重力勘探任務(wù)書林達源

勘探任務(wù)書一.重力勘探的地質(zhì)任務(wù)1)在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中，利用重力異常配合其他有關(guān)資料能有效地研究地殼深部構(gòu)造(如莫霍界面、結(jié)晶基底起伏)，研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造，劃分構(gòu)造單元，進行地質(zhì)填圖等。根據(jù)具體任務(wù)，野外施工之前應(yīng)先編寫技術(shù)設(shè)計書.它是具體施工的依據(jù)。設(shè)計書應(yīng)包括以下內(nèi)容:設(shè)備型號等;1)明確工區(qū)范圍、地理位置及工作目的與任務(wù)，開展野外工作所需人員配備、儀器2)收集有關(guān)本區(qū)及鄰區(qū)的地質(zhì)、物性資料和前人工作成果，必要時應(yīng)實地路勘并完成一定數(shù)量的密度標本測試;3)確定工作比例尺，測網(wǎng)形狀、測線方向、測量時具體技術(shù)方法，測量精度要求及精度誤差分配標準;4)是否建立基點網(wǎng)以及基點網(wǎng)的精度要求;5)確定開展野外工作所需人員配備和素質(zhì)、儀器設(shè)備型號和數(shù)量、工作進度，施工順序;6)所需經(jīng)費預(yù)算、安全措施等。二、重力儀的操作(一)ZSM型石英彈簧重力儀的操作步驟1.ZSM型石英彈簧重力儀使用前主要應(yīng)對儀器的靈敏度進行調(diào)試。首先應(yīng)檢查儀器的光線靈敏度，該過程相對比較復(fù)雜，應(yīng)在老師的指導(dǎo)下完成。光線靈敏度是指亮線從零刻度線位移到+1或-1刻度線時儀器讀數(shù)之差。一般zSM型石英彈簧重力儀的讀數(shù)差在16~-20格為宜，小于此數(shù)稱靈敏度過高，這時儀器很難穩(wěn)定，讀數(shù)困難:大于此數(shù)稱靈敏度過低，儀器靈敏系統(tǒng)遲鈍，不能反映微小重力變化，從而影響測量精度。2.重力儀操作和檢查操作重力儀的步驟是:1)把儀器輕輕放置于儀器專用底盤上。2)打開電源開關(guān)，觀察儀器內(nèi)部的縱、橫水準器水泡是否居中。3)若水泡不居中，用手指旋儀器外殼下部三個腳螺旋，調(diào)整水泡，直到使縱、橫水泡都居中為4)觀察目鏡簡中刻度片上的“亮線”位置是否與刻度片中間最長線(零線)重合。5)若不重合時，用右手旋轉(zhuǎn)面板，上的計數(shù)器旋扭，使“亮線”移動后與零線重合，稱零點讀數(shù)。般亮線在零線左側(cè)，須順時針旋轉(zhuǎn)計數(shù)器旋扭，亮線在零線右側(cè)，須逆時針旋轉(zhuǎn)計數(shù)器旋扭。6)為了消除計數(shù)器的齒輪間的螺距差，在零點讀數(shù)時，應(yīng)使亮線沿同一方向去擬合零線。上述6步完成后就可讀出儀器在某一點的觀測數(shù)值來，即稱為水平零點讀數(shù)。這是正確使用儀器的要求，儀器的準備、1.儀器的檢查與常數(shù)測定重力儀在正式投人生產(chǎn)之前應(yīng)進行必要的性能檢查和常數(shù)測定。儀器性能不穩(wěn)定如儀器讀數(shù)零點位移無規(guī)律)，將直接影響測量精度。故開展野外工作前應(yīng)完成下列工作:1)儀器格值的檢查和重新標定;2)儀器靈敏度的檢查和調(diào)節(jié);3)儀器水平位置的檢查和水泡曲線測試;4)儀器測程的檢查與調(diào)節(jié);5)儀器零點位移的檢查(包括靜態(tài)和動態(tài)試驗);6)儀器(多臺儀器)一致性試驗。.影響重力儀精度的主要因素及消除影響的措施(1)溫度影響靈敏系統(tǒng)受溫度影響其彈力產(chǎn)生變化引起測量誤差:儀器各部件受溫度影響產(chǎn)生機械變形造成誤差，為消除這種影響:1)選用溫度系數(shù)小的材料作儀器的彈性元件:2)附加自動溫度補償裝置:3)采用電熱恒溫。