重力勘探—工作方法

第三章重力勘探工作方法

重力勘探的全部工作过程包括：

1）根据地质任务和收集有关的地质、物探资料，现场勘察进行工作设计；

2）按照设计要求进行野外测量，即采集原始重力数据资料并进行计算整理和绘制各种图件；

3）处理解释，编制报告，得出地质结论。

明确施工地区的地质任务之后，有必要收集本区及相邻地区的地质和地球物理资料，熟悉当地的自然地理条件，对重力勘探的可行性进行研究，弄清楚进行重力工作的有利因素和不利条件。如探测对象的剩余质量能否在地表产生足够被仪器感觉到的异常等，如果无可靠资料，则应进行试验工作。对一些干扰因素，如恶劣的地表条件等，也应采取措施消除影响。

§3.1 野外工作技术

一、工作比例尺和测网的选择

工作比例尺一般是根据地质任务、探测对象的大小及异常的特点来确定的。工作越详细，要求比例尺越大，单位面积的测点就越多，对重力异常的研究详细程度就越高。通常在煤田的普查勘探中，采用比例尺较小，目的是圈定煤田边界、含煤盆地较大断裂构造和煤系地层基底的起伏等。在详查和精查勘探中比例尺较大，可从1:10000～1:500，目的是详细研究工作地区的重力场分布规律和特点，进而确定

局部地质构造，或岩矿体的位置、产状和其围大小等问题。

重力测量的方式常采用剖面测量和面积测量。面积测量是基本工作方式，即在工作地区的地面上按照一定的距离布置若干测线，每条测线上又按一定距离布置若干测点，这些测线和测点的纵横连线构成重力测网。测网的每个结点都是重力测点；测网结点的密度称为测网密度。测网的形状和密度是根据地质任务和工作比例尺确定的。测线方向尽可能垂直勘探对象的走向方向，如无明显走向，应采取正方形测网。

测网的密度应保证在相应比例尺的图上每平方厘米有1～3个测点，在异常地段可根据需要加密测点。

二、重力测量的精度

重力测量的观测精度是检验观测质量的重要标志，又是决定技术措施、经济计划的重要指标。对精度的要求应保证地质任务的需要，即能够反映出探测对象引起的最小异常。通常，是以观测误差来表示精度的。观测误差越小，精度越高。观测精度的计算方法是要对测点进行检查观测，检查工作量是总工作量的10％左右，也就是对均匀分布于施工地区的10％左右测点进行重复观测，最后计算出均方根误差作为重力测量的精度。均方根误差的计算公式为

n m g m i i

-±=∑=12

)(δε 原查原i i i i g g g g -2⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛+=δ 式中 i g δ——第i 个检查点的原始观测值和检查观测值两者的平

均值与原始观测值（或检查观测值)之差；

n——检查点数；

m——为所有检查点总的观测次数；

一般要求ε小于探测对象引起的最大异常的1／3～1／4。要查明异常的细节时，还应有更高的精度要求。

三、基点和基点网

总基点和基点，它们是经过高精度重力观测的点。总基点是用来作为相对重力测量的起算点。进行面积测量时，还设立若干基点，这些基点均匀分布于测区和总基点一起构成基点网。

基点网的作用是：检查重力仪在工作过程中的零位移情况，确定零位移校正系数；控制普通观测点的精度，减少积累误差；随时检查仪器的工作状态。

如果工作区面积不大，可不设基点网，只要有一个基点作为重力测量的起算点即可，并采取适当的工作方法，利用基点检查仪器工作状态和确定零位移校正系数。

总基点(或不设基点网的基点)应选择在交通方便、标志明显的非异常地域上，作为相对重力测量的正常重力场。

要求：

①精度比普通测点高出1倍以上。

②平差为零∑=

g

∆0

i

四、野外观测方法

进行重力测量时，要从基点开始，然后逐个进行普通点观测，最后在某一基点结束观测。零位移线性的标准是两基点间零位移的直线连线和该树点之间实际零位移曲线的最大差值应小于观测均方根误差ε。

1）读数：普通点读2～3个数，取平均。

2）在规定时间起止于基点

3）小测区可只有一个基点

4）记录：24小时制，分钟为单位

五、仪器试验工作

1）静态试验

2）动态试验

3）一致性试验

4）格值的标定

六、测地工作

①测点位置坐标

②高程（精度要求高）

§3.2 重力资料的初步整理

一、 目的

求得消除仪器零点漂移之后各测点相对于基点的相对重力值。

二、 零位移校正方法

例如，设从基点A 开始进行观测，经过一段时间后于基点B 结束观测(图6.1-2)，在

A 、

B 两点获得重

力差值'AB g ∆，观测

时刻分别为t A 、t B ，

但两基点的重力差AB g ∆是已知的，并且是高精度的。如果在这段时间

零位移是线性的，则该时间的零位移系数为

B

A A

B AB AB t t g g K -∆-∆=' 如果没有设立基点网，只有一个基点，则只能利用一个基点来计算零位移系数。从基点开始观测，经过一段时间再返回该基点观测，基点两次观测值之差为g ∆，经过了t ∆时间，则零位移系数为

t

g K ∆∆= 第i 点的零位移校正值为

i i t K g ∆=∆

式中 i t ∆——i 点观测时刻与开始在基点观测时刻之差。

§3.3 重力资料的校正

地面上任一点的重力值都由该点所在纬度、周围地形、固体潮及岩(矿)石的密度变化等因素决定。其中固体潮的影响很小，一般可忽略不计；纬度变化的影响较大，可达500000 g.u.，约为重力平均值(9800000g.u.)的0.5％；地形高差影响次之，可达1000 g.u.。相对于这两种干扰而言，重力异常是十分微弱的。例如，储油构造的重力异常不超过100g.u.，仅为重力平均值的0.001％，金属矿的重力异常更小，不超过10 g.u.，可见要从强干扰中提取如此微弱的异常，高精度地进行各项校正具有何等重大的意义。

一、地形校正

地形起伏往往使得测点周围的物质不能处于同一水准面，对实测重力异常造成了严重的干扰，因此必须通过地形校正予以消除。其办法是：除去测点所在水准面（图6.3-1中MN）以上的多余物质，并将水准面以下空缺的部分用物质填补起来。

由图6.3-1可见，测点O所在水准面以上的正地形部分，多余物质产生的引力的垂直分量是向上的，引起仪器读数减小。负地形部分相对