重力勘探4-正反演.ppt

观测数据整理步骤 相对重力值≠重力异常 1.正常场（纬度）校正： 消除测点与基点间纬度差异而造成的重力变化； 2.地形校正： 消除测点附近地形起伏对重力观测结果数据的影响； 3.中间层校正： 消除测点基准面与基点基准面之间水平中间层的重力影响； 4.高度校正： 消除测点相对于基点的高程差而造成的重力数值变化。 第六节 重力异常正演 正演与反演 正问题也称正演，是指给定地质异常体的形状、产状和剩余密度分布，通过计算得出重力异常的大小、特征和变化规律等。 反问题也称反演，是指根据重力异常的数值大小、变化规律等场的特征，结合已知的地质资料和地质体的物性参数，求解地质体的形状和空间位置等。 正问题从给定地球物理模型，通过数值计算或物理模拟，得出相应地球物理场的过程，目的是认识和掌握地球物理场的特征与场源之间的对应关系； 反问题就是根据已知的地球物理场，求解可能的地球物理解释，即地下地质结构的过程。 一、简单规则形体重力异常正演 (一)球体 （二）水平圆柱体 （三）铅垂台阶（垂直断层） 半无限水平板模型用于模拟清楚的接触带、高角度的断层等地质现象。 假设在直角坐标系中半无限水平层的分布范围是 x0, -∞y+∞，hzH，剩余密度为Δσ。 在地面上任意点 p(x, y, 0) 处的重力异常为： 时， 时， 时， 主剖面异常曲线单调变化，断层正上方梯度最大；平面异常等值线呈条带状分布，与断层线平行。 在前述三个特征点上，异常值与埋深无关； 异常形态与埋深有关，埋藏越浅，水平梯度越大。 等值线为一系列平行台阶走向的直线，在断面附近等值线最密，称为“重力梯级带”，且异常向台阶延伸方向单调增大。 （四）断裂构造基本特征 当α=90°（垂直断层）时，重力异常极大值与极小值绝对值相等，曲线以原点O为中心对称 当α90°（正断层）时，下降盘一侧异常极小值明显 当α90°（逆断层）时，上升盘一侧异常极大值明显 断层面附近重力异常变化明显，重力水平梯度较大。 （五）二度板状体 矿脉、岩脉、岩墙等沿走向方向延伸较长的地质体 H为向下无限延伸 2.倾斜板状体 二、复杂形体重力异常正演 （一）任意多边形截面二度体的正演 第七节 重力异常反演 计算地质体几何参数和物性参数的特征点法 （一）水平圆柱体参数求取： （二）铅垂台阶 选择法 2．面元法 用一组垂直于z轴的平面或者垂直于X轴、y轴的平面切割地质体，地质体与平面相交形成一系列的裁面。 近似地用一个多边形代替每一个截面，用解析表达式计算出计算点的重力作用值。 将所有面的作用值用数值积分求得整个地质体产生的重力异常值。 3．长方体元法 用一组垂直于X轴的平面、一组垂直于y轴的平面和一组垂直于Z轴的平面切割地质体，于是地质体被划分成许多小长方体。 用解析公式计算出每个小长方体在计算点所产生的重力异常值。 最后，将所有长方体的重力异常值累加，以求得整个地质体在计算点的异常值。 * * 根据仪器格值，将所有观测的仪器读数转换为有重力单位的观测值； 按照观测的日期、时刻、以及测点的经纬度，计算固体潮理论值，并对观测数据进行校正； 利用固体潮校正后的观测值，按观测方式的不同选择方法，进行仪器零点漂移校正； 将零漂校正后的观测值归算到基点，得到测点重力值，或归算到测区起算点，得到相对重力值； 复习 复习 各种重力异常的地球物理意义 复习 观测数据 d 地质模型 m 反问题：m=G-1d 正问题：d=Gm 为了简化，假设地质形体孤立存在，密度均匀，地面水平，所取剖面为中心剖面 规则形体：球体、水平圆柱体、垂直台阶、脉状体…… 半径 R， 剩余质量M，中心埋深D，剩余密度?? 在y=0 的剖面上，为 ΔE Δg D σ σ0 讨论： P(x,0,0) 近似于等轴状地质体，如盐丘、矿巢、溶洞等 球体参数：半径30m，中心埋深20m，剩余密度2.0g/cm3，重力异常单位mGal 其它转换异常特征： 水平梯度 垂向一阶导数 垂向二阶导数 无限长均匀水平圆柱体 半径 R， 中心埋深D， 剩余线密度? =? ·S （S为圆柱截面积） Z Y X O + ? - ? D ? R 无限长均匀水平圆柱体 最大值为 半极大值为 3.1.2 无限长均匀水平圆柱体 深度D与异常形态之间的关系 同理，有 即 转换异常特征： x z h H y o △h △σ P(x,0) ● h h 1 1 2 x △h △σ 2 2πG△σ△h πG△σ△h G G