成都理工大學(xué)

王茂均 肖風(fēng)凱 粟 亮 曾 銘 雷 銘

重力勘探是地球物理勘探方法之一，是利用組成地殼的各種巖體，礦體間的密度差異所引起的地標的重力加速度值的變化而進行地質(zhì)勘探的一種方法。它是以牛頓萬有引力定率為基礎(chǔ)的。只要勘探地質(zhì)體與其周圍巖體有一定的密度差異，就可以利用精密的重力測量一起找出該區(qū)域的重力異常。然后結(jié)合工作區(qū)的地質(zhì)和其他物探資料，對重力異常進行定性解釋，便可以推斷覆蓋層以下密度不同的礦體與巖層埋藏情況，進而找出隱伏礦體存在的位置和地質(zhì)情況。

1 重力勘探原理

重力勘探：重力勘探是地球物理勘探的一個分支，以研究對象（礦產(chǎn)資源或地質(zhì)構(gòu)造）與圍巖存在著密度上的差異為前提條件的，從觀測重力值中去掉與研究對象無關(guān)的各種因素的影響，獲得單純由礦體或構(gòu)造等密度不均勻體產(chǎn)生的重力異常，通過對異常的處理、反演、解釋，主要用于探查含油氣遠景區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和研究深部構(gòu)造和區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造。

就狹義來說，地球表面任何物體都受到地球重力的作用，即受到地球的引力和地球自轉(zhuǎn)引起的慣性離心力的合力作用。重力勘探的任務(wù)是根據(jù)地球內(nèi)部物質(zhì)密度分布不均勻引起的重力變化來研究地質(zhì)構(gòu)造和進行礦產(chǎn)勘探。地下物質(zhì)密度分布不均勻所引起的重力變化稱為重力異常。

重力變化→地下物質(zhì)密度分布不均勻→地質(zhì)構(gòu)造及礦產(chǎn)分布。

其實質(zhì)是：重力異常與剩余質(zhì)量引力的關(guān)系，在重力勘探中，由地下巖礦石密度分布不均勻所引起的重力變化，或地質(zhì)體與圍巖密度的差異引起的重力變化，稱為重力異常 。將實測重力值減去該點正常重力值，其差值稱為重力異常

g 為測點上實測重力值，γ 為該點上的正常重力值

重力勘探的前提條件

（1）必須有密度不均勻體存在；

（2）僅有密度不均勻體的分布，并不一定能產(chǎn)生重力異常；

（3）不僅探測對象與圍巖要有一定的密度差，而且剩余質(zhì)量不能太??；

（4）探測時象不能埋藏過深；

（5）能否取得探測對象產(chǎn)生的異常，還取決于該異常能否從干擾場中辨別出來

重力勘探三大步驟

（1）根據(jù)承擔(dān)的地質(zhì)任務(wù)進行現(xiàn)場踏勘，編寫技術(shù)報告；

（2）野外重力數(shù)據(jù)的測量；

（3）對實測數(shù)據(jù)進行處理，編寫報告。

2 野外重力測量

重力儀

重力測量的技術(shù)問題

工作比例尺的選擇；

誤差精度的確定；

野外工作方法的選擇。

基點網(wǎng)的布置與觀測

基點應(yīng)布置在交通干線上，地物地貌標志明顯，周圍無震源，穩(wěn)固，并按規(guī)定統(tǒng)一編號和建立永久或半永久性標記。

基點網(wǎng)上的觀測方法一般為三種方法：

（1）單向循環(huán)重復(fù)順序：1，2，3，……1，2，3

（2）往返重負順序：1，2，3，……3，2，1

（3）三重小循環(huán)順序：1，2，1，2，3，2，3，4……

普通點檢查點的布置與觀測

普通點的布置受地形的影響較大，一般不得超過設(shè)計的點仙居的百分之二十，最大不超過百分之四十。

檢查點是為了檢查普通點的觀測質(zhì)量而設(shè)置的，要求在時間上和空間上大致均勻分布，所用儀器，操作人員，路線與第一次測量都不同。檢查點應(yīng)占普通點總數(shù)的百分之五到百分之十。

觀測資料的初步整理

（1）普通觀測點的資料處理；

（2）基點網(wǎng)觀測資料的初步整理；

（3）基點網(wǎng)的平差。

普通點觀測資料的整理就是消除零點漂移之后各測點相對于基點的重力值大小（求出零點漂移校正系數(shù)）?；c網(wǎng)觀測資料的整理主要是求得消除零點漂移之后各相鄰兩點之間的重力差值，計算出零點漂移校正系數(shù)；基點網(wǎng)觀測通常采用三重小循環(huán)法，其資料原理圖如下。

基點網(wǎng)觀測資料的平差，如果是單個回路，其計算公式如下：如果有多個回路，其計算公式：

采用的方法有兩種：

線性方程組法：

波波夫逐次漸近平差法。

重力異常的校正處理與轉(zhuǎn)換

總的來說重力異常校正包括：重力異常值的地形校正，中間層校正，高度校正，正常場校正，均衡校正。

重力異常的處理與轉(zhuǎn)換的目的是消除因重力測量和測量結(jié)果進行各項校正時引進的一些偶然誤差或與勘探目標無關(guān)的某些近地表小型不均勻的地質(zhì)體引起的。

那么重力異常的處理與轉(zhuǎn)換主要內(nèi)容包括：網(wǎng)格化，曲華平，平滑處理，異常分離，向上延拓，向下延拓，導(dǎo)數(shù)換算。

3 結(jié)束語

重力這一自然力是決定宇宙的行程與發(fā)展的重要因素，我們將重力數(shù)據(jù)用于大地測量，研究地球內(nèi)部構(gòu)造和地球動力，資源勘查，工程建設(shè)，災(zāi)害預(yù)防等方面。在實際工程領(lǐng)域和資源勘查領(lǐng)域中，重力勘探相對發(fā)展比較落后，這主要是其他勘探如電法，磁法，地震勘探從方法上發(fā)展比較迅速，在實際運用中，它們能取得比較好的效果，各有不同的針對性。我們急需加快重力理論及儀器科學(xué)和信息科學(xué)的發(fā)展，擺脫對國外儀器和軟件的嚴重依賴。