重力勘探测量方法

3. 重力测量的仪器检查与标定
格值标定的方法: 已知点法:
在由国家建立的高精度重力格值标定场的具有已知重力差的 一些点上,用仪器在这些点上进行多次重复测量,得到的独立 增量数不少于6个,格值为
C g / S g已知重力值, S 立增量的平均值 Vi 2
i 1 n
精度 c的算法 c
4. 基点网的布置Байду номын сангаас观测
基点网的作用:
■ 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; ■ 一般要求基点的精度比普通点的精度高出1倍以上,当 测区面积较大时,可建立二级或三级基点网. 控制基点:辅助基点:普通点的精度要求1:1.5:3
二. 重力测量方法 1. 重力测量的地质任务
●区域重力调查 ●能源重力勘探 ●矿产重力勘探 ●水文工程重力勘探 ●天然地震重力勘探
2. 重力测量的技术设计
●工作比例尺的确定 ●精度要求及误差分配 ●重力测量的方式 ●重力测量的有利条件
二. 重力测量方法 1. 重力测量的地质任务
●区域重力调查
区域重力调查是国土资源区域地质基础工作的一个 组成部分,一般主要解决以下几个方面的问题: ⊙ 研究地球深部构造.地壳厚度变化,深大断裂的部 位及延伸,上地幔密度的不均匀性以及研究地壳的 均衡状态 ⊙ 研究大地及区域构造,划分构造单元;研究结晶基 底的起伏及内部成分和构造,圈定沉积盆地范围, 以及研究沉积岩系各密度界面的起伏和内部构造.
●补充观测
● 在施工中发现了重力异常,在垂直异常的方向上补充一 些观测点.
●高精度重磁联测
6. 测地工作
●按照技术设计要求布设重力测网,提供在野外的重 力测点位置; ●确定重力测点的位置,以便对重力测量结果进行正 常场校正和展点绘图; ●确定重力测点的绝对或相对高程,以便对重力测量 结果进行高度校正和中间层校正; ●为进行地形校正,需要作相应比例尺的近区地形测 量;
二. 重力测量方法
2. 重力测量的技术设计
●工作比例尺的确定 上述几种比例尺基本对应于概查/普查/详查
二. 重力测量方法 2. 重力测量的技术设计
●精度要求及误差分配
重力勘探的精度,一般用异常的均方误差来衡量,包括重力观测 值的均方误差,对重力观测值进行校正时各项校正值的均方 误差.
●重力测量的方式
3. 重力测量的仪器检查与标定
●重力测量的有利条件
a)研究目标与围岩有明显的密度差,而且围岩内部 没有明显的密度变化. b)与上覆及下伏地层的密度分界面深度有显著变化 ,且深度不是太大. c)非研究目标引起的重力变化小,或通过校正容易消 除. d)地表平坦或较平坦
3. 重力测量的仪器检查与标定
●重力仪的静态试验
路线测量—一般用于概查和普查阶段,测点沿交通方便的道路 布置,测点大致均匀分布,线距没有严格要求. 剖面测量---用于详查或专门性测量,剖面线方向垂直地质体走 向,尽可能通过地质体在地面投影的中心部位,测点不能偏离 剖面线,在正常值区,点距可适当增大. 面积测量---是重力测量的基本形式,可以提供工区内重力异常 的全貌.
■航空重力测量的历史和现状
[航空重力测量]是以飞机为载体，综合应用重力传感器(加速 度计)，GPS(全球定位系统)、INS(惯性导航系统)、激光( 或雷达)、无线电和计算机等技术测定近地空中重力异常 的一种重力测量方法。
航空重力测量始于20世纪50年代末。
1958年，美国空军使用LaCoste-Romberg公司生产的S--6型 重力仪进行了第一次航空重力测量试验。仪器系统是由海 上重力仪、摄影测量照相机和定位多卜勒雷达，以及一些 仅用于测定高度变化的沸点测高器组成的。
n(n 1)
/ S
3. 重力测量的仪器检查与标定
倾斜法
这是利用重力仪的灵敏系统在水平时与倾斜一个θ 角时所感受的重力作用不同进行重力仪的格值测定 .灵敏系统在不同角度时的重力差值为:
g g (1 cos )
因此,仪器的格值为:
C g / S g / S (1 cos )
3. 重力测量的仪器检查与标定
●重力仪的一致性试验
适用多台仪器测量时,必须进行一致性试验,对不满足精度 要求的仪器,需要检修或不参加施工测量.