(2)彈簧的永久形變影響儀器彈簧在力的長期作用下會發(fā)生彈性疲勞現(xiàn)象，造成讀數(shù)隨時間推移而變化，即所謂零點掉格，它嚴重地影響到重力儀測量的精度。為消除其影響，在制造儀器時，應(yīng)選擇良好的材料和經(jīng)過時效處理，盡量使零點掉格變小并使它為時間的線數(shù)。當(dāng)然，在計算重力值時還應(yīng)進行零點掉格改正。(3)傾斜誤差的影響在各點觀測時安置儀器的水平位置不完全一樣，所帶來的讀數(shù)誤差。為此，在儀器面板上都裝有指示水平的縱、橫水準器。操作儀器時必須利用調(diào)平腳螺絲進行認真調(diào)平。(4)氣壓影響將彈性系統(tǒng)放在高真空容器內(nèi)，加氣壓補償裝置。(5)磁力影響在平衡體附近放一適量的放射性物質(zhì)，使空氣游離導(dǎo)走電荷:對金屬彈簧儀器，其彈性系統(tǒng)要消磁，野外觀測時盡量使擺桿朝向地磁方向。、三.技術(shù)主要內(nèi)容航空重力勘查系統(tǒng)可以直升機和固定翼等飛行器為搭載平臺，形成航空重力、航空重磁等勘查系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)主要包括航空重力儀、差分GPS系統(tǒng)、數(shù)據(jù)牧錄控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和不間斷電源系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)主要包括航空重力數(shù)據(jù)處理軟件、差分GPS解算軟件、航空地球物理數(shù)據(jù)處理平臺等。1.自主研發(fā)的捷聯(lián)式航空重力儀關(guān)鍵技術(shù)(1)高精度加速度獲取技術(shù):利用定制的國產(chǎn)高精度加速度計和三級高精度溫控系統(tǒng)，實現(xiàn)了航空重力測量的高精度加速度的提取，解決了國內(nèi)因無高精度重力傳感器而難以進行航空重力儀研制的難題。(2)高精度的姿態(tài)測量技術(shù):利用國產(chǎn)高精度激光陀螺和高精度加速度計組合，對用于重力測量的加速度計進行精確定位，通過高精度資態(tài)解算實現(xiàn)了航空重力精確測量。(3)飛行器動態(tài)加速度測量技術(shù):利用差分GPS數(shù)據(jù)進行高精度解算獲得飛行器的動態(tài)加速度、速度和位置數(shù)據(jù)，從而通過各項改正獲得地質(zhì)意義上的重力異常。(4)航空重力數(shù)據(jù)處理技術(shù):包括微弱信號提取、慣性導(dǎo)航解算、組合導(dǎo)航解算、數(shù)據(jù)低通濾波等關(guān)鍵技術(shù)，采用FIR窗的數(shù)利Kalman等濾波方法，有效地解決了高動態(tài)噪聲(近萬mGa)下重力微弱信號(幾十mGal)提取的難題。(5)航空重力解釋技術(shù):通過異常位置和范圍的有效確定、構(gòu)造指數(shù)的自動判斷等方法技術(shù)，提高了歐拉反演深度的穩(wěn)定性利精度:通過深度加權(quán)函數(shù)方法，提高了重力反演密度分布的垂向分辨率，解決了反演結(jié)果的上漂問題。2.