专业课导论-重力选编.ppt

专业导论-重力勘探;周次; 主要内容;1 前言 重力勘探是观测地球表面重力场的变化，借以查明地质构 造和矿产分布的物探方法。地球的重力场是一种天然力场。组 成地壳的各种岩（矿）石之间具有密度差异，这种差异会使地 球的重力场发生局部变化,从而引起地球重力异常。当我们在 某一地区进行观测并发现重力异常时，对异常进行分析计算， 就能推断引起该重力异常的地下物质分布情况，从而达到地质 勘查的目的。 ;重力勘探的前身——重力测量学 重力现象认识过程经历的两次飞跃 ： 1、运动物体的下落时间与其重量成比例—古希腊 亚里 士多德 2、物体坠落的路径与它经历的时间的平方成正比，而与 物体自身的重量无关 —意大利 伽利略 （人类第一次对重力现象有了科学的认识） 重力勘探大约起始于20世纪初 ，厄缶发明了测量重力变化率的扭秤，用它在油田勘探中寻盐丘等储油构造获得了成功。但由于重力的变化值仅占重力全值中的极小比例，因而实用的重力仪到20世纪40年代才出现 。 ; 重力勘探的特点： 1、费用低 2、勘探深度大 3、仪器轻便、采集数据快 重力勘探的分类： 1、地面重力勘探 2、海洋重力勘探 3、井中重力勘探 4、航空重力勘探 5、卫星重力勘探 ;2 重力勘探的理论基础 一、重力 地球上任何物体都要受到重力作用，重力是两种力的合力， 其一是地球的全部质量对物体的引力，其二是物体在自转的 地球上受到的惯性离心力，重力就是它们的矢量和。; 重力场与重力场强度 地球周围具有重力作用的空间称为重力场，其强度为单位质点所受的重力。 重力加速度 当物体只受重力作用时，会做自由落体运动，此时的加速度为重力加速度。 重力勘探中实际测量的是重力场强度或重力加速度。 重力勘探的单位： SI单位制：g.u. 1g.u.=10-6m/s2, CGSM制: Gal, mGal, μGal 1Gal=103mGal=106 μGal= 10-2m/s2, 两种单位的换算关系为： 1Gal=104g.u. ;二、地球的重力场 地球的重力场可分为正常重力场、重力随时间的变化及重力异常三部分。 （1）正常重力场???? 大地测量和人造卫星轨道测量的成果都表明，地球的形状实际上并不规则，其赤道膨胀，两级略扁且内部物质分布不均匀。为便于计算正常重力值，选择一个内部物质呈均匀同心层分布的旋转椭球体作为地球的形状，此时计算出的重力值称为正常重力场值。???? 我国采用计算正常重力值的公式为1909年的赫尔默特公式 ： ;（2）重力场随时间的变化 重力场随时间的变化包括长期变化和短期变化两类。 长期变化:主要与地壳内部的物质变动，如岩浆活动、构造运动、板块运动等有关。 短期变化:指重力的日变，重力日变的幅度约为2至3g.u.， （3）重力异常 ;特别注意：引起重力异常的必要条件是岩层密度必须在横向上有变化，对于一组横向上密度均匀分布的岩层，则无论它们在纵向上密度变化有多大，也不能引起重力异常。 要获得探测对象产生的重力异常，一般应具备如下条件：（1）必须有密度不均匀体存在，即探测对象与围岩间要有一定的密度差。 ;?第二，仅有密度不均匀体的分布，并不一定能产生重力异常。密度不均匀体还必须沿水平方向有密度变化，才能引起重力异常。 ;三 、重力仪 ;按测量重力的方式重力仪可分为绝对重力仪和相对重力仪。但用于重力勘探工作中的重力仪，都是相对重力测量仪器，即只能测出某两点之间的重力差 值。 （一）基本原理：弹簧秤原理 设弹簧的原始长度为s0，弹力系数为k，挂上质量为m的物体后其重量为mg，当由弹簧的形变产生的弹力与重量大小相等（方向相反）时，重物静止在某一平衡位置上，此时有： 式中：s为平衡时弹簧的长度。 若将该系统分别置于重力值为g1和g2的两点上，弹簧形变后的长度为s1和s2，可类似得到上述两个方程，将它们相减便有 ： ;系数C称为格值，因此测得重物的位移量就可以换算出重力差。 （二）地面重力仪 石英弹簧重力仪 ;金属弹簧重力仪 ;4 重力勘探的工作方法 根据地质任务的不同，重力勘探可分为预查、普