重磁勘探复习资料

1/8一．地球重力场1.重力CFG，其中引力RRmGmF321；惯性离心力rmC22.mGalugsm56210.10/13.试绘出图1.1中A、B、C各点的引力、惯性离心力和重力的方向。地球质量对它产生的引力为F,方向大致指向地心。物体A随地球自转而引起的惯性离心力为C。引力与惯性离心力的合力G就是重力。4.将地球近似看成半径为6370km的均匀球体，若极地处重力值为9.8m/s3，试估算地球的总质量为多少?在极地处的重力只沿自转轴方向有分量，可近似为2/GMRg则KgGgRM241162210965.510667.68.9106370二．重力异常1.由正常重力位推算得到的在正常椭球面(水准椭球面)上的重力公式称为正常重力公式。基本形式如下:;β8181;g;g)(φg)2sinsin1(21pe212为地球扁率为地球的力学扁率为两极重力值为赤道重力值处的正常重力值；为计算点的地理经纬度eepeggggg正常重力公式：222m/s)2φ000005sin0.-φ0053024sin0.+1780327(9.=g2.重力异常基本公式重力异常就是剩余质量的引力位沿Z方向的导数,即vzzyxdddzGVzVg2/3222])()()[()(当剩余密度是均匀的时,则可提到积分符号之外,即有ddzxzGzxgS22)()()(2),(3.重力勘探的前提条件：a横向上的密度差b异常体积（即异常足够大，产生的异常能够被重力仪器识别）4.“引起重力变化的因素就是引起重力异常变化的因素”这种说法对吗?为什么?1.水准面：平静的海洋面是一个重力等位面,称为大地水准面2角灵敏度：单位重力的变化所能引起的平衡体偏角的大小。（偏角越大,则表示仪器越灵敏）3.布格异常:包含了壳内各种偏离正常密度分布的矿体与构造的影响,也包括了地壳下界面起伏而在横向上相对上地幔质量的巨大亏损(山区)或盈余(海洋)的影响。4.地磁台:连续地测定地磁要素绝对值及随时间变化场值,其有固定的测点,称为地磁台5.地磁脉动：是一种地磁场的微扰变化,它具有准周期结构的特点。6.磁化强度：均匀无限磁介质受到外部磁场H的作用,衡量物质被磁化的程度7.混合改正:由于日变温度及零点掉格三者混在一起反映在观测数据中,也可以把三项影响并成一种综合影响,一次消除称为混合改正。8.二度体：即沿走向为无限长的物体9.区域性异常：往往与大的区域构造或火成岩分布等因素有关10.解析延拓：根据观测平面或剖面上的重力异常值计算高于(或低于)它的平面或剖面上异常值的过程称为向上(或向下)延拓。2/8不对。ggg，重力异常是重力实测值减去正常重力值。5.请考虑如图所示的两种剖面情况，能否在地面上观测出有相对变化的重力异常来?这对重力勘探的应用条件提供了什么启示?答：横向密度变化导致地面上横向上的相对变化的重力异常，故:（a）不能（b）能6.请图示重力异常三．仪器1.重力测量可分为动力法和静力法两类。动力法观测的是物体的运动状态（时间与路径),用以测定重力的全值(绝对重力值);而静力法则是观测物体的平衡状态,用以确定两点间的重力差值(相对重力值)。2.相对重力测量仪器：石英弹簧重力仪、金属弹簧重力仪，超导重力仪，振弦重力仪3.什么是重力仪的零点漂移？研究它具有什么现实意义?如何才能消除这一因素的影响?答：弹性重力仪中的弹性元件，在一个力(如重力)的长期作用下将会产生弹性疲劳等现象，致使弹性元件随时间推移而产生极其微小的永久形变，它严重地影响了重力仪的测量精度，带来了几乎不可克服的零点漂移。重力仪读数的这种随时间而改变的现象称为零点漂移。为消除这一影响，必须获得重力仪零漂的基本规律和在工作时间段内零漂值的大小，以便引入相应的校正。在制造仪器时，应选择适当材料和经过时效处理，尽量使零漂变小并努力作到使它为时间的线性函数。