集成實用化航空重)勘查系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)(1)航空重力系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù):完成了航空重力測景系統(tǒng)在直升機和固定獎飛機上的集成工作，攻克了飛機選型、GPS天線安裝、電磁干擾和系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)，形成了直升機重力/重磁、岡定翼重)J/重磁/重磯遙等多種以航空平力測最為主體的綜介勘克系統(tǒng)，可滿足不同日的的地質(zhì)勘探任務(wù)的需求,(2)建立了航空重力綜合調(diào)查技術(shù)體系:系統(tǒng)地開展了航空重力緩起伏飛行、地形和布格改止、改止精度評價、航空正力精度評價等9項方法技術(shù)研究，研制了航空亞力測最技術(shù)要求，形成--套適用于陸域、海洋不同測量景觀的航空重力找礦技術(shù)方法，快速有效地服務(wù)于資源勘查和基礎(chǔ)地質(zhì)研究。(3)數(shù)據(jù)處理與解釋技術(shù):研發(fā)了航空或力重復(fù)線評價方法與軟件，研究航空瓜磁聯(lián)合解釋的方法技術(shù)，解決了航空重力處理過程中出現(xiàn)的非常態(tài)問題，如GPS跳點處理、電離層影響處理等。野外工作方法是指在設(shè)計和施工階段應(yīng)遵循的原則、工作方式及應(yīng)注意的問題。根據(jù)重力測量所擔(dān)負的地質(zhì)任務(wù)的不同，一般分為預(yù)查、普查、詳查和細測四種。預(yù)查:小比例尺，比例尺，空日區(qū)大范圍內(nèi)進行，目的是短時間內(nèi)獲得大地構(gòu)造輪廓資料，為重力普查提供布置地區(qū)。普查:在重力預(yù)查、航磁和地質(zhì)預(yù)查的基礎(chǔ)上，在有進一步工作價值的地區(qū)開展工作，目的在于劃分區(qū)域構(gòu)造和盆地邊界，指出油氣遠景勘探區(qū)。詳查:在含油氣遠景區(qū)內(nèi)工作，目的是比較詳細地研究工作地區(qū)重力場分布的規(guī)律和特點，提出二級構(gòu)造帶或地質(zhì)體的位置和分布特征。細測:在有利的含油氣構(gòu)造范圍內(nèi)進行精細工作，以確定局部構(gòu)造的產(chǎn)狀特征和準確位置，條件有利時還可研究非構(gòu)造油氣藏。1.根據(jù)測量的物理量的不同，重力測量可分為動力法和靜力法兩類:動力法觀測的是物體的運動狀態(tài)，用以測定重力全值:而靜力法是觀測物體的平衡狀態(tài)，用以確定兩點間的重力2.工作比例尺及精度勘探比例尺反映了工作的詳盡程度，一般與地質(zhì)任務(wù)相適應(yīng)。如要了解異常的細節(jié)，測網(wǎng)應(yīng)當(dāng)密一些，比例尺大一一些:只需了解異常的大致變化情況，測網(wǎng)可放寬一些，比例尺小一些。通常在普查階段是4~20km”'一個測點:詳查時0.5~2km°-一個測點:細測或精測，則測點更密。比例尺:測區(qū)的測網(wǎng)的確定:應(yīng)先在測區(qū)找?guī)讉€控制點，將它與國家三角點和水準點聯(lián)測，從而定出其坐標和高程，然后從這幾個控制點出發(fā)敷設(shè)重力測網(wǎng)，測得各重力基點和測點的坐標和高程。重力測量精度由測誤差理論可知，若對某未知量進行n次等精度觀測，其觀測值與相應(yīng)真值之差用△i表示，而均方差用m表示，四、重力基點網(wǎng)的建立與聯(lián)測按設(shè)計要求為了控制普通測點的精度，減少誤差積累和提高效率，基點的位置選擇盡量確定在易找、交通方便、標志明顯、易于永久保存的地方，且要分布均勻，在地形條件差的地段要多增設(shè)基點，同時基點要有統(tǒng)一編號，本次實習(xí)共設(shè)五個基點，組成兩圈基點網(wǎng)的基限高占限源精度。證基點值的精度高于普通測點觀測精度2~3倍。所以基點之間重力差值(稱增量或段差值)至少應(yīng)基點網(wǎng)聯(lián)測可以采用三程循環(huán)觀測方法，即采用A-B-→A-B的觀測路線。這樣的方式可以分別計算出A、B基點間兩個非獨立增量來，最后由這兩個非獨立增量的平均值計算出該段的總平均值，稱為一個獨立增量。儀器在基點聯(lián)測時，要求在每個基點上水平零點讀數(shù)應(yīng)為三次。