重力勘探概述
12
2) 地下重力勘探
地下重力勘探是指在钻井、竖井中垂直地 进行,以及在矿区的不同平巷中水平或垂直地 进行的重力勘探。
在钻井或竖井中的重力勘探是研究重力垂 直分量随深度的变化,该变化是有地下密度不 均匀体的垂向及横向位置的变化所引起的。
13
对于一口井而言,重力垂直分量的变化主要是由仪器与 地下密度不均匀体之间垂向距离的变化,以及密度不均匀体 与围岩之间的密度差所引起的,因此井中重力勘探可以提供 垂向的密度变化。
6
1) 地面重力勘探
一、重力勘探的地质任务
① 区域重力调查 ② 能源重力勘探 ③ 矿产重力勘探 ④ 水文及工程重力测量 ⑤ 天然地震重力测量
7
二、重力勘探的技术设计
① 工作比例尺的确定 ② 精度要求及误差分配 ③ 重力测量的方式 ④ 重力测量的有利条件
8
三、仪器的检查与标定
① 重力仪的静态试验 ② 重力仪的动态试验 ③ 重力仪的一致性试验 ④ 重力仪格值的标定
大洋上的重力测量工作,最先是有荷兰大地测量学家 F.A.Vening Meinesz于1923年用海洋三摆仪在荷兰及英、美潜 水艇中进行的。此后,在沿海浅水区域常使用海底重力仪, 利用遥测装置在海面上进行观测。这种重力仪的结构和陆地 重力仪类似,观测精度也较高。由于遥测等技术问题不易解 决,观测时间较长,效率低,所以以后它逐渐被淘汰。第二 次世界大战后,美国、前苏联、日本等国家研制的海洋重力 仪安装在船上,能在航行中进行重力测量,工作效率高,目 前广泛地用于海洋重力测量。
1817年,卡特(C.H.Kater)在重力测量中引进了 可以交换振动和悬挂中心的复摆,这个装置作为重 力调查的主要工具延续使用了一个世纪。
26
重力勘探大约起始于20世纪初。匈牙利物理学家厄缶 (Baron Roland von Eotvos,1848~1919年)在1890年制造出了 第一台测量重力变化率的扭秤。1901年,他使用扭秤在 Balaton湖进行了第一次重力测量,后来用它在捷克、德国、 埃及和美国的石油勘探中寻找盐丘等储油构造获得了成功。 1922年厄缶扭秤由Shell和Amerada公司进口到美国。1922年 12月,横过Spindletop油田的试验性测量,清楚地表明这个构 造能够被扭秤发现,从而开创了石油地球物理勘探的历史。 1924年末,在美国得克萨斯(Texas)州Brazori县,用Nash盐丘 的一口试验井,验证了重力解释,根据这一结果在世界上首 次用地球物理方法发现了石油。
16
海洋重力测量分路线测量(断面测量)和面积测量两种 方式。基本上采用走航式的连续观测方法。
与陆地重力测量相比,有它特殊要求:①需要在港口、 码头建立重力基点,重力测量采用单次观测法,起始、闭合 于这些基点;②需要准确准确的船只运动参数(航向、航速 及位置);③要求船只沿航线测线尽量保持匀速、直线航行。
24
开普勒(J.Kepler)提出了行星运动定律,他的研 究为牛顿能够发现万有引力定律打下了基础。牛顿 在1685~1687年提出了万有引力定律,这一定律是 重力测量及重力勘探最重要的基本定律。
25
1735~1745年,法国科学院在Lapland和Peru的考 察,使布格(P.Bouguer)能够建立了许多基本的引 力关系,包括重力随高度和纬度的变化规律,并计 算出水平引力及地球的密度等。
21
目前卫星重力探测技术主要有以下4种模式: ① 地面跟踪观测卫星轨道摄动。 ② 卫星测高。 ③ 卫星跟踪卫星。 ④ 卫星重力梯度测量。
22
3、重力勘探简史
重力勘探的前身是研究地球形状的重力 测量学。
23
1672年,法国天文学家里歇利用摆钟从巴黎到 南美进行天文观测时发现重力加速度在世界各地并 非恒值。这一消息被牛顿和惠更斯得知后,两人不 谋而合地指出:这种现象与他们认为地球是旋转的 扁球体的推论相符。这在理论上阐明了地球重力场 变化的基本规律,使人类对重力现象实质的认识上 升到一个新的高度,同时也为至今用重力测量研究 地球形状奠定了基础。
机运动所产生的加速度的垂向分量的影响。为了得到真正的 重力加速度,需要进行校正消除干扰的影响。
20
5) 卫星重力测量
卫星重力学是将卫星当作地球重力场的探测器 或传感器,通过对卫星轨道的摄动及其参数变化观 测,以此研究和了解地球重力场的变化。
因此研究地球重力场就不只局限于应用天文、 大地和地面重力测量资料,利用卫星观测资料建立 全球重力场模型和确定大地水准面的理论和技术得 到了迅速发展。
4
2、重力勘探的分类
根据测量所处的空间位置的不同,重力勘 探可以分为:地面重力勘探;地下(包括坑道 及井中)重力勘探;海洋重力勘探;航空重力 勘探;卫星重力勘探。
5
重力勘探工作的全过程大致可划分成三个阶段: 首先是根据承担的地质任务进行现场踏勘和编写技 术设计;第二步是进行野外测量,采集有关的各种 数据;最后是对实测数据进行必须的处理和解释、 编写成果图件及报告。
9
四、基点网的布置与观测
① 基点网的作用 ② 基点网的布置 ③ 基点网上的观测方测
① 普通点的布置与观测 ② 检查点的布置与观测 ③ 补充观测
11
六、测地工作
① 按照技术设计要求布设重力测网,提供野外的重 力测点位置。 ② 确定重力测点的坐标,以便对重力测量结果进行 正常正常场校正和展点绘图。 ③ 确定重力测点的绝对或相对高程,以便对重力测 量结果进行高度校正和中间层校正。 ④ 当测区内地形起伏较大,地形影响不能忽略时, 为了进行地形校正,需做相应比例尺的近区地形测 量。
17
4) 航空重力勘探
把重力仪安装在飞机或直升机上进行的重力勘 探。
18
优势: ① 不受测区条件的限制。 ② 不受地形起伏的影响。 ③ 不受假频的影响。能够连续地对数据取样和处理。 ④ 在设计飞行时,可以在三维空间测量,这就可以根据 在不同高度的重力值评价所研究的构造。
19
缺点: 在飞行状态下进行的航空重力测量,重力仪必然受到飞
重力勘探概述
重力勘探概述
1、重力勘探的概念 2、重力勘探的分类 3、重力勘探简史 4、重力勘探在我国的发展 5、重力勘探的应用
2
1、重力勘探的概念
物理基础:牛顿万有引力定律 研究对象:矿产资源或地质构造等 前提条件:研究对象与围岩存在密度差异
3
重力勘探是以研究对象和围岩之间的密 度差异为基础,利用物理学原理,通过观测 与分析重力场的空间与时间分布规律,查明 地质构造和寻找矿产的一种地球物理方法。
坑道中的重力勘探若只在一个坑道中进行,则其原理与 地面重力勘探相类似,可提供坑道附近横向密度变化的资料。 若在多层坑道中进行重力勘探,则可提供不同深度处密度变 化的资料。
14
3) 海洋重力勘探
海洋重力勘探为研究地球形状和地球内部 构造、勘探海洋矿产资源、保护航天和远程武 器发射等提供重力资料。
15