在野外工作中，必须在一批重力值已知的所谓重力基点网的控制下进行，才有可能进行零点校正。4.为什么在同一点上不同仪器的读数会不同?且同一台仪器在不同时刻的读数也不同？参数不同则读数不同；不同时刻不同是因为零点漂移。四．野外工作1.基点网上的观测方法在基点网上观测方式的选择,是以能对观测数据进行可靠的零点漂移校正,能满足设计提出的精度要求为原则。单向循环重复顺序是:1→2→3→⋯⋯1→2→3→⋯⋯往返重复顺序是:1→2→3⋯⋯3→2→1三重小循环顺序是:1→2→1→2→3→2→3→4→3→4⋯⋯(上列数字是测点号)2.本实验所用重力仪在一个测点上的读数乘上仪器的格值是否就是该点的重力值，为什么？不是，重力仪是测量地面上重力值相对变化的仪器，某点的读数差乘以仪器格值只是该点的相对重力值。3.在记录本上记录重力仪读数时还要记录观测时间，记录观测时间有什么意义？观测资料的整理过程中，进行零点改正和重力基点网平差时均要用到观测时间。4.重力基点的作用是什么?如何保证基点的精度高于普通点?控制重力普通点的观测精度；避免误差的积累；检查重力仪在某一段工作时间内的零点漂移；确定零点漂移校正系数；推算全区重力测点上的相对重力值或绝对重力值。要保证基点网测量的精度，应用一台或多台精度高的仪器观测；采用快速的交通工具运送；观测路线应按闭合环路进行，环路中的首尾点必须联测；当需建立多个环路时，每个环路中必须包含相邻环路中两个以上基点作为公共基点，以便最后对基点网进行平差。基点应布置在交通干线上，地物地貌标志明显，周围无震源，地点稳固，并按规定统一编号和建立永久或半永久性标记。5.野外工作中，普通点的观测为什么必须起于基点又终止于基点?为什么要在规定时间间隔内到达下一个基点?答：在基点网上观测方式的选择，是以能对观测数据进行可靠的零点漂移校正,能满足设计提出的精度要求为原则。以便按时测定重力仪的零点漂移，准确地对各观测点进行零点校正。五．异常获取3/81.布格重力异常纬改布格校正中间层改高度改地形改正零点漂移测布格这个式子是课本上的gggggggggggggThkBmh}){}419{0.-0863.(=}g{Δ布格校正公式为-3cmgugb2.决定岩石密度的主要因素是:1)岩石中各种矿物成分及其含量的多少;2)岩石中的孔隙度大小及孔隙中的充填物的多少;3)岩石所受压力的大小。3.标本密度测定方法：1）天平测定法2）密度仪测定法4.在不考虑大地水准面弯曲情况下，为什么要进行地形校正？地形校正值为什么为正值?其原理是什么？1）重力仪观测资料经过零点校正后得到的是各测点相对于总基点的相对重力值，为了获得各测点的重力异常并比较其大小,必须将各测点的相对重力值按照同一个标准进行一些校正。2）不管A点周围地形是高还是低，相对于A点周围地形是平坦的情况下，其地形影响值都将使A点的重力值变小，故地形校正值总是正的。3）一般均采用近似积分的办法:将以测点为中心的四周地形分割成许多小块,计算出每一小块地形质量对测点的重力值,然后累加求和便得到该点的地形影响值。5.设沿东西向剖面AB的自然地表进行重力测量，如果经过仔细的各项校正后，异常为250g.u.的常数，请分别讨论并绘出不作布格校正、不作高度校正和不作中间层校正时，异常曲线将会变成什么样子（设地表岩层平均密度为2.0g/cm3）?不做布格校正：1250(3.0860.419)200..bggghgu不做高度校正;12503.086367..uggghgu不做中间层校正：1250(0.419)417.5..aggghgu6.简述布格重力异常的地质-地球物理含义。答：经过地形校正和布格校正后,相当于把大地水准面上多余的物质消去了;作了正常场校正后,大地水准面以下按正常密度分布的物质也消失了。因而布格异常包含了壳内各种偏离正常密度分布的矿体与构造的影响,也包括了地壳下界面起伏而在横向上相对上地幔质量的巨大亏损(山区)或盈余(海洋)的影响。