[理学]地球物理勘探_第1章_重力勘探_6h.ppt

第一章 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：可以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。 重力勘探 内容提要 §1.1 重力勘探的理论基础 §1.2 重力勘探的方法技术 §1.3 重力资料的地质应用 §1.1 重力勘探的理论基础 内容提要 §1.1.1 关于地球的基本知识 §1.1.2 重力和重力异常 §1.1.3 岩（矿）石的密度 §1.1.4 重力勘探的正、反问题 §1.1.1 关于地球的基本知识 重力勘探的研究内容是地球重力场，其影响因素包括内部质量（密度）分布、运动状态、相应的轨道几何参数，以及邻近的天体等。 内容提要 1. 地球在太阳系中的位置 2. 地球的运动 3. 地球的形状 4. 地球的内部结构 5. 相关的基本参数 1. 地球在太阳系中的位置 地球是太阳系九/八大行星之一，按离太阳由近及远的次序为第三颗。 它有一个天然卫星--月球，二者组成一个地月系统。? 2. 地球的运动 地球像一只陀螺，沿自转轴自西向东不停地旋转，自转周期为23小时56分4秒，约等于24小时。同时，地球还围绕太阳公转，公转周期为365.25天，公转轨道是椭圆形。 地球公转轨道面称为黄道面，地轴与地球轨道面的夹角为66°33’，因而黄道面与赤道面的夹角（黄赤夹角）为23°27’。 3. 地球的形状 对于我们身处的世界，人类曾有过错误的认识。 许多古老的民族都认为大地是平的，而自己所处的位置是世界的中心，如中国古代神话中认为其东西南北均为海洋，希腊罗马神话中也描述天有四角，各有巨人（Atlas）以肩负天。 直到19世纪（日心说的建立和）牛顿建立起精确的引力理论，人类的认识才走上科学的道路，认识到世界是一个球体，并称之为地球。 公元前6世纪，希腊人已经把大地看成球体；公元前4世纪，阿里士多德（Artistotle）在他的名著《De Caelo》中明确指出大地是球形；东汉张衡(公元78-139年)在《浑天仪图注》里写道：“天体圆如弹丸，地如鸡中黄……天之包地犹壳之裹黄” 。可见，地球是圆的这个概念在远古就已模糊地存在了。 实际上，地球的形状就体现在人类的感官中，视野的高与远之间的关系就包含了地球的形状含义。 地球的形状（续） 这里假定目击者视点与视野最远点的连线为地面的切线。根据几何关系，目击者高度 h ，最大视野 r 和地球半径 R 之间满足关系： （1.1.1） 地球的形状（续） 从中可以得出地球半径的估算式： （1.1.2） 取h=1.65m，r=4.6km，可得地球半径的估计值R=6412km，与实测值非常接近。 随着航天科技的发展，人类可以从遥远的宇宙空间给地球拍照或直接观测，证实了地球确实为球体。 地球表面起伏 地球表面约70%的面积被水覆盖，陆地约占30%，无论陆地还是海底，地形都有高低起伏，十分复杂，且处于不断变化之中，精确地描述地球的形状是不可能的，也是没有必要的。 但是由于各种实际的需要，又必须对地球的形状加以描述。所有对地球形状的规则性的描述都是对实际形状的近似。 地球表面最高点（珠穆朗玛峰）海拔8848m，最深处（马里亚那海沟）在水下10830m，相对高差近20km，但与整个地球的尺寸相比仍是很小的，只有不到1/300。因而在宏观上将地球近似为表面光滑的规则形体还是很有实际意义的。 大地水准面 大地测量学中规定：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，即大地水准面的形状作为地球的基本形状。大地水准面的形状可以有不同精度的近似。 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。 4. 地球的内部结构 根据天然地震和人工地震的研究成果，地球内部物质基本上是呈同心层状分布，由地表到地心可分为地壳、地幔和地核三部分。 地球的层圈结构 地壳：平原区一般30～40km，山区和高原地区一般60～70km，