物理勘探的基本原理與方法綜述

1、地球物理勘探方法綜述1地球物理勘探方法綜述地球物理勘探方法綜述一、一、重力勘探重力勘探重力勘探是地球物理勘探方法之一，它主要研究地球表面及其周圍空間重力變化現(xiàn)象。地表及其周圍空間重力變化原因之一是由于地球內(nèi)部各種巖石密度的不同而引起的，而巖石密度不均往往與地下地質(zhì)構(gòu)造、礦產(chǎn)分布等地質(zhì)因素有關(guān)。由于某種地質(zhì)原因或礦產(chǎn)賦存而引起的重力變化稱重力異常。通過(guò)研究重力異常的變化特征，從而得到地下地質(zhì)構(gòu)造、巖石分布和礦產(chǎn)賦存的地球物理信息，這就是重

2、力勘探的實(shí)質(zhì)和任務(wù)。1重力勘探的理論基礎(chǔ)重力勘探的理論基礎(chǔ)1.1重力場(chǎng)重力是經(jīng)典物理學(xué)中的基本概念。當(dāng)?shù)厍虮砻婕捌渲車臻g存在有質(zhì)量的物體時(shí)，就要受到地球質(zhì)量對(duì)它的引力作用，以及地球自轉(zhuǎn)而使它產(chǎn)生的離心力的作用，兩者的合力就是這一物體所受的重力。如圖，F(xiàn)表示地球引力，C表示離心力，P表示重力，則P=FC。顯然，重力場(chǎng)是引力場(chǎng)和離心力場(chǎng)的疊加。物體所受重力的大小不僅和物體在重力場(chǎng)的位置有關(guān)，而且和其質(zhì)量m小有關(guān)。按照?qǐng)鰪?qiáng)定義，重力場(chǎng)強(qiáng)度（

3、Pm）即單位質(zhì)量所受的重力大小。重力場(chǎng)強(qiáng)度和重力加速度概念不同，但其數(shù)值和量綱完全相同，方向也一致。地球物理勘探中所謂的重力測(cè)量，也就是重力加速度或者重力場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量。一般的，將地球的大地水準(zhǔn)面作為一個(gè)理想的橢球面，根據(jù)地球的大小，質(zhì)量、扁度、自轉(zhuǎn)角速度計(jì)算出大地水準(zhǔn)面上不同位置的重力值，把這種重力值的分布稱為正常重力場(chǎng)。1979年國(guó)際地球物理及大地測(cè)量學(xué)會(huì)確定推薦的國(guó)際正常重力公式：g0=978032.7（10.0053024sin2

4、φ0.0000075sin22φ）（105ms2）1.2重力異常地表重力值是隨著地點(diǎn)和時(shí)間不同而變化的。根據(jù)地表重力變化來(lái)進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)勘查是重力勘探的基本內(nèi)容。影響地表重力變化的因素主要包括：緯度、海拔、地形、地球的潮汐以及地球內(nèi)部密度不均。其中地球密度的非均一和各種地質(zhì)構(gòu)造、礦產(chǎn)分布有地球物理勘探方法綜述3δgh=0.0419ρh式中ρ為中間層密度（一般取2.67gcm3），h為高程，當(dāng)測(cè)點(diǎn)高程低于起算點(diǎn)時(shí)，改為正。2.3高程校

5、正把測(cè)點(diǎn)換算到基準(zhǔn)面(或大地水準(zhǔn)面）消除高程引起的重力效應(yīng)，稱為高程校正。近似計(jì)算：即δgh=0.3086h(105ms2)中間層校正和高程校正與測(cè)量一點(diǎn)高程有關(guān)，在進(jìn)行改正時(shí)往往合并起來(lái)進(jìn)行，稱為“布格校正”，其數(shù)學(xué)式為δgh=（0.30860.0419ρ）h(105ms2)2.4緯度校正當(dāng)基點(diǎn)與測(cè)點(diǎn)處于不同緯度時(shí)，實(shí)測(cè)重力值也包括了正常重力值隨緯度變化的影響。所以必須進(jìn)行緯度改正。其公式為△gφ=0.814sin2φD(105ms2

6、)式中φ為測(cè)區(qū)平均緯度，D為測(cè)點(diǎn)與基點(diǎn)緯向距離，單位為Km。一般直接用正常重力公式計(jì)算。2.5布格重力異常經(jīng)過(guò)各項(xiàng)校正后得到的重力異常，把經(jīng)過(guò)地形校正、中間層校正和高度校正后，所得的結(jié)果稱為布格重力異常△gβ=gg0δgbδgT式中g(shù)為實(shí)測(cè)重力值，g0為正常重力值，δgb為布格校正值，δgT為地形校正值。重力勘探研究的是布格重力異常。2.6自由空間重力異常經(jīng)過(guò)高度校正后的重力異常稱為自由空間重力異?！鱣F即：△gF=gg0δgh3重力異