重力勘探4-正反演

1、根据仪器格值，将所有观测的仪器读数转换为有重根据仪器格值，将所有观测的仪器读数转换为有重力单位的观测值；力单位的观测值；按照观测的日期、时刻、以及测点的经纬度，计算按照观测的日期、时刻、以及测点的经纬度，计算固体潮理论值，并对观测数据进行校正；固体潮理论值，并对观测数据进行校正；利用固体潮校正后的观测值，按观测方式的不同选利用固体潮校正后的观测值，按观测方式的不同选择方法，进行仪器零点漂移校正；择方法，进行仪器零点漂移校正；将零漂校正后的观测值归算到基点，得到测点重力将零漂校正后的观测值归算到基点，得到测点重力值，或归算到测区起算点，得到相对重力值；值，或归算到测区起算点，得到相对重力值；观测

2、数据整理步骤观测数据整理步骤复习复习相对重力值重力异常1.正常场（纬度）校正：消除测点与基点间纬度差异而造成的重力变化；2.地形校正：消除测点附近地形起伏对重力观测结果数据的影响；3.中间层校正：消除测点基准面与基点基准面之间水平中间层的重力影响；4.高度校正：消除测点相对于基点的高程差而造成的重力数值变化。复习复习各种重力异常的地球物理意义复习复习第六节 重力异常正演正演与反演n正问题也称正演，是指给定地质异常体的形状、产状和剩余密度分布，通过计算得出重力异常的大小、特征和变化规律等。n反问题也称反演，是指根据重力异常的数值大小、变化规律等场的特征，结合已知的地质资料和地质体的物性参数，求解

3、地质体的形状和空间位置等。n正问题从给定地球物理模型，通过数值计算或物理模拟，得出相应地球物理场的过程，目的是认识和掌握地球物理场的特征与场源之间的对应关系；n反问题就是根据已知的地球物理场，求解可能的地球物理解释，即地下地质结构的过程。观测数据观测数据d地质模型地质模型m反问题：反问题：m=G-1d正问题：正问题：d=Gm为了简化，假设地质形体孤立存在，密度均匀，地为了简化，假设地质形体孤立存在，密度均匀，地面水平，所取剖面为中心剖面面水平，所取剖面为中心剖面规则形体：球体、水平圆柱体、垂直台阶、脉状体规则形体：球体、水平圆柱体、垂直台阶、脉状体一、简单规则形体重力异常正演一、简单规则形体重

4、力异常正演半径半径 R， 剩余质量剩余质量M，中心埋深，中心埋深D，剩余密度，剩余密度 在在y=0 的剖面上，为的剖面上，为 ( (一一) )球体球体2323)()(),()0,(222222DyxMDGdddyxGyxg23)(22DxMDGxg-50-40-30-20-100102030405000.511.522.533.54x 10-3EgD0讨论：讨论： P(x,0,0);766. 0; 0lim;2/12maxDxgDMGgx2maxDGgM近似于等轴状地质体，如盐丘、矿巢、溶洞等近似于等轴状地质体，如盐丘、矿巢、溶洞等球体参数：半径球体参数：半径30m，中心埋深，中心埋深20m，

5、剩余密度，剩余密度2.0g/cm3，重力异常单位，重力异常单位mGal其它转换异常特征：其它转换异常特征：27252532323222222222222DxxDMDGzggDxxDMGzggDxDxMGxggzzzx水平梯度垂向一阶导数垂向二阶导数无限长均匀水平圆柱体无限长均匀水平圆柱体半径半径 R， 中心埋深中心埋深D，剩余线密度剩余线密度 = S （S为圆柱截面积）为圆柱截面积） （二）水平圆柱体（二）水平圆柱体ZYXO+ - D R无限长均匀水平圆柱体无限长均匀水平圆柱体最大值为最大值为半极大值为半极大值为 22222)()(DxDGddxGxgDGDxDGgxxDGgx22maxmax

