李敏敏

【摘 要】 重力勘探是利用牛頓萬有引力定律為基礎(chǔ)，通過地殼中各種巖石、礦體之間的密度差異所引起地表的重力加速度值的變化來勘探地質(zhì)的一種手段。本文主要通過概述重力勘探的原理，技術(shù)發(fā)展歷程及其在區(qū)域重力調(diào)查、區(qū)域構(gòu)造研究、油氣勘探和固體礦產(chǎn)勘探等領(lǐng)域的應(yīng)用效果。并進一步探討了重力勘探的發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】 重力勘探 應(yīng)用 發(fā)展

重力勘探在中國已經(jīng)有較長的研究歷程，從80年代的區(qū)域重力調(diào)查開始，逐漸發(fā)展為油氣和固體礦產(chǎn)勘查，至今已經(jīng)為眾多領(lǐng)域做出了貢獻。隨著我國社會生產(chǎn)力的快速發(fā)展，我國在重力勘探領(lǐng)域，如勘探設(shè)備、觀察方法、處理數(shù)據(jù)和相關(guān)工作規(guī)程等方面有重大突破，形成了具有自我特色的重力勘探系統(tǒng)。目前形成的重力勘探隊伍，具備了優(yōu)良的裝備、先進的技術(shù)、能在多地理環(huán)境下進行施工，其在基礎(chǔ)地質(zhì)研究和勘探礦產(chǎn)等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，此外研究表明：重力勘探技術(shù)在區(qū)域構(gòu)造研究、油氣勘探和固體礦產(chǎn)勘探領(lǐng)域取得的成果較為顯著，為發(fā)展重力勘探技術(shù)，擴寬其應(yīng)用領(lǐng)域，本文從重力勘探原理、技術(shù)發(fā)展等方面進行探討，為今后開展重力勘探的高新技術(shù)發(fā)展提供借鑒。

1 重力勘探的原理

重力勘探屬于地球物理勘探的一個分支，前提條件是研究對象與周圍巖石存在密度上的差異，主要是從觀測重力值中去掉與研究對象無關(guān)的各種因素的影響來獲得單純由礦體或構(gòu)造等度不均勻體產(chǎn)生的重力異常[1]。從狹義上來說，就是根據(jù)地球表面任何物體都受到地球引力。重力勘探就是根據(jù)地球內(nèi)部物質(zhì)密度存在差異性，而引起重力變化來進行研究地質(zhì)構(gòu)造和勘探地質(zhì)礦產(chǎn)等。

2 重力勘探的發(fā)展歷程

我國重力勘探至1945年成立的首支石油隊開始，先后完成了全國各地區(qū)域的重力調(diào)查，之后由于大力發(fā)展地震勘探，我國重力勘探將重心逐漸放在了地震勘探、金屬礦的勘探等方面。從我國重力勘探的開始至80年代，重力勘探的精度屬于中精度，80年代后期，以第二代重力勘探技術(shù)為基礎(chǔ)，重力異常精度提高了幾十倍，并通過不斷總結(jié)和發(fā)展，我國的勘探技術(shù)和能力不斷增強，主要表現(xiàn)在以下幾個部分。

2.1 高精度重力基點網(wǎng)的建立

國家重力基本網(wǎng)的成功建立使得其與國際重力基準網(wǎng)成功接軌，這替代了已經(jīng)使用多年的波茨坦系統(tǒng)，此外還建立了全國范圍內(nèi)的省級重力儀格值標定場，這些重力基點網(wǎng)的建立使得重力的測量獲得了嚴密的控制，保證了測量的準確性。

2.2 區(qū)域重力調(diào)查和相應(yīng)技術(shù)的規(guī)范統(tǒng)一

我國區(qū)域重力調(diào)查和相應(yīng)的技術(shù)根據(jù)實際情況，按照高精度要求，采用了更為精確的重力改正公式和中、高山地區(qū)的高精度改正方案，保證了我國各區(qū)域重力測量成果的高標準和相關(guān)一致性[2]。

2.3 測點定位和測高技術(shù)的更新

測點定位和測高技術(shù)的更新主要是通過采用GPS三維定位技術(shù)，提高了精度，解決了沙漠、高山等一些困難區(qū)域的定位工作，此外，我國自行研發(fā)的北斗星定位技術(shù)也為促進我國的重力勘探積極發(fā)展有重要作用。

