（海上）超導(dǎo)重力儀金屬彈簧重力儀激光重力儀按測量原理分相對重力測量儀絕對重力測量儀（實(shí)驗(yàn)室）復(fù)習(xí)影響重力儀精度的因素及消除影響的措施溫度影響：選用受溫度影響較小的材料作為儀器的彈性元件；附加自動(dòng)溫度補(bǔ)償裝置；采用電熱恒溫氣壓影響：將彈性系統(tǒng)置于高真空的封閉容器；在于平衡體相反方向加一個(gè)等體積矩的氣壓補(bǔ)償器電磁力影響：將整個(gè)彈性系統(tǒng)做消磁處理；安置狀態(tài)不一致影響：重力儀安裝有調(diào)平系統(tǒng)零點(diǎn)漂移影響：測量過程中進(jìn)行零點(diǎn)校正震動(dòng)影響：儀器中設(shè)有鎖制裝置；改善儀器運(yùn)輸環(huán)境復(fù)習(xí)二、工作比例尺、測網(wǎng)及測量精度 1

2、.工作比例尺工作比例尺反映了重力測量工作的詳細(xì)程度；比例尺取決于相鄰測線間的距離。比例尺愈大，單位面積內(nèi)的測點(diǎn)數(shù)就愈多，對重力異常的研究也就愈詳細(xì)比例尺應(yīng)與工作任務(wù)相適應(yīng)復(fù)習(xí)2. 重力基點(diǎn)網(wǎng)重力基點(diǎn)（gravity base station）：為了檢查重力儀的零點(diǎn)位移、確定合適的零點(diǎn)改正系數(shù)、減少誤差的積累和提高重力測量精度，在測量之前，要在工區(qū)內(nèi)確定一定數(shù)量的控制點(diǎn)，稱重力基點(diǎn)。重力基點(diǎn)網(wǎng)（gravity base points net） 指工區(qū)內(nèi)一系列基點(diǎn)所構(gòu)成的控制網(wǎng)。各基點(diǎn)相對于總基點(diǎn)的重力差值是用一臺或幾臺重力儀通過特定的基點(diǎn)連測準(zhǔn)確測定的，其精度比一般測點(diǎn)高23倍。復(fù)習(xí)3. 重力測

3、網(wǎng)重力測網(wǎng)（gravimetric network） 又稱重力普通網(wǎng)，是重力勘探野外觀測中一系列測點(diǎn)所構(gòu)成的普通網(wǎng)。重力測網(wǎng)的大小和形狀由勘探任務(wù)及勘探對象的大小和形狀來決定。當(dāng)勘探對象有一定走向時(shí)，多采用矩形網(wǎng)，反之，多采用方格網(wǎng)。網(wǎng)格的大小，在普查時(shí)以不漏掉有意義的地質(zhì)體為原則；在詳查時(shí)以查明地質(zhì)體產(chǎn)生的重力異常的變化細(xì)節(jié)為原則。 復(fù)習(xí)任何一次野外觀測，都必須起始于基點(diǎn)而終止于基點(diǎn)；要求兩次基點(diǎn)觀測之間的時(shí)間間隔內(nèi)儀器零漂基本為線性； 野外觀測方法單次觀測往返觀測三重小循環(huán)觀測 三、 野外觀測基本要求復(fù)習(xí)第四節(jié) 重力資料的整理及圖示根據(jù)儀器格值，將所有觀測的儀器讀數(shù)轉(zhuǎn)換為有重力單位的觀測值

4、；按照觀測的日期、時(shí)刻、以及測點(diǎn)的經(jīng)緯度，計(jì)算固體潮理論值，并對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行校正；利用固體潮校正后的觀測值，按觀測方式的不同選擇方法，進(jìn)行儀器零點(diǎn)漂移校正；將零漂校正后的觀測值歸算到基點(diǎn)，得到測點(diǎn)重力值，或歸算到測區(qū)起算點(diǎn)，得到相對重力值；1. 觀測數(shù)據(jù)整理步驟 (2) 各種觀測方式的零漂校正單次觀測由于單次觀測起始及終止于基點(diǎn)，所以零漂值為相對基點(diǎn)的重力差值為StS1S2t1t2Total driftti - driftti (2) 各種觀測方式的零漂校正往返觀測對于同一測點(diǎn)，其零漂從兩個(gè)閉合段分別計(jì)算，即StS1S2t1t2Drift-1S3Drift-2t3SiSjti1ti2 (2)

