第四講 重力野外測量_圖文

1、 重力野外測量 重力勘探工作過程1.編寫重力勘探技術(shù)設(shè)計(jì)書根據(jù)承擔(dān)的地質(zhì)任務(wù)進(jìn)行現(xiàn)場踏勘及搜集工區(qū)內(nèi)的地質(zhì)、物探、物性資料編寫技術(shù)設(shè)計(jì)2.野外施工采集重力異常數(shù)據(jù)及工區(qū)內(nèi)巖礦石的密度參數(shù)3.室內(nèi)資料整理通過資料整理得到工區(qū)內(nèi)異常的各種圖件4.重力異常的推斷解釋和報(bào)告編寫 根據(jù)測量所處空間位置的不同，重力測量分為 地面重力測量地下(包括坑道及井中重力測量海洋重力測量航空重力測量 衛(wèi)星重力測量 一、重力測量的地質(zhì)任務(wù)與技術(shù)設(shè)計(jì)(一重力測量的地質(zhì)任務(wù)區(qū)域重力調(diào)查能源重力勘探礦產(chǎn)重力勘探水文及工程重力測量天然地震重力測量 區(qū)域重力調(diào)查9999研究地球深部構(gòu)造。例如地殼厚度的變化(莫霍間斷面的起伏，深大

2、斷裂的可能部位及延伸情況，上地幔密度的不均勻性以及研究地殼的均衡狀態(tài)等。研究大地及區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造，劃分構(gòu)造單元；研究結(jié)晶基底的起伏及其內(nèi)部成分和構(gòu)造；圈定沉積盆地范圍，以及研究沉積巖系各密度界面的起伏和內(nèi)部構(gòu)造。探測、圈定與圍巖有明顯密度差異的隱伏巖體或巖層，追索兩側(cè)巖石密度有明顯差異的斷裂，進(jìn)行覆蓋區(qū)的基巖地質(zhì)、構(gòu)造填圖。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)、構(gòu)造及礦產(chǎn)分布規(guī)律，為劃分成礦遠(yuǎn)景區(qū)提供重力場信息。 能源重力勘探9研究重力測量可以在沉積覆蓋區(qū)快速、經(jīng)濟(jì)地圈出對(duì)尋找石油、天然氣或煤有遠(yuǎn)景的盆地;9在圈定的盆地內(nèi)研究沉積層的厚度及內(nèi)部構(gòu)造，尋找有利于儲(chǔ)存油氣或煤的各種局部構(gòu)造;9條件有利時(shí)可以研究非構(gòu)造油氣藏

3、(如巖性變化、地層的推覆、古潛山及生物礁塊儲(chǔ)油構(gòu)造等，并直接探測與儲(chǔ)油氣層有關(guān)的低密度體。 礦產(chǎn)重力勘探9包括金屬及非金屬礦產(chǎn)的重力測量。9它多與其它的物探方法配合，圈定成礦帶；9在條件有利時(shí)，可以探測并描述控礦構(gòu)造，或圈定成礦巖體；9或者直接發(fā)現(xiàn)埋藏較淺、體積較大的礦體或?qū)σ阎V體進(jìn)行追蹤等。 水文及工程重力調(diào)查9研究浮土下基巖面的起伏和有無隱伏斷裂、空洞，以確保廠房或大壩等工程的安全；9尋找水源，如利于儲(chǔ)水的地下溶洞、破碎帶、地下河道等；危巖、滑坡體的監(jiān)測；9地面沉降研究；9在地?zé)崽锏目睖y開發(fā)過程中，發(fā)現(xiàn)熱源巖體，監(jiān)測地下水的升降以及水蒸汽的補(bǔ)給情況，以便合理、持久地開發(fā)地?zé)崽锏取?天然地

4、震重力調(diào)查9天然地震重力測量可分為臺(tái)站重力測量和流動(dòng)重力測量兩種形式。9其主要任務(wù)是研究重力場在臺(tái)站點(diǎn)上或在某一地震活動(dòng)帶、沿一條測線或一塊面積的重力隨時(shí)間的變化。9在臺(tái)站上的觀測結(jié)果是臨震預(yù)報(bào)的依據(jù)之一；在固定測點(diǎn)之間進(jìn)行的流動(dòng)重力觀測結(jié)果是中長期預(yù)報(bào)的依據(jù)之一。 (二重力測量的技術(shù)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)思想是以盡可能少的工作量來圓滿地完成所承擔(dān)的地質(zhì)任務(wù)。主要解決的問題9工作比例尺的確定9精度要求及各項(xiàng)誤差的分配9野外工作方法的選擇等 工作比例尺的確定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(duì)重力異常的研究也就愈詳細(xì)。比例尺應(yīng)與地質(zhì)任