2.4 重力儀和重力數(shù)據(jù)庫的發(fā)展

重力儀從精度低的不斷提高，比如由蘇聯(lián)的CH-3型（精度為0.2-0.4×10-5m/S2）提高到我國中科院自行研制的CHZ海洋重力儀，精度為1.35×10-5m/S2。同時完善了由重力數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)和程序三部分組成的重力數(shù)據(jù)庫，為數(shù)據(jù)修改，圖像處理，數(shù)據(jù)存儲和檢索提供了有效的幫助，明顯提高了相關(guān)部門的工作效率和質(zhì)量。

3 重力勘探的應(yīng)用領(lǐng)域及成效

重力勘探技術(shù)經(jīng)過不斷的發(fā)展，其所應(yīng)用的領(lǐng)域也不斷擴寬。從最基礎(chǔ)性的研究，即區(qū)域重力調(diào)查，我國至1996年初步完成全國的區(qū)域重力調(diào)查，成功編制了全國的的重力圖（比例尺為1：500萬-1：100萬）。這些數(shù)據(jù)資料已經(jīng)在全國地區(qū)進行使用，為研究我國大地構(gòu)造，建立地球重力場模型等方面做出了巨大貢獻。隨后重力勘探技術(shù)還在油氣勘探、固體礦產(chǎn)勘探、微重力測量、煤田和地熱勘探等方面也做出了一定的貢獻。

據(jù)相關(guān)研究報道，重力勘探有助于大慶、長慶、任丘和勝利等油氣田的發(fā)現(xiàn)。特別是在以下重力局部異常和地震工作程度較高的區(qū)域，通過重力和地震聯(lián)合解釋等手段來篩選油氣聚集地段。當然，重力勘探在以地質(zhì)填圖和礦產(chǎn)預測為手段的間接尋礦中也有所作為。如在地質(zhì)填圖的工作中，通過重力勘探來劃分斷裂和基底巖性，確定火山巖盆地范圍和火山巖的厚度，并尋找出尋礦有利部位等都是可行的。有專家在華北地臺北緣、長江中下游等成礦遠景地球圈出了一批找礦靶區(qū)，還有新疆托例的鯨魚、云南的后層巖鹽礦、新疆小熱泉子銅礦等礦體的尋找也具有十分重要的意義。重力勘探還在煤田和地熱勘探中具有重要作用，有相關(guān)學者報道，利用重力勘探技術(shù)已經(jīng)成功勘探了煤田如青海江倉煤田和大興安嶺含煤盆地。而重力在地熱勘探中也有不可忽視的作用，首先其能根據(jù)沉積盆地地基巖與地溫之間的關(guān)系，通過重力來確定確定基巖隆起和埋深，從而間接尋找到地熱田。此外還能根據(jù)重力低與地殼內(nèi)熔融巖漿的關(guān)系圈定熱源位置，通過地熱與局部異常的對應(yīng)關(guān)系，確定巖體形態(tài)和埋深，并能進行相關(guān)的地熱遠景評價。除此以外，重力勘探還在微重力測量領(lǐng)域中發(fā)揮了重要作用，微重力的應(yīng)用使得探測重力異常精度可達30×10-8m/S2以上，使得能探測到小尺度物體引起的微弱異常。

4 結(jié)語

總而言之，我國重力勘探經(jīng)過以上發(fā)展階段，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴寬，除了上述四大領(lǐng)域的應(yīng)用，重力勘探在溶洞和墓穴探測、滑坡體監(jiān)測、油氣檢測、小構(gòu)造探測等領(lǐng)域的作用也被不斷發(fā)現(xiàn)。重力是決定決定宇宙的行程與發(fā)展的重要因素，重力勘探在研究地球內(nèi)部構(gòu)造和地球動力，資源勘查，工程建設(shè)，災害預防等方面具有重要意義。當然，重力勘測在實際的工程領(lǐng)域和資源勘查領(lǐng)域中發(fā)展相對比較落后，因此我們也必須加快重力理論及儀器科學和信息科學的發(fā)展，擺脫對國外儀器和軟件的嚴重依賴[4]。

參考文獻

[1]王茂均，肖風凱，粟亮，等.重力勘探技術(shù)[J].中國科技信息，2014 （16）：61-62.

[2]張向林，陶果，劉新茹.油氣地球物理勘探技術(shù)進展[J].地球物理學進展，2006，21（1）：143-151.

[3]王懋基，蔡鑫，涂承林.中國重力勘探的發(fā)展與展望[J].地球物理學報，1997，40（1）：292-298.

[4]邱中建，康竹林，何文淵.從近期發(fā)現(xiàn)的油氣新領(lǐng)域展望中國油氣勘探發(fā)展前景[J].石油學報，2002，23（4）：1-6.