勘探地球物理学基础(第二章 重力勘探)-2015-讲稿.pptx

勘探地球物理学基础2014-2015学年第2学期主讲人：陈进超办公室：地球物理学院5222电 话E-mail：mailto:cjc009@cjc009@ 成都理工大学地球物理学院第2章 重力勘探重力勘探（ gravity exploration） 是以地壳中不同岩（矿）石之间的密度差异为基础，通过观测和研究天然重力场的变化规律，以查明地质构造和寻找有用矿产的物探方法。应用领域： 研究区域和深部地质构造，也可以研究局部地质异常体。在石油勘探中主要用于探查与油气生成、运移和聚集有关的各种地质构造，如沉积盆地的基底起伏，盖层内部的构造形态，盐丘、侵入体等局部地质现象，也可以直接研究油气藏。本章的主要内容§2.1 地球的重力场 §2.2 岩（矿）石的密度§2.3 重力仪器简介§2.4 重力勘探方法与资料的校正§2.5 重力异常的处理与转换§2.6 重力勘探资料的推断解释§2.7 重力勘探应用实例§2.1 地球的重力场内容提要§2.1.1 重力和重力场§2.1.2 重力的变化§2.1.3 正常重力§2.1.4 重力异常§2.1.1 重力和重力场根据万有引力定律，地球对其外部质量为m的物体有引力作用： 地球上质量为m的物体，受地球自转影响，还受到惯性离心力的作用：重力：物体受地球的引力和惯性离心力的矢量和。重力场：有重力作用的空间称为重力场。重力示意图f = 6.67×10-8cm3/g.s2§2.1.1 重力和重力场重力场的强度：单位质量的物体受重力的大小称为重力场的强度。 根据牛顿第二定律，重力场强度等于物体受重力产生的重力加速度，其中第一项为引力加速度，第二项为离心力加速度，SI制中重力场强度的单位是m/s2。重力（场）强度与重力方向一致，一般不指向地心。但由于离心力最大只占引力的1/289，因此，可以认为重力（场强度）的方向近似指向地心。地球平均引力加速度值约为9.8048m/s2，赤道上的离心力加速度最大，约为 0.0339m/s2。§2.1.1 重力和重力场重力勘探中的“重力”重力勘探中，习惯将重力场强度简称为重力，重力勘探是测量重力场的强度。在CGSM单位制中，重力单位是cm/s2，称为伽利略（Galileo），简称伽，符号Gal。实际生产中常用其分数单位毫伽（mGal）和微伽（?Gal）。 1mGal=10-3Gal，1?Gal=10-6Gal国际单位制（SI制）中，重力的单位是m/s2，国际通用重力单位（gravity unit，符号g.u）做为实用单位： 1g.u=10-6m/s2； 1mGal=10g.u§2.1.2 重力的变化 重力的变化：随空间的变化和随时间的变化。重力随空间变化的主要表现：地球是一个近似于两极压缩的扁球体，而且地表起伏不平，这将引起约6万g.u的重力变化（两极引力大，赤道引力小）；地球的自转也能使重力产生3.4万g.u的变化（两极离心力为零，赤道离心力最大）；地下物质密度分布不均匀可产生几千g.u的重力变化。重力勘探的理论基础：利用地下物质分布不均匀所引起的重力变化，来研究地质构造和达到勘探矿产资源的目的。§2.1.2 重力的变化 重力随时间变化的表现：短周期变化和长周期变化。短周期变化：主要指重力日变。 原因：地球自转与公转，地表各点与日、月天体的相对位置不断改变引起，幅度较大，可达2～3 g.u左右，重力测量中不可忽视。长周期变化：与地壳内部物质变动及构造运动有关，非周期性。在较短时间内十分微弱，重力勘探中可以不考虑。 §2.1.3 正常重力大地水准面：以平静海平面的趋势延伸到各大陆之下所构成的封闭曲面，该曲面为大地水准面，在大地测量学中作为地球的基本形状。 一级近似：正球体平均半径：Rav=6376km二级近似：旋转椭球体赤道半径：Re=6378.160km极地半径：Rp=6356.155km卫星观测资料表明： 大地水准面并非标准的椭球面，在北极高出十余米，在南极凹进二十余米，因而近似为梨形体面。§2.1.3 正常重力地、日、月相关的基本参数：地球的平均密度：ρE = 5.515 g/cm3地球的平均半径：RE=6376km地球的总质量约为：ME=5.976×1024kg太阳与地球质量比：MS/ME=332946.0地球公转轨道半径/地球半径： 149600000/6376=23463 149597000/6376=23462.5地球与月球质量比：ME/MM=81.3月球公转轨道半径/地球半径：384000/6376=60§2.1.3 正常重力正常重力的计算条件：地球为一旋转椭球体；地球表面等效为大地水准面；内部物质呈同心层状均匀分布；根据该椭球体的形状大小、密度分布、自转角速度等参数，地球表面各点的正常重力为： 为计算点的地理纬度， 为赤道重