5、各種觀測方式的零漂校正三重小循環(huán)觀測tS11S21t11t21S12t22SS22t12S1S2相對重力值重力異常1.正常場（緯度）校正：消除測點(diǎn)與基點(diǎn)間緯度差異而造成的重力變化；2.地形校正：消除測點(diǎn)附近地形起伏對重力觀測結(jié)果數(shù)據(jù)的影響；3.中間層校正：消除測點(diǎn)基準(zhǔn)面與基點(diǎn)基準(zhǔn)面之間水平中間層的重力影響；4.高度校正：消除測點(diǎn)相對于基點(diǎn)的高程差而造成的重力數(shù)值變化。1. 正常場（緯度）校正 正常重力是緯度 的函數(shù)，當(dāng)測點(diǎn)與基點(diǎn)緯度不同時(shí)正常場的值是不同的。為消除正常重力因緯度不同而引起的重力變化，實(shí)現(xiàn)緯度一致性而進(jìn)行的校正稱為正常場（緯度）校正。由于測點(diǎn)與基點(diǎn)的緯度均是已知的，可以計(jì)算出正常

6、重力值的變化量為：當(dāng)測區(qū)不是很大時(shí)，可以認(rèn)為正常場的緯度變化率不變，正常重力值的變化量為： 式中 為總基點(diǎn)所在的緯度， 為測點(diǎn)與總基點(diǎn)的緯向距離（單位為km）。2. 地形校正 地形校正需要根據(jù)實(shí)際地形起伏，求出測點(diǎn)基準(zhǔn)面以上質(zhì)量盈余及以下的質(zhì)量虧損對測點(diǎn)的影響：然后從觀測重力差值中減去，測點(diǎn)附近的地形起伏使重力值比水平地形要小，因而校正值為正。3. 中間層校正經(jīng)過地形校正后，各測點(diǎn)附近的地形起伏的影響消除了，但各測點(diǎn)與基點(diǎn)的重力差值中仍然包含著通過測點(diǎn)的水準(zhǔn)面和通過總基點(diǎn)的水準(zhǔn)面之間存在的一個(gè)水平物質(zhì)層厚度變化的影響，這一水平物質(zhì)層通常稱為中間層。消除中間層影響的校正叫做中間層校正。中間層校正

7、（續(xù)）中間層的存在使測點(diǎn)重力觀測值增大，影響量為：因而中間層校正值為： 取 h 單位為 m，密度單位為 g/cm3，則中間層校正值為：測點(diǎn)高于基點(diǎn)時(shí) 為正，反之為負(fù)。 4. 高度校正 進(jìn)行高度校正的目的是為了消除各測點(diǎn)海拔高程不同對重力觀測值的影響。消除由于測點(diǎn)與基準(zhǔn)面存在高差所造成的重力影響的校正稱為高度校正。大地水準(zhǔn)面附近，高度每增加1m，正常重力值減少。當(dāng)測點(diǎn)高出基準(zhǔn)面h時(shí)，其高度校正值為： 布格重力異常高度校正和中間層校正都與測點(diǎn)的高程大小有關(guān)系，通常把這兩項(xiàng)合并起來稱為布格（Bouguer）校正，即： 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?？杀硎?/p>

8、為： 布格重力異常是重力勘探中最重要的概念之一，其典型特征是布格校正。 校正后的效果外部校正僅僅消除了起伏地形上各測點(diǎn)與基準(zhǔn)面之間均勻密度分布對測點(diǎn)重力值的影響，并沒有改變局部密度不均勻體對各測點(diǎn)重力值的影響。因此，校正后局部密度不均勻體引起的重力異常并不是對應(yīng)于測點(diǎn)在基準(zhǔn)面上的投影點(diǎn)，而是仍然對應(yīng)于自然表面上的各測點(diǎn)。 第五節(jié) 重力異常的類型及其意義布格重力異常僅僅是重力異常的一種，經(jīng)過不同的校正，可以得到不同類型的重力異常。由于在進(jìn)行各項(xiàng)校正的過程中對地球的質(zhì)量分布做了不同程度的調(diào)整，因而相應(yīng)的重力異常具有各不相同的地質(zhì)-地球物理意義。異常類型：1.布格重力異常2.均衡異常3.自由空間異常

9、1. 布格重力異常布格重力異常是應(yīng)用最為廣泛的一種重力異常。經(jīng)過各項(xiàng)校正后，消除了觀測面以下正常密度分布的重力作用，但是對于異常/剩余密度分布的重力作用未作任何調(diào)整。因而布格重力異常包含了從淺到深各個(gè)深度上剩余密度分布對測點(diǎn)的重力作用，既有各種局部礦體和構(gòu)造的影響，也包含了大范圍內(nèi)地殼下界面起伏而在橫向上相對于上地幔質(zhì)量的巨大虧損（陸地）或盈余（海區(qū)）的影響。實(shí)際應(yīng)用中，布格重力異常又分為絕對布格重力異常和相對布格重力異常。相對布格重力異常相對布格重力異常的計(jì)算如前所述，取測區(qū)內(nèi)總基點(diǎn)所在的水準(zhǔn)面作為比較各測點(diǎn)異常值大小的基準(zhǔn)面，重力觀測值為測點(diǎn)相對于總基點(diǎn)的重力差值，布格校正所用的高程是測點(diǎn)