其平均值為這個基點上的讀數(shù)，并記錄時間。在實際工作中，三次讀數(shù)時不必提起儀器，而只是通過旋轉(zhuǎn)計數(shù)器使亮線偏離零刻度線--定位置后，在水平狀態(tài)不變的情況下，重新零點讀數(shù)即可。為了減小誤差，應(yīng)使亮線沿同-方向偏離零線。普通點的觀測普通測點的觀測必須起始于某一個基點，在基點讀數(shù)后依次到測點上讀數(shù)。實際工作中為了保證兩個基點間的零點位移是線性變化的，所以工作時間不能太長，應(yīng)保證在三小時內(nèi)對一-次基點。本次實習(xí)由于基點距離相距不大，所以可以保證2~3個小時更換操作員。一-定要做到出工前對基點，收工后對基點。普通點可以采用兩次讀數(shù)，方法同基點讀數(shù)一樣。建立基點網(wǎng)應(yīng)考慮下述原則:1)結(jié)合工區(qū)的地形、交通條件，合理布設(shè)重力基點網(wǎng)?；c應(yīng)選擇在地基穩(wěn)固、聯(lián)測方更、周圍干擾小的地方，用完善而迅速的交通工具建立。2)基點網(wǎng)的聯(lián)測，視儀器的性能和精度而定，通常采用雙程往返觀測法。在基點的重復(fù)觀測中，儀器的位置和高度盡可能前后保持一致。3)往返于兩重力基點的兩個非獨立增量之差不大于2倍儀器的觀測精度。各基線圈閉合差不大于設(shè)計要求基點同精度的2√LL倍(L為本閉合圈平差基線臂數(shù))。5.重力普通線的布設(shè)和觀測1)地形平緩地區(qū)呈直線布設(shè)，整體上應(yīng)與構(gòu)造線垂直。地形復(fù)雜的山地或通視條件太差的林區(qū)，可采用自由導(dǎo)線。2)普通點一般采用單次觀測法。每個工作單元首尾必須連接基點。3)閉合基點時間的長短，可視儀器的性能而定，高精度重力測量應(yīng)在4~6h內(nèi)聯(lián)基點:普詳查-般要求當(dāng)天閉合:特別困難地區(qū)，可延至2~3d,但儀器的零點掉格必須很小或線性程度良好。4)多日觀測的單元之間，不應(yīng)少于三個連接點，連接點的觀測順序應(yīng)與前一一日相同。連接點間兩次相對差不大于2倍儀器觀測精度。5)合理選擇點位，避開懸崖陡坎和微地形影響之處。6)在工作過程中，如發(fā)現(xiàn)儀器受震有突掉現(xiàn)象時，至少返回受震前兩個測點進行重測，密度測定法本次實習(xí)采用兩種密度測定方法:密度儀測定法:該儀器是按一-定程序設(shè)置的電子儀器，使用方便，可以通過按鈕直接讀出巖礦石的密度值。天平測定法:其基本原理是以浮力原理為基礎(chǔ)，即物體在水中所減少的重量，等于該物體排開同體積水的重量?；c網(wǎng)的建立為了避免積累誤差和提高成果精度以及進行重力儀零點掉格改正，在重力面積測量中須要建立完整的重力基點網(wǎng)?；c的精度應(yīng)比普通點高2~3倍。其基本公式為:ρ0=p0p1(p1p2);其中P0為水的密度，p1為標本在空氣中的重量，P2為標本在水中重量。四.室內(nèi)計算及數(shù)據(jù)整理室內(nèi)計算包括基點網(wǎng)聯(lián)測結(jié)果的整理及基點平差，普通點零點改正計算相對控制點的重力差值和相對總基點重力差值。數(shù)據(jù)整理包括各項外部改正最終獲得重力異常。一、基點網(wǎng)段差的計算方法1.解析法求取段差值讀數(shù)是基點1,2循環(huán)觀測結(jié)果與相應(yīng)讀數(shù)時間的關(guān)系圖示。橫軸表示時間t,縱軸表示由圖可知1,2兩個基點之間的段差解析表達式為:五.重力異常的地質(zhì)解釋和異常的識別重力異常的地質(zhì)解釋是完成重力勘探任務(wù)的關(guān)鍵。而重力異常的復(fù)雜性和解的非單-性又是影響地質(zhì)解釋效果的主要問題。所以，在進行解釋之前必須做好以下工作:1)充分利用工作地區(qū)的已知