5、務(wù)相適應(yīng)。 1、重力預(yù)查(1:100萬,1:50萬在勘探空白區(qū)進(jìn)行大面積、小比例尺測量目的：大地構(gòu)造基本輪廓(如斷裂帶、巖體的分布等資料2、重力普查(1:20萬,1:10萬在有進(jìn)一步工作價(jià)值的地區(qū)開展調(diào)查目的：劃分區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、圈定巖體及儲(chǔ)油構(gòu)造，比較確切地指示成礦遠(yuǎn)景區(qū) 3、重力詳查(1:5萬,1:2.5萬在成礦遠(yuǎn)景區(qū)進(jìn)行重力測量，目的：詳細(xì)研究工區(qū)異常規(guī)律和特點(diǎn)，尋找局部構(gòu)造或巖、礦體4、重力細(xì)測(>1:2.5萬在已發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)油氣構(gòu)造、煤盆地、成礦有利的巖礦體上進(jìn)行精細(xì)測量目的：確定地層或巖、礦體的形態(tài)和產(chǎn)狀 在金屬礦、非金屬礦區(qū)，工作比例尺應(yīng)根據(jù)地質(zhì)任務(wù)、探測對(duì)象的大小及其異常特征來

6、確定。對(duì)普查金屬礦產(chǎn)來說，要求以不漏掉最小的、有工業(yè)開采意義的礦體產(chǎn)生的異常為原則，即至少應(yīng)有一條測線穿過該異常，所以線距應(yīng)不大于該異常的長度；至于點(diǎn)距，應(yīng)保證至少有23個(gè)測點(diǎn)處在礦體異常的寬度范圍內(nèi)，一般為線距的1/21/10。 關(guān)于測網(wǎng)的形狀，在小比例尺測量中，沒有嚴(yán)格要求，可以沿一些交通路線布置，并使測點(diǎn)均勻分布全區(qū)。在詳查或更大比例尺測量中，則要建立比較規(guī)則的測網(wǎng)。一般是由相互平行的等間距的測線和測的測網(wǎng)。線上分布的等間距的測點(diǎn)所組成。對(duì)于走向不明或近于等軸狀的勘探對(duì)象，宜采用方形網(wǎng)，即點(diǎn)線距相等。對(duì)于在地表投影有明顯走向的勘探對(duì)象，應(yīng)用矩形網(wǎng)，測線方向與其走向垂直。 精度要求及誤差分

7、配測量精度是衡量野外觀測質(zhì)量的重要標(biāo)志，也是決定技術(shù)措施、工作效率和成本的重要指標(biāo)。精度用異常的均方誤差來衡量，包括重力觀測值的均方誤差和各項(xiàng)校正值的均方誤差。精度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)任務(wù)和工作比例尺來確定。例如，金屬礦普查，精度取最小的、有意義的異常幅值的1/2-1/3。 重力測量的方式路線測量一般用于概查或普查階段測點(diǎn)沿交通方便的道路布置，測點(diǎn)大致均勻分布，線距沒有嚴(yán)格要求。剖面測量多用于詳查或?qū)ｉT性測量剖面線方向垂直地質(zhì)體走向，盡可能通過地質(zhì)體在地面投影的中心部位，測點(diǎn)不能偏離剖面線，在正常值區(qū)點(diǎn)距可大些。面積測量是重力測量的基本形式，可提供工區(qū)內(nèi)重力異常的全貌。 重力測量有利條件研究對(duì)象與其圍巖

8、之間有明顯的密度差，而在圍巖內(nèi)部沒有明顯的密度變化；研究對(duì)象的地質(zhì)構(gòu)造密度分界面的深度有顯著的變化，而其界面深度又不太深；在工區(qū)內(nèi)非研究對(duì)象引起的重力變化小，或通過校正能給以消除；地表地形平坦或較為平坦。 二、儀器的檢查與標(biāo)定儀器的檢查測程、水準(zhǔn)器位置、亮線靈敏度等儀器性能的試驗(yàn)靜態(tài)試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)和一致性試驗(yàn)儀器的標(biāo)定格值標(biāo)定，特殊情況下還要進(jìn)行溫度系數(shù)、氣壓系數(shù)和磁性系數(shù)的標(biāo)定。 靜態(tài)試驗(yàn)將儀器置入安靜、通風(fēng)的一層樓房的室內(nèi)，每隔20-30分鐘觀測一次，同時(shí)記錄室內(nèi)溫度，連續(xù)進(jìn)行24小時(shí)以上觀測。目的：了解儀器靜態(tài)零點(diǎn)漂移是否呈線性變化。 目的9了解儀器動(dòng)態(tài)混合零點(diǎn)漂移的速率；9動(dòng)態(tài)觀測下達(dá)

