重力勘探要求和资料整理图示

1、重力勘探要求和资料整理图示 重力仪分类：按结构分机械式重力仪电子式重力仪石英弹簧重力仪振弦重力仪（海上）超导重力仪金属弹簧重力仪激光重力仪按测量原理分相对重力测量仪绝对重力测量仪（实验室）复习影响重力仪精度的因素及消除影响的措施温度影响：选用受温度影响较小的材料作为仪器的弹性元件；附加自动温度补偿装置；采用电热恒温气压影响：将弹性系统置于高真空的封闭容器；在于平衡体相反方向加一个等体积矩的气压补偿器电磁力影响：将整个弹性系统做消磁处理；安置状态不一致影响：重力仪安装有调平系统零点漂移影响：测量过程中进行零点校正震动影响：仪器中设有锁制装置；改善仪器运输环境复习二、工作比例尺、测网及测量精度 1

2、.工作比例尺工作比例尺反映了重力测量工作的详细程度；比例尺取决于相邻测线间的距离。比例尺愈大，单位面积内的测点数就愈多，对重力异常的研究也就愈详细比例尺应与工作任务相适应复习2. 重力基点网重力基点（gravity base station）：为了检查重力仪的零点位移、确定合适的零点改正系数、减少误差的积累和提高重力测量精度，在测量之前，要在工区内确定一定数量的控制点，称重力基点。重力基点网（gravity base points net） 指工区内一系列基点所构成的控制网。各基点相对于总基点的重力差值是用一台或几台重力仪通过特定的基点连测准确测定的，其精度比一般测点高23倍。复习3. 重力测

3、网重力测网（gravimetric network） 又称重力普通网，是重力勘探野外观测中一系列测点所构成的普通网。重力测网的大小和形状由勘探任务及勘探对象的大小和形状来决定。当勘探对象有一定走向时，多采用矩形网，反之，多采用方格网。网格的大小，在普查时以不漏掉有意义的地质体为原则；在详查时以查明地质体产生的重力异常的变化细节为原则。 复习任何一次野外观测，都必须起始于基点而终止于基点；要求两次基点观测之间的时间间隔内仪器零漂基本为线性； 野外观测方法单次观测往返观测三重小循环观测 三、 野外观测基本要求复习第四节 重力资料的整理及图示根据仪器格值，将所有观测的仪器读数转换为有重力单位的观测值

4、；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；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；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；1. 观测数据整理步骤 (2) 各种观测方式的零漂校正单次观测由于单次观测起始及终止于基点，所以零漂值为相对基点的重力差值为StS1S2t1t2Total driftti - driftti (2) 各种观测方式的零漂校正往返观测对于同一测点，其零漂从两个闭合段分别计算，即StS1S2t1t2Drift-1S3Drift-2t3SiSjti1ti2 (2)

5、各种观测方式的零漂校正三重小循环观测tS11S21t11t21S12t22SS22t12S1S2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。1. 正常场（纬度）校正 正常重力是纬度 的函数，当测点与基点纬度不同时正常场的值是不同的。为消除正常重力因纬度不同而引起的重力变化，实现纬度一致性而进行的校正称为正常场（纬度）校正。由于测点与基点的纬度均是已知的，可以计算出正常

6、重力值的变化量为：当测区不是很大时，可以认为正常场的纬度变化率不变，正常重力值的变化量为： 式中 为总基点所在的纬度， 为测点与总基点的纬向距离（单位为km）。2. 地形校正 地形校正需要根据实际地形起伏，求出测点基准面以上质量盈余及以下的质量亏损对测点的影响：然后从观测重力差值中减去，测点附近的地形起伏使重力值比水平地形要小，因而校正值为正。3. 中间层校正经过地形校正后，各测点附近的地形起伏的影响消除了，但各测点与基点的重力差值中仍然包含着通过测点的水准面和通过总基点的水准面之间存在的一个水平物质层厚度变化的影响，这一水平物质层通常称为中间层。消除中间层影响的校正叫做中间层校正。中间层校正

7、（续）中间层的存在使测点重力观测值增大，影响量为：因而中间层校正值为： 取 h 单位为 m，密度单位为 g/cm3，则中间层校正值为：测点高于基点时 为正，反之为负。 4. 高度校正 进行高度校正的目的是为了消除各测点海拔高程不同对重力观测值的影响。消除由于测点与基准面存在高差所造成的重力影响的校正称为高度校正。大地水准面附近，高度每增加1m，正常重力值减少。当测点高出基准面h时，其高度校正值为： 布格重力异常高度校正和中间层校正都与测点的高程大小有关系，通常把这两项合并起来称为布格（Bouguer）校正，即： 观测重力差值经过正常场校正、地形校正和布格校正之后得到异常称为布格重力异常。可表示

