重力勘探_復(fù)習(xí)

1、第一章 重力勘探基礎(chǔ)1.重力勘探：重力勘探是以巖礦石之間的密度差異為基礎(chǔ)，通過觀測和研究重力場的規(guī)律，以查明地質(zhì)構(gòu)造和尋找礦場資源的一種方法。2.重力勘探的原理：地球表面的物質(zhì)都受到重力作用，重力變化與地下物質(zhì)分布不均勻有關(guān)，而物質(zhì)密度與礦場分布密切相關(guān)，因此只要研究由物質(zhì)密度分布不均勻引起的重力變化（重力異常），就可以推斷地質(zhì)構(gòu)造和勘察礦產(chǎn)資源。3.重力：重力是除該物體之外的地球質(zhì)量和天體質(zhì)量對(duì)物體產(chǎn)生的引力和該物體隨地球自轉(zhuǎn)而引起的慣性離心力的合力。4.重力的單位：1m/s2=106g.u. 1gal=104g.u.=10-2m/s2 1ugal=10-3mgal=10-6gal5.引力位

2、： 6.重力位：7.重力位 一次 導(dǎo)數(shù)： 其物理意義是重力場再相應(yīng)坐標(biāo)軸上的分量。9.牛頓提出的地球形狀：地球是一個(gè)旋轉(zhuǎn)橢球體，而且兩極稍微平坦，即為一個(gè)扁的橢球體10.大地水準(zhǔn)面：就是把平均海洋面順勢延伸到大陸所形成的封閉曲面、11地球的基本形狀：將大地水準(zhǔn)面的形狀作為地球的基本形狀，這個(gè)形狀的一級(jí)近似可視為平均半徑為6376km的正球面，二級(jí)近似是一個(gè)兩極半徑略小于赤道半徑的二軸橢球面。重力異常重力異常：分為時(shí)間變化和空間變化。 時(shí)間變化的因素：天體引力，地球形狀的變化和地下物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，日變 空間變化的因素：（1）地球不是一個(gè)正球體，近似于兩極壓縮的扁球體，（2）地球繞一點(diǎn)的軸自轉(zhuǎn)，（3）

3、地下物質(zhì)分布不均勻2.正常重力公式：當(dāng)?shù)厍蛐螤罴捌鋬?nèi)部物質(zhì)的密度分布已知時(shí)，應(yīng)用重力位函數(shù) 可以求出地面上任意點(diǎn)的重力位，進(jìn)而求的的重力場公式稱為正常重力公式。g=ge（1+sin2+sin22） 1901-1909赫爾默特公式g=9.7803（1+0.005302sin2-0.000007sin22）3.正常重力位：引入一個(gè)與大地水準(zhǔn)面形狀十分接近的正常橢球體來代替地球，假定正常橢球體的表面是光滑的，內(nèi)部的密度是均勻的，或者成層分布且各層的密度是均勻的，各層界面都是共焦點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)橢球面，在這種條件下得到的重力位稱為正常重力位，求的的相應(yīng)的重力值就稱為正常重力值。4.重力異常：在重力勘探中，將由

4、地下巖石，礦物密度分布不均勻所引起的重力變化，或地質(zhì)體與圍巖密度差異引起的重力變化，稱為重力異常5.重力異常與剩余質(zhì)量引力的關(guān)系 若在大地水準(zhǔn)面A點(diǎn)進(jìn)行觀測，背景密度為0，其正常重力為g，當(dāng)A點(diǎn)附近的地下有一個(gè)密度為的地質(zhì)體存在，且其體積為V時(shí)，這個(gè)地質(zhì)體相對(duì)于四周的圍巖就有一個(gè)剩余密度，其大小為=-0 。 該地質(zhì)體相對(duì)于圍巖的剩余質(zhì)量為*V，當(dāng)0時(shí)，則剩余密度為正，或稱地質(zhì)體“密度過?！?，并引起正的重力異常，當(dāng)h) -0.419g*cm-3hm (R) (三)自由空氣（高度）校正（gh）和布格校正（gb） 經(jīng)過前兩種校正，與A、點(diǎn)相比，A點(diǎn)只剩下高度h的影響，因?yàn)锳點(diǎn)和A、點(diǎn)離地心的距離大，

5、正常重力值將隨之減小。 高度校正值為gh g.u.=3.086(1+0.0007cos2)hm-7.2*107h2m 為緯度 上式考慮地球的形狀用旋轉(zhuǎn)橢球體近似得到，當(dāng)測區(qū)很小時(shí)，高程變化不大的地球形狀用球體近似得到，公式簡化為gh g.u.=3.086hm，這種校正稱為自由空氣校正 通常將中間層校正和高度校正合并進(jìn)行，稱為“布格校正” gbg.u.=gg.u.+ ghg.u. 簡化后gbg.u.=（3.086-0.419g*cm-3）hm （四）正常場校正（緯度校正） 正常場校正：在大面積測量中，引入正常場校正，將測點(diǎn)緯度帶入正常重力公式，計(jì)算正常重力值，再從觀測值中減去 緯度校正：再小面積