9、到的可能精度；9最佳工作時(shí)間范圍9確定最大線性零點(diǎn)漂移時(shí)間間隔。 三、重力基點(diǎn)網(wǎng)的布置與觀測重力儀存在零點(diǎn)漂移，且零漂往往不是與時(shí)間呈線性關(guān)系。用重力儀在測點(diǎn)上進(jìn)行觀測時(shí)，需要有一些精度更高、重力值已知的點(diǎn)來控制。這些點(diǎn)稱為基點(diǎn)?；c(diǎn)在觀測時(shí)都要聯(lián)成封閉的網(wǎng)絡(luò)，叫做基點(diǎn)網(wǎng)。普通點(diǎn)觀測均應(yīng)從基點(diǎn)開始，并終止于基點(diǎn)。 基點(diǎn)網(wǎng)的作用控制重力普通點(diǎn)的觀測精度；避免誤差的積累；檢查重力儀在某一段工作時(shí)間內(nèi)的零點(diǎn)漂移；確定零點(diǎn)漂移校正系數(shù)；推算全區(qū)重力測點(diǎn)上的相對(duì)重力值或絕對(duì)重力值。 基點(diǎn)網(wǎng)的布置均勻分布全區(qū);一臺(tái)或多臺(tái)精度高的儀器觀測；快速交通工具運(yùn)送；閉合環(huán)路;多個(gè)環(huán)路時(shí)，每個(gè)環(huán)路中必須包含相鄰環(huán)路中

10、兩個(gè)以上基點(diǎn)作為公共基點(diǎn);在交通干線上，地物地貌標(biāo)志明顯，周圍無震源，穩(wěn)固，并按規(guī)定統(tǒng)一編號(hào)和建立永久或半永久性標(biāo)記。 基點(diǎn)網(wǎng)的觀測方法在基點(diǎn)網(wǎng)上觀測方式的選擇，是以能對(duì)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠的零點(diǎn)漂移校正,能滿足設(shè)計(jì)提出的精度要求為原則。單向循環(huán)重復(fù)順序123123往返重復(fù)順序123321三重小循環(huán)順序1212323434 基點(diǎn)聯(lián)測基點(diǎn)聯(lián)測不僅使工區(qū)建立的基點(diǎn)網(wǎng)能夠推算絕對(duì)重力值，而且可以使測量成果作為全國重力測量的一個(gè)組成部分。重力基本網(wǎng)的測量采用絕對(duì)重力儀和相對(duì)重力儀聯(lián)合進(jìn)行的。由絕對(duì)重力儀在選定的中心臺(tái)站施測，然后采用多臺(tái)(至少4臺(tái)以上相對(duì)重力儀對(duì)各基本點(diǎn)進(jìn)行環(huán)線方式實(shí)施聯(lián)測，測得的重力網(wǎng)差

11、值平差后建立基本網(wǎng)。 國家重力基本網(wǎng)一般劃分為不同的等級(jí)：9基本網(wǎng)點(diǎn)距一般為幾百公里9一級(jí)網(wǎng)為幾十公里到100km左右9二級(jí)網(wǎng)為10km左右9三級(jí)網(wǎng)為幾公里中國重力基本網(wǎng)分為基本網(wǎng)和一等網(wǎng)兩級(jí)。 1957年我國在全國范圍內(nèi)建立了第一個(gè)國家重力控制網(wǎng)，由21個(gè)基本點(diǎn)和82個(gè)一等點(diǎn)組成，稱為1957年重力基本網(wǎng)。該網(wǎng)與前蘇聯(lián)的三個(gè)重力基本點(diǎn)連測，屬波茨坦重力系統(tǒng)，后來發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)有+14毫伽的常差。1983年后進(jìn)行新的建網(wǎng)工作，基本網(wǎng)包括6個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)、46個(gè)基本點(diǎn)和5個(gè)引點(diǎn)，共計(jì)57個(gè)基本重力點(diǎn)。網(wǎng)中北京、上海等點(diǎn)與東京、京都、巴黎、香港等重力點(diǎn)聯(lián)測，屬1971年國際重力基準(zhǔn)網(wǎng)即IGSN-71系統(tǒng)。1

12、987年起我國正式以該網(wǎng)的57個(gè)重力點(diǎn)作為重力起算點(diǎn)，稱為1985國家重力基本網(wǎng)。 檢查點(diǎn)的布置與觀測為了檢查在普通點(diǎn)上重力觀測的質(zhì)量，需要抽取一定數(shù)量的點(diǎn)做檢查觀測。檢查點(diǎn)的布置在時(shí)間上與空間上都大致均勻。檢查所用的儀器不同，操作人員不同、觀測路線不同。檢查點(diǎn)應(yīng)占普通點(diǎn)總數(shù)的5-10，在大面積的區(qū)域調(diào)查中也應(yīng)不少于3%。 五、測地工作為了重力測量的進(jìn)行和對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行各項(xiàng)校正，需要進(jìn)行一定的測地工作。測地工作的內(nèi)容布設(shè)重力測網(wǎng)、重力測點(diǎn)；確定測點(diǎn)的坐標(biāo)；確定重力測點(diǎn)的高程；當(dāng)測區(qū)內(nèi)地形起伏較大，地形影響不能忽略時(shí)，需作相應(yīng)比例尺的近區(qū)地形測量。 海洋、航空、井中、衛(wèi)星重力測量 一、海洋重力測量 重力資料基本整理 定位數(shù)據(jù)的預(yù)處理 零點(diǎn)漂移改正正常場計(jì)算厄特渥斯改正自由空間改正布格重力改正檢查異常調(diào)差和數(shù)據(jù)網(wǎng)格化，得到布格重力異常。 東海布格重力異常圖(秦蘊(yùn)珊,1987 二、航空重