6、2121221,2,03.1.2 无限长均匀水平圆柱体无限长均匀水平圆柱体深度深度D与异常形态之间的关系与异常形态之间的关系同理，有同理，有 即即 1121nDxDxnDGg2max转换异常特征：转换异常特征：3222222222222)(34)()(2)(4DxxDDGgDxxDGgDxDxGgzzzx（三）铅垂台阶（垂直断层）（三）铅垂台阶（垂直断层）n半无限水平板模型用于模拟清楚的接触带、高角度的断层等地质现象。 n假设在直角坐标系中半无限水平层的分布范围是 x0, -y+，hz Gh当台阶面向台阶内侧倾斜时：g(0) Gh（四）断裂构造基本特征（四）断裂构造基本特征n当=90（垂直断层

7、）时，重力异常极大值与极小值绝对值相等，曲线以原点O为中心对称n当90（逆断层）时，上升盘一侧异常极大值明显n断层面附近重力异常变化明显，重力水平梯度较大。（五）二度板状体（五）二度板状体n矿脉、岩脉、岩墙等沿走向方向延伸较长的地质体矿脉、岩脉、岩墙等沿走向方向延伸较长的地质体nH为向下无限延伸2.倾斜板状体复杂形体的简化复杂形体的简化1. 1. 三度体的简化三度体的简化 当三度体的最大延展尺度与最小延展尺度之差当三度体的最大延展尺度与最小延展尺度之差 L L (1/5) 5 5D D 可近似二度体。可近似二度体。二、复杂形体重力异常正演 3. 3. 截面较小形体的简化截面较小形体的简化 当地

8、质体的在某方向上有一定延伸，截面最大延展尺度当地质体的在某方向上有一定延伸，截面最大延展尺度L L与其至计算点最小距离与其至计算点最小距离D D满足满足 L L (1/5) (1/5) D D 可近似为物可近似为物质线。质线。 4. 4. 厚度较小形体的简化厚度较小形体的简化 当地质体的在某平面上有一定延伸，其厚度当地质体的在某平面上有一定延伸，其厚度 与其平面与其平面上的延展尺度上的延展尺度D D满足满足 D D 可近似为物质面。可近似为物质面。 5. 5. 对复杂形体可分割成若干个小规则形体的组合对复杂形体可分割成若干个小规则形体的组合 “化整为零化整为零” 二度体截面由二度体截面由n个角

9、点构成，其坐标为个角点构成，其坐标为( i, i), i=1,2, , n. 即即（一）任意多边形截面二度体的正演（一）任意多边形截面二度体的正演),.,3 ,2, 1(tgtg)(ln)(21)()(2111112221211212111niGgiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii 1111112221211212111tgtg)(ln)(21)()(2iiiiiiniiiiiiiiiiiiiiiGg（二）任意形状三度体（二）任意形状三度体用一组垂直于用一组垂直于y y轴的平面轴的平面和一组垂直于和一组垂直于X X轴的平面分轴的平面分别切割地质体，则任意两别切割地质体，则任意两个平面的

10、交线包合在地质个平面的交线包合在地质体之内的部分形成一个线体之内的部分形成一个线元。元。用解析式计算每一个线用解析式计算每一个线元在计算点产生的重力异元在计算点产生的重力异常作用值。常作用值。1、线元法、线元法对所有钱元的作用值依次进行对所有钱元的作用值依次进行X方向和方向和Y方向的数值积分，方向的数值积分，便得到整个地质体在计算点所产生的重力异常值。便得到整个地质体在计算点所产生的重力异常值。 2面元法面元法用一组垂直于用一组垂直于z轴的平面轴的平面或者垂直于或者垂直于X轴、轴、y轴的平轴的平面切割地质体，地质体与平面切割地质体，地质体与平面相交形成一系列的裁面。面相交形成一系列的裁面。近似地用一个多边形代近似地用一个多边形代替每一个截面，用解析表达替每一个截面，用解析表达式计算出计算点的重力作用式计算出计算点的重力作用值。值。将所有面的作用值用数将所有面的作用值用数值积分求得整个地质体产生值积分求得整个地质体产生的重力异常值。的重力异常值。 3长方体元法长方体元法用一组垂直于用一组垂直于X轴的平面、一轴的平面、一组垂直于组垂直于y轴的平面和一组垂直于轴的平面和一组垂直于Z轴的平面切割地质体，于是地轴的平面切割地质体，于是地质体被划分成许多小长方体。质体被划分成许多小长方体。用解析公式计算出每个小长方用解析公式计算出每个小长方体在计算点所产生的重力异常值。体在计算点所产生