6、測量中，求測點(diǎn)相對(duì)于總基點(diǎn)緯度的變化，所帶來的重力正常值的變化，并予以校正，稱為緯度校正。7.異常的圖示：異常平面圖（反映測區(qū)全貌），異常剖面圖（反映某一剖面上的異常），異常平剖圖8.均衡的兩種假說的異同點(diǎn)：相同點(diǎn)：地下存在等壓面，并且都假設(shè)密度小的地殼漂浮在密度大的底層上 不同點(diǎn)，Pratt認(rèn)為每個(gè)柱體的密度不相等，而且，補(bǔ)償質(zhì)量分布在每個(gè)巖柱中，Airy認(rèn)為每個(gè)柱體的密度是相等的，補(bǔ)償質(zhì)量分布在山根和反山根中。9.重力異常的分類（一）自由空氣重力異常1)對(duì)觀測重力值僅作高度校正gh和正常校正而得，即gF=gk+gh-g反映了實(shí)際地球形狀和物質(zhì)分布與大地面的偏差，大范圍內(nèi)的負(fù)的重力異常，說明

7、下方物質(zhì)有相對(duì)虧損，反之相對(duì)盈余。2）經(jīng)地形校正的法耶異常，gF=gk+gh+gT-g，作地形校正后，已經(jīng)局部的改變了地球的質(zhì)量分布。（二）布格重力異常它是對(duì)觀測值進(jìn)行地形校正，布格校正和正常場校正后獲得的，即gB=gk+gh+g-g，因而布格異常包含了殼內(nèi)各種偏離正常密度分布的礦體與構(gòu)造的影響。第六，七章1.決定巖石密度的主要因素是：1）巖石中各種礦物成分及其含量的多少2）巖石中的孔隙度大小及孔隙度的充填物的多少3）巖石所受壓力的大小2.三大巖類密度總體特征： （1）火成巖：主要由礦物成分及含量多少?zèng)Q定，從酸性到基性過渡時(shí)，其密度隨巖石中鐵鎂暗色礦物的百分含量的增加而變大（2）沉積巖：A 密

8、度有較大的變化范圍，主要由巖石中的孔隙度決定 B密度隨埋藏深度的增加而增大，C 密度隨孔隙度的減小而線性增大（3）變質(zhì)巖：A其密度與礦物成分，含量和孔隙度均有密切關(guān)系，B 密度主要由變質(zhì)的性質(zhì)和變質(zhì)的程度大小來決定3.正演：給定地下某種地質(zhì)體的形狀，產(chǎn)狀，剩余密度等。通過理論計(jì)算求取它在地面或空間范圍內(nèi)引起的異常大小，特征，變化規(guī)律等即“由源求場”。4.簡單模型體簡化在何種條件下，簡化成什么模型（1）水平物質(zhì)半平面：若鉛垂臺(tái)階的厚度比其頂面埋深小的多，則可將厚度為H-h的物質(zhì)層向它的中心平面壓縮成一個(gè)水平物質(zhì)半平面。 （2）水平物質(zhì)帶：當(dāng)鉛垂臺(tái)階的厚度比它的水平寬度和埋深小的多時(shí)，可將它的質(zhì)量

9、向柱體中心水平面壓縮成水平物質(zhì)帶 （3）鉛垂物質(zhì)帶：當(dāng)二度鉛垂體的寬度比它的厚度小很多時(shí)可以近似地將它壓縮成鉛垂物質(zhì)帶來研究。 （4）鉛垂物質(zhì)半平面：當(dāng)鉛垂物質(zhì)帶的下底的深度延伸到無限大時(shí)，可以簡化為鉛垂物質(zhì)半平面（5）鉛垂物質(zhì)線段（線元）：當(dāng)鉛垂柱體的直徑比其延伸小很多時(shí)，可將其質(zhì)量向它的中軸線壓縮成鉛垂物質(zhì)線段（線元）。（6）鉛垂物質(zhì)半直線：當(dāng)鉛垂物質(zhì)線段下底深度H無窮大時(shí)，得到鉛垂物質(zhì)半直線。4.不規(guī)則復(fù)雜模型體重力異常的計(jì)算方法把不規(guī)則復(fù)雜形體分解為許多小的幾何形狀規(guī)則或不規(guī)則的單元。對(duì)于不規(guī)則的單元，每個(gè)單元的異常值可以預(yù)先給出，或者易于用解析式計(jì)算，對(duì)于規(guī)則的單元，每個(gè)單元的異常值