8、为： 布格重力异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仅仅消除了起伏地形上各测点与基准面之间均匀密度分布对测点重力值的影响，并没有改变局部密度不均匀体对各测点重力值的影响。因此，校正后局部密度不均匀体引起的重力异常并不是对应于测点在基准面上的投影点，而是仍然对应于自然表面上的各测点。 第五节 重力异常的类型及其意义布格重力异常仅仅是重力异常的一种，经过不同的校正，可以得到不同类型的重力异常。由于在进行各项校正的过程中对地球的质量分布做了不同程度的调整，因而相应的重力异常具有各不相同的地质-地球物理意义。异常类型：1.布格重力异常2.均衡异常3.自由空间异常

9、1. 布格重力异常布格重力异常是应用最为广泛的一种重力异常。经过各项校正后，消除了观测面以下正常密度分布的重力作用，但是对于异常/剩余密度分布的重力作用未作任何调整。因而布格重力异常包含了从浅到深各个深度上剩余密度分布对测点的重力作用，既有各种局部矿体和构造的影响，也包含了大范围内地壳下界面起伏而在横向上相对于上地幔质量的巨大亏损（陆地）或盈余（海区）的影响。实际应用中，布格重力异常又分为绝对布格重力异常和相对布格重力异常。相对布格重力异常相对布格重力异常的计算如前所述，取测区内总基点所在的水准面作为比较各测点异常值大小的基准面，重力观测值为测点相对于总基点的重力差值，布格校正所用的高程是测点

10、相对于总基点的相对高程，密度用当地地表实测的平均密度值，正常场校正可用纬度校正代替。相对布格重力异常多用于小面积、大比例尺的测量中，便于对局部的异常做较深入的分析。绝对布格重力异常绝对布格重力异常的计算是以大地水准面为比较各测点重力异常大小的基准面，布格校正用的高程是测点的海拔高度，密度用统一规定的3。绝对布格重力异常用在中、小比例尺中，便于大面积的拼图和统一解释。大的范围内，布格重力异常除局部的起伏变化外，总的规律是在陆地区特别是在山区表现大面积的负值区，山越高，异常负值越大；而在海洋区，则属于大面积的正值区。 布格重力异常的复杂性布格重力异常是地球内部所有密度不均匀体引起的叠加异常，是一种

11、体积效应。叠加异常中的一部分，主要是由分布较广的中、深部地质因素的重力效应；一部分是浅层和局部的密度体的重力效应；还包含各种干扰因素。不同地质因素引起的异常在幅度大小、分布范围、变化快慢等特征方面都不尽相同，因而所包含的信息量是很大的。但是，不同因素引起的异常叠加在一起，又给异常的识别、区分和研究都带来了相当大的困难。布格重力异常的均衡意义如果地形起伏仅仅是在密度基本上正常分布的地球表面造成局部的质量亏损或盈余，经过布格校正后的重力异常应该不大且无系统偏差。但是，布格重力异常在山区表现为大范围的负值，山越高负值越大，说明山底下应有某种形式的物质亏损以补偿山体质量相对于周围地区造成的盈余。这体现

12、（隐含）了质量均衡的思想。2. 均衡重力异常地壳均衡是基于流体静力平衡原理对地壳构造进行解释的理论。该理论认为：密度较小的地壳由密度较大的深部岩浆支撑着，高山和大陆漂浮在地幔岩浆之上，并处于平衡状态，地壳的各个地块在一定的深度压力相等。地壳均衡理论是19世纪中期为解释喜马拉雅山南麓的铅垂线偏差而首次提出来的观点，它能较正确地解释地壳结构的基本规律，并已被越来越多的地球物理(如重力、地震等) 资料所证实。均衡重力异常是指根据地壳均衡理论，对布格重力异常进行均衡校正后得到的重力异常。普拉特-海福特模型/假说普拉特模型认为：在地下某一深处存在等压面，即均衡面，均衡面的海拔深度大致相等，该面以上地壳介

13、质的密度是横向变化的，但相同面积承载的质量相等在山区柱体密度要小些，而平原和海洋，柱体密度要大些。地壳均衡的普拉特模型艾里-海斯坎宁模型/假说艾里模型认为：地壳介质的密度横向变化不大（平均约g/cm3），但其厚度变化是明显的，地形的凸起和陷入深部岩浆的下凹相对应，地形越高，莫霍面越深地壳质量的过剩和不足由其下面较重的岩浆面位置的高低来补偿。通过最深柱体的底面就是等压力均衡面。地壳均衡的艾礼模型不同均衡模型的对比考虑到地壳形成过程中凝聚力的影响和密度变化的客观情况，三种均衡模型/假说中，弹性板模型/假说应该是最为合理。对比研究表明，三种均衡模型产生的均衡效应几乎相同，普拉特模型与实际的地壳底界面起伏有明显的矛盾，弹性板模型计算相对复杂，因而简单实用的是艾里模型。地壳均衡的三种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准面与均衡补偿面之间引起的密度变化对测点重力值的影响。均衡重力异常反映的是在经过均衡调整后的地球密度分布与正常椭球体之间的偏差，均衡异常为正，表示补偿过剩，为负表示补偿不足，接近为零表示近于均衡状态