●重力仪格值的标定
准确标定重力仪的格值是消除系统误差的重要保障.仪器 出厂时标定的格值会发生变化. 重力测量工作开工前和手 工后,必须进行仪器格值的校对,施工中仪器受到强烈震动 后也应进行校对.
这主要受制于测定载体速度和加速度精度的限制。其测量精 度未取得突破性进展。
●航空重力测量的校正问题 飞机发动机的震动 垂向加速度扰动 水平加速度扰动 交叉耦合效应 厄缶效应 地形影响
●我国的航空重力测量
我国的航空重力测量刚刚起步,2000年从美国引进一台航空重力 仪,西安测绘研究所以此仪器为核心建立了航空重力测量系统 (2002年11月通过鉴定). 该系统包括:硬件系统和数据处理系统 硬件系统:重力传感器系统, 高度传感器系统,姿态传感器系统, 数据采集系统; 软件系统:5个模块组成, 可以实现观测数据采集,滤波,改正; 测量误差检验,补偿和平差; 将空中重力异常延拓到地面或大地 水准面; 到目前还没看到解决实际问题的结果.
●能源重力勘探
⊙在沉积覆盖区快速,经济地圈出对寻找石油,天然气或煤有 远景的盆地; ⊙在圈定的盆地内研究沉积层的厚度及内部构造,寻找有利 于储存油气或煤的各种局部构造; ⊙ 条件有利时可以寻找非构造油气藏(岩性变化,地层的推 覆,古潜山及生物礁块储油构造)
●矿山重力勘探
⊙金属非金属矿产的重力测量,圈定成矿带; ⊙ 条件有利时,可以圈定成矿体,描述控矿构造; ⊙直接发现埋深浅,体积大的矿体,或对已有矿体进行追踪;
二. 重力测量方法
⊙ 探测和圈定与围岩有明显密度差异的隐伏 岩体或岩层,追索两侧岩石密度有明显差异的 断裂,进行覆盖区的基岩地质和构造填图. ⊙ 根据区域地质,构造及矿产分布规律,为划分 成矿远景区提供重力场信息. ⊙ 地球形状的研究,为导弹/宇航器飞行提供极 为重要的基础数据.
二. 重力测量方法
测地工作采用的方法: 地形图定点和读高程; 航空照片定点和读高程; 利用经纬仪定点;水准仪和气压测高计定高程;卫星定位技术 等测高.
7.

海洋重力测量技术
●概述
海洋重力测量:是在海上或海底进行连续或定点观 测的—种重力测量方法，为探矿目的而进行的海 洋重力测量又称海洋重力勘探。 海洋重力测量的方式有：用海底重力仪定点观测 ；用海洋重力仪在船上连续重力测量；用海洋振 摆仪在船上或潜艇内定点观测。目前主要采用前 两种方法。 海洋重力测量是测量海区重力加速度的工作。海 洋重力数据在大地测量学、地球科学、海洋科学 、航天技术的研究和军事上的重要意义。
9. 地下重力测量技术
●概述
[地下重力测量]是指在钻井,竖井中垂直地进行,以及在矿区
的不同平巷中水平或垂直地进行重力测量. 研究重力垂直分量随深度的变化,以得到地下密度不均匀体的 垂向和横向位置的变化信息,主要提供密度垂向变化的信息.