10、可以用解析式計(jì)算。所有這些單元重力效應(yīng)的累加，就是這個(gè)不規(guī)則復(fù)雜形體的重力異常。5.直立線元法的基本方法用一組平行于X軸且相距很近的鉛垂面和一組平行于Y軸且相距很近的鉛垂面分別分割任意形狀的三度體。分割后，每個(gè)單元皆為直立棱柱體，每個(gè)棱柱體可看作質(zhì)量集中在中軸線上的線元，由線元公式計(jì)算出每個(gè)線元的作用值，再在兩個(gè)方向進(jìn)行數(shù)值積分，可得整個(gè)地質(zhì)體異常。第八章1，反問題即反演問題，就是已知地下某種地質(zhì)體在地面或空間范圍內(nèi)的異常的大小，特征或變化規(guī)律，從而求取該地質(zhì)體的形狀，產(chǎn)狀和剩余密度等，即“由場求源”。2，適定問題：1）解存在2）解唯一3）解穩(wěn)定，如果不滿足上述三個(gè)條件之一，則問題就是不適定提

11、出的。不適定問題：不適應(yīng)的提出重力反問題基本上是由于這個(gè)問題的不穩(wěn)定性造成的。3，特征點(diǎn)法：根據(jù)異常曲線上的一些點(diǎn)或特征點(diǎn)的異常值及相應(yīng)的坐標(biāo)求取場源體的幾何或物性參數(shù)，僅適用于剩余密度為常數(shù)的幾何形體。4，特征點(diǎn)法的應(yīng)用條件地質(zhì)體剩余密度為常數(shù)2）只能反演形狀規(guī)則的地質(zhì)體3)只能反演單個(gè)異常體，若實(shí)測異常為多個(gè)異常之和，則反演前進(jìn)行相應(yīng)的異常分離。4）不同幾何形體其反演公式不同，所以應(yīng)對(duì)所獲得的剩余異常進(jìn)行分類，然后選用相應(yīng)的反演公式。5，曲線類型及反演方法單峰異常，異常曲線的零值點(diǎn)在無窮遠(yuǎn)處，在原點(diǎn)處有極大值，如球體得g曲線，臺(tái)階的Vxz曲線等2）異常曲線具有極大值，極小值和一個(gè)零值點(diǎn)，如

12、球體的Vxz曲線，臺(tái)階的Vzz，Vzzz曲線3）異常具有一個(gè)極大值，兩個(gè)極小值和兩個(gè)零值點(diǎn)，如球體，水平圓柱體的Vzz和Vzzz曲線4）臺(tái)階的g異常曲線，具有一邊高一邊低的形態(tài)。 = 1 * GB3 = 2 * GB3 = 3 * GB3 = 4 * GB3 6，引起多解性的原因1,）重力異常由剩余質(zhì)量m產(chǎn)生，而m=v，當(dāng)m一定時(shí)，v有無數(shù)組合。2）其他原因：A：地質(zhì)體產(chǎn)生的場是連續(xù)的，而采集的信息是離散的，離散信息替代連續(xù)信息，產(chǎn)生誤差。B：重力異常剖面沒有達(dá)到足夠的長度即沒有觀測到一個(gè)地質(zhì)體引起的全部異常C;觀測和數(shù)據(jù)整理中產(chǎn)生誤差，把含誤差的數(shù)據(jù)用于反演。7.解決多解性的辦法：（1）結(jié)合

13、地質(zhì)鉆探，物探其他方法對(duì)反演結(jié)果進(jìn)行限制（2）加密測點(diǎn)（3）加長測線（4）提高儀器性能及改進(jìn)校正方法。第九章1，單斜異常與球體異常的疊加（P195畫圖）球體異常梯度單斜體 0,球體單斜體 單斜體2，對(duì)于不同階次，不同點(diǎn)數(shù)的平滑公式，其二次曲面平滑的效果有以下特點(diǎn)：當(dāng)點(diǎn)數(shù)一定時(shí)，階次越低，結(jié)果越平滑2)階次一定，點(diǎn)數(shù)越多，結(jié)果越平滑3）不同階次和不同點(diǎn)數(shù)結(jié)合，有時(shí)可能得到相似的平滑結(jié)果。3，高次導(dǎo)數(shù)法的優(yōu)點(diǎn)重力異常的導(dǎo)數(shù)可以突出淺而小的地質(zhì)體的異常特征而壓制區(qū)域性深部地質(zhì)因素的重力效應(yīng)，在一定程度上可以分離不同深度和大小異常源引起的疊加異常，且導(dǎo)數(shù)的次數(shù)越高，這種分辨能力越強(qiáng)。重力高階導(dǎo)數(shù)可以將幾個(gè)互相靠近，埋藏深度相差不大的相鄰地質(zhì)體引起的疊加異常分離出來4，重力異常導(dǎo)數(shù)分辨率高的主要原因重力位導(dǎo)數(shù)的階次越高，異常隨所在測點(diǎn)與場源體距離的加大，或場源體的加深而衰減越快。在水平方向，基于同樣的