重力勘探-重力仪器

第二章重力仪器

一、概述

地球表面上任何一点的重力值都可以用仪器测量出来。如果测量某—点的重力全值，称为绝对重力测量；如果测量两点之间的重力差值，称为相对重力测量。

重力异常往往是很微弱的，因此要求重力仪有非常高的灵敏度。例如，当要求仪器对0.1g.u.的重力变化能有反映时，就相当于仪器感受的重量只要有10-8g的变化都能有所感觉。其次，为适应野外工作，必须在保证高精度的前提下，仪器的重量要轻、体积要小。

二、绝对重力测量

绝对重力测量通常是利用振摆的自由摆功或自由落体的降落运动来计算重力加速度值。前者是根据振摆的摆长摆动的周期计算重力加速度；后者是精确测定自由落体的降落距离和时间来计算重力加速度。1979年我国试制成功的激光重力仪是利用激光测距，用稳定的脉冲信号计时，仪器精度可达到0.01～0.02g.u.。由于绝对重力测量的设备较重，工作效率低，所以只能在少数点进行。大量的重力测量工作是进行相对重力测量。重力勘探工作都是进行相对重力测量，如果需要获得绝对重力值，必须与已知的绝对重力值点进行联测，推算出各点的绝对重力值。

三、相对重力测量仪器

进行相对重力测量的仪器类型很多，日前普遍使用的方法是利用物体受力平衡的原理，当重力发生变化时，物体平衡位置发生位移，根据位移的大小来推算重力的变化。国内外广泛应用的是以弹性力来平衡重力的仪器，称为弹簧重力仪。当弹性力与重力平衡时，弹簧体处于某一平衡位置；当重力改变时，平衡位置发生变化。根据两次平衡位置的变化，就可测出重力的相对变化。

（一）、重力仪的工作原理（ZSM型石英弹簧重力仪）在正常重力作用下，主弹簧的弹力距与摆杆及重荷的重力短平衡，摆杆处于水平状态，此时指示丝处零点位置；当重力变化时，摆杆会绕着扭丝偏转，偏离零点而达到新的平衡。适当调节测量弹簧的长度，可使温度补偿杆绕测量扭丝产生微小的偏转，从而改变了主弹簧的长度和弹力距，使摆杆又回到零点位置（用仪器的光学系统可观测到这一过程）。测量弹簧长度的变化可由其上端计数器的该数显示出来，这种读数的方法称为“零点读数法”。两测点零点读数的差值即为相对重力变化值。