7.在有起伏的自然地表面进行重力测量，经各项校正后所获得的重力异常是大地水准面（或总基点所在水准面）上的异常还是原测点处的重力异常，为什么?答：地表实测重力值是地下密度均匀体(地球正常椭球体)和密度不均匀地质体(如地质构造、岩矿体等)的综合影响。上述校正消除了起伏地形上各测点与大地水准面或基准面密度均匀体(地球正常椭球体)对实测重力值的影响，并没有消除密度不均匀体的影响及对空间坐标进行变换。因此，对于校正后仅由密度不均匀体引起的异常而言，上述各项校正后，各测点仍在起伏的自然表面上。8.根据布格校正公式（3.086-0.419）h进行定性分析，如果中间层密度选择得不准（小于或大于实际密度）时，将会对布格异常产生什么样的影响?答：当小于实际密度时，会使布格异常偏大，当大于实际密度时，会使布格异常偏小4/8六．资料处理解释1.示意绘出图中两剖面上的异常曲线（必须抓住基本特征），其条件是除D外其它均不变。对于均匀球体来说,重力异常,可得到其表达式为2/322)(DxGMDg对于无限长水平圆柱体所引起的重力异常的表达式为222DxDGg对于垂直台阶，重力异常最大值表达式为)(2maxhHGg2.请导出图7.1中（b）图所示的两个水平圆柱体各自产生的异常恰好相等时那一点的坐标x与D的关系式。当DDgg2时2/3222/322)4(2)(DxDGMDxGMDDx24.若利用与无限长水平圆柱体走向斜交的观测剖面上测得的异常曲线来反演该物体的参数，会产生什么样的失真？当观测面与水平圆柱体走向斜交时，所有异常曲线将不对称，从而使得纵轴埋深增大，线密度增大5.异常的延拓与高阶导数换算的主要作用是什么？重力异常的导数可以突出浅而小的地质体的异常特征而压制区域性深部地质因素的重力效应，在一定程度上可以分离不同深度和大小异常源引起的叠加异常向上延拓有利于相对突出深部异常特征，向下延拓相对突出了浅部异常。6．对比说明用多项式来作异常的平滑处理和拟合区域异常（趋势分析）时的异同点。相同点：趋势分析法与前面介绍的异常平滑方法原理是一样的,即选用一个n阶多项式表示的曲面或曲线描述一个面积或一条剖面上的区域重力异常,以实现重力异常的分离。区别：在于求区域异常的趋势值时应利用全区测点上的数据;而平滑时只利用计算点附近一个区间内若干个测点的数据。其次,进行趋势分析时坐标原点是固定的,因而所有待定系数均应求出,才能获得各测点上的趋势值;平滑时,原点是滑动的,即逐点计算,故只需求取系数oa。一．地球磁场(1)地磁七要素:T：地磁场总强度X、Y、Z:地磁场3个方向上的分量(北向分量X，东向分量Y和垂直分量Z)H:即T的水平分量（H指向磁北，其延长线即是磁子午线）D:磁偏角【磁子午线(磁北)与地理子午线(地理北)的夹角】【H偏东时D为正，反之为负】I:磁倾角，即T的倾斜角（T与XOY平面的夹角）5/8(2)国际地磁参考场IGRF:高斯球谐分析模式，称为国际地磁参考场模式。它是由一组高斯球谐系数和年变率系数组成的，为地球基本磁场和长期变化场的数学模型。(3)通化:地磁要素是随时空变化的，要了解其分布特征，必须把不同时刻所观测的数值都归算到某一特定的日期，国际上将此日期一般选在1月1日零点零分，这个步骤称之为通化(4)地磁图:将经通化后的某一地磁要素值按各个测点的经纬度坐标标在地图上，再把数值相等的各点用光滑的曲线连结起来，编绘成某个地磁要素的等值线图，便称为地磁图。(5)磁暴：磁暴是一种强烈的扰动。从赤道到极区均可观察到磁暴现象，而且几乎是全球同时发生。发生时对地磁场水平分量的强度影响特别显著，而对垂直分量影响相对小些。因此，通常研究磁暴的形态和特征是通过水平分量变化来进行的。6.地磁场随空间、时间变化的特征，对磁法勘探工作的意义何在？1)时间变化a地磁场长期变化总的特征是随时