纬度校正,高度校正,布格校正,地形校正
8. 航空重力测量技术
●航空重力测量的优越性及应用 ●美国航空重力测量
在航空重力测量方面,美国已有40多年的历史. 现有两种系 统:固定翼飞机测量系统,直升飞机测量系统
固定翼飞机测量系统的研制经过两个阶段: 1960-1965年---第一阶段; 1984-1992年---第二阶段; 直升飞机测量系统: 1963-1970年---一般试验; 1970-1982年---商业试验; 1982-1996年---工业评价; 1996---高灵敏度试验;
二. 重力测量方法
●水文工程重力测量
⊙研究浮土下的基岩面的起伏, 有无隐伏断裂,空洞,以确保工 程的安全; ⊙寻找水源,如有利于储水的地下溶洞,破碎带,地下河道等; ⊙ 危岩,滑坡体的监测,地面沉降研究; ⊙ 发现热岩体,监测地下水的升降,水蒸气的补给情况,以使地 热资源合理利用;
●天然地震重力测量
⊙金属非金属矿产的重力测量,圈定成矿带; ⊙ 条件有利时,可以圈定成矿体,描述控矿构造; ⊙直接发现埋深浅,体积大的矿体,或对已有矿体进行追踪;
二. 重力测量方法
2. 重力测量的技术设计
●工作比例尺的确定
工作比例尺的大小反映了重力测量工作的详细程度,所谓的工 作比例尺即提交的重力异常图的比例尺. 在区域重力调查中,基本比例尺有: 1:100万,1:50万,1:20万和1:10万四类. 前两者主要用于调查重力空白区; 后两者主要用于能源普查或区调确定的成矿远景区; 对沉积盆地进行较深入的研究,如基底断裂分布研究,寻找古潜 山等局部构造可采用: 1:5万或1:2.5万.
●基点网的观测方法
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. 当所用的重力仪其零漂很小有近于线性时,可以单向循环重复 或往返循环重复进行; 否则,应采用多台仪器多次重复观测方法. 目前最常用的是三重小循环观测. ⊙单向循环重复:1-2-3-„„1-2-3-„„.. ⊙往返循环重复:1-2-3„.3-2-1 ⊙三重小循环观测:1-2-1-2-3-2-3-4-3-4-5-4-„.. 每台仪器的合格观测数据,于相邻两点间的值可得到一个独立 增量,按规定,基点网的每一段边上应有3个以上的独立增量.
4. 基点网的布置与观测
●基点网的布置
需要考虑的问题:
■ 仪器的最大线性时间间隔和交通运输条件,观测时间长短 来确定基点网的密度,使之均匀分布全区. ■ 为保证基点网测量精度,应用一台或多台精度高的仪器; ■ 采用快速交通工具运输; ■ 观测线路必须成闭合回路,环路首尾点联测; ■ 需要建立多个环路时,每个环路中必须包含相邻环路两个 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,并按规定统一编号或建立永久或半永久性标记.
倾斜法是在室内进行的,与格值标定场标定相比,可 以缩短标定时间,减少往返开资等.
4. 基点网的布置与观测
●基点网的作用
■ 由于重力仪本身存在着无法消除的零点漂移,随着观测时 间的延长,零点漂移的积累增大,而且往往与时间不成线性 关系. ■ 重力仪在测点上进行观测时,需要有一些精度更高,重力值 已知的点来控制,这些点称为基点. ■ 重力基点在观测时,都要联成封闭的网络,这些网叫做基点 网. 任一普通测量段的重力普通测点均应从基点开始并中 止于基点.
5. 普通点与检查点的布置与观测
●普通点的布置与观测
[普通点]是测区内为获得探测对象引起的重力异常而布置 的观测点. ● 按设计提出的测网形状,点线距等均匀布设在全区.一般 不得偏离设计点线距的20%,最大不超过40%.
●检查点的布置与观测
● 检查点应在时间和空间上均匀布置,占普通总点数的 5%-10%,在大面积区域调查中不少于总点数的3%
7. 海洋重力测量技术
●概述 海洋重力测量的特殊要求:
需要在港口,码头建立重力基点; 重力测量采用单次观测法; 起始,闭合于这些基点; 需要准确的船只运动参数;要求船只沿航线测线尽量保持 匀速,直线航行;
●海洋重力测量受到的干扰
厄缶效应,水平加速度,垂直加速度影响,交叉耦合 效应
●海洋重力观测值的校正
目的:了解仪器静态零点漂移是否呈线性变化,受气温变化的 影响大小,在抽气前后读数的变化及稳定性. 方法: 放置于安静,通风的楼房一层或平房内,每隔20-30分钟观 测一次,同时记录室内温度,连续测量24小时以上.
3. 重力测量的仪器检查与标定
●重力仪的动态试验
目的:了解仪器动态混合零点漂移的速率,动态观测下 达到的可能精度,最佳工作时间范围,最大线性零漂时 间间隔. 方法: 在接近于野外施工条件下进行,选取具有一定 重力差的2个或多个点,采用与施工相同的运输方式, 以多次重复观测的方式进行. 两点间的单程观测时间间隔约10-15分钟,记录温度. 试验时间应超出施工前和收工后1小时,不少于12小 时.