10、相對于總基點(diǎn)的相對高程，密度用當(dāng)?shù)氐乇韺?shí)測的平均密度值，正常場校正可用緯度校正代替。相對布格重力異常多用于小面積、大比例尺的測量中，便于對局部的異常做較深入的分析。絕對布格重力異常絕對布格重力異常的計(jì)算是以大地水準(zhǔn)面為比較各測點(diǎn)重力異常大小的基準(zhǔn)面，布格校正用的高程是測點(diǎn)的海拔高度，密度用統(tǒng)一規(guī)定的3。絕對布格重力異常用在中、小比例尺中，便于大面積的拼圖和統(tǒng)一解釋。大的范圍內(nèi)，布格重力異常除局部的起伏變化外，總的規(guī)律是在陸地區(qū)特別是在山區(qū)表現(xiàn)大面積的負(fù)值區(qū)，山越高，異常負(fù)值越大；而在海洋區(qū)，則屬于大面積的正值區(qū)。 布格重力異常的復(fù)雜性布格重力異常是地球內(nèi)部所有密度不均勻體引起的疊加異常，是一種

11、體積效應(yīng)。疊加異常中的一部分，主要是由分布較廣的中、深部地質(zhì)因素的重力效應(yīng)；一部分是淺層和局部的密度體的重力效應(yīng)；還包含各種干擾因素。不同地質(zhì)因素引起的異常在幅度大小、分布范圍、變化快慢等特征方面都不盡相同，因而所包含的信息量是很大的。但是，不同因素引起的異常疊加在一起，又給異常的識別、區(qū)分和研究都帶來了相當(dāng)大的困難。布格重力異常的均衡意義如果地形起伏僅僅是在密度基本上正常分布的地球表面造成局部的質(zhì)量虧損或盈余，經(jīng)過布格校正后的重力異常應(yīng)該不大且無系統(tǒng)偏差。但是，布格重力異常在山區(qū)表現(xiàn)為大范圍的負(fù)值，山越高負(fù)值越大，說明山底下應(yīng)有某種形式的物質(zhì)虧損以補(bǔ)償山體質(zhì)量相對于周圍地區(qū)造成的盈余。這體現(xiàn)

12、（隱含）了質(zhì)量均衡的思想。2. 均衡重力異常地殼均衡是基于流體靜力平衡原理對地殼構(gòu)造進(jìn)行解釋的理論。該理論認(rèn)為：密度較小的地殼由密度較大的深部巖漿支撐著，高山和大陸漂浮在地幔巖漿之上，并處于平衡狀態(tài)，地殼的各個(gè)地塊在一定的深度壓力相等。地殼均衡理論是19世紀(jì)中期為解釋喜馬拉雅山南麓的鉛垂線偏差而首次提出來的觀點(diǎn)，它能較正確地解釋地殼結(jié)構(gòu)的基本規(guī)律，并已被越來越多的地球物理(如重力、地震等) 資料所證實(shí)。均衡重力異常是指根據(jù)地殼均衡理論，對布格重力異常進(jìn)行均衡校正后得到的重力異常。普拉特-海福特模型/假說普拉特模型認(rèn)為：在地下某一深處存在等壓面，即均衡面，均衡面的海拔深度大致相等，該面以上地殼介

13、質(zhì)的密度是橫向變化的，但相同面積承載的質(zhì)量相等在山區(qū)柱體密度要小些，而平原和海洋，柱體密度要大些。地殼均衡的普拉特模型艾里-海斯坎寧模型/假說艾里模型認(rèn)為：地殼介質(zhì)的密度橫向變化不大（平均約g/cm3），但其厚度變化是明顯的，地形的凸起和陷入深部巖漿的下凹相對應(yīng)，地形越高，莫霍面越深地殼質(zhì)量的過剩和不足由其下面較重的巖漿面位置的高低來補(bǔ)償。通過最深柱體的底面就是等壓力均衡面。地殼均衡的艾禮模型不同均衡模型的對比考慮到地殼形成過程中凝聚力的影響和密度變化的客觀情況，三種均衡模型/假說中，彈性板模型/假說應(yīng)該是最為合理。對比研究表明，三種均衡模型產(chǎn)生的均衡效應(yīng)幾乎相同，普拉特模型與實(shí)際的地殼底界面起伏有明顯的矛盾，彈性板模型計(jì)算相對復(fù)雜，因而簡單實(shí)用的是艾里模型。地殼均衡的三種模型均衡校正均衡校正就是消除地形起伏及由此而在大地水準(zhǔn)面與均衡補(bǔ)償面之間引起的密度變化對測點(diǎn)重力值的影響。均衡重力異常反映的是在經(jīng)過均衡調(diào)整后的地球密度分布與正常橢球體之間的偏差，均衡異常為正，表示補(bǔ)償過剩，為負(fù)表示補(bǔ)償不足，接近為零表示近于均衡狀態(tài)