第一章 重力勘探1地球重力场.ppt

上一课复习： 1、什么是勘查地球物理学 2、物探方法的特点 3、物探方法分类 4、物探方法的应用 * 1、勘查地球物理的实质 它是以地壳中各种岩、矿石间的物理性质差异（如密度、磁性、电性、弹性、放射性差异等）为物质基础的，利用物理学的原理，通过观测和研究因岩、矿石物理性质差异而引起相应的地球物理场（如重力场、地磁场 、电场等 ）在空间上的局部变化（称为地球物理异常），就可以推断地下地质构造或岩矿体的赋存状况。达到地质调查目的的一种应用科学。 * 2、物探方法的特点 用仪器对地质体引起的异常进行观测 透过覆盖层寻找隐伏地质构造或盲矿体 工作效率高、施工进度快、成本低 具有解释的多解性 * 按岩石物性 按工作环境 按探测对象 3、物探方法的分类 重力勘探 磁法勘探 电法勘探 地震勘探 放射性勘探 地热勘探 地面物探 航空物探 海洋物探 地下物探 金属物探 石油物探 煤田物探 工程物探 深部物探 城市物探 * 4、物探方法的应用 全球构造 地质填图 矿产资源勘探与开发 油气资源勘探与开发 工程与环境地质灾害 考古……… * 第一章 重力勘探（Gravitational Prospecting） 定义：重力勘探是以岩、矿石密度差异为物质基础，由于密度差异会使地球的正常重力场发生局部变化（即产生重力异常），观测和研究重力异常，就能达到解决地质问题的目的。 * * △g (异常) σ * * * * * * * * σ0 σ ＞σ0 * 重力勘探的分类 地面重力测量 航空重力测量 海洋重力测量 井中重力测量 卫星重力 * 重力勘探的应用 了解上地幔的密度变化 研究地壳深部构造及地壳的活动性 划分大地构造单元（如地台与地槽的界线） 圈定具有油气远景的沉积岩内部构造、盐丘及含煤盆地 寻找金属矿、钾盐 天然地震预报 * 第一节 重力勘探的理论基础 第一章 重力勘探 * 一、重力场（gravity field） （一）重力 （gravity） R r —地球质量对物体m的引力, ） φ m ω —惯性离心力， —重力 * G—万有引力常数 质量为m的质点在自转的地球上所受的惯性离心力C为：C=m?2r ，方向垂直自转轴向外。 而引力 F 服从万有引力定律，即： r F F * （二）重力场 1、重力场强度 单位质量的物体在重力场中所受的力，称为重力场强度 P = mg g=P/m 上式左边为重力场强度，右边为重力加速度 由上式可见：重力场强度，无论在数值上，还是量纲上都等于重力加速度，而且两者的方向也一致。在重力勘探中，凡是提到重力都是指重力加速度（或重力场强度）。 * 2、重力的单位（gravity unit) 有时也用Gal（伽）作为重力单位，与其它单位关系如下： 在SI制中：g（重力加速度）的单位为1m/s2，规定1m/s2的百万分之一为国际通用重力单位（gravity unit)，简写为g.u.，即： * 重力场的性质除了用矢量g来描述外，还可以用重力位这一标量函数来描述 对该标量函数沿不同方向求导数，恰好等于重力场强度（ g ）在相应方向上的分量，这个标量函数就叫做重力位函数，简称重力位，即： 二、重力位 dW/dS=g.cos(g.s)=gs * 2、 当s方向与g的方向平行时 dW/dS=g.cos(g.s)=g 由此可见，重力g是重力位沿重力方向的导数 1、当s方向与g的方向垂直时 dW/dS=g.cos(g.s)=0 则 W(x,y,z)=c c—常数 上式表示一个空间的曲面，该曲面上重力位处处都等于常数 c，故称此曲面为“重力等位面”，重力等位面处处与重力（ g ）正交，故又将重力等位面称为“水准面”；当 c 取某一定值的水准面与平均海平面重合时，则这个水准面—称为“大地水准面” * 地球是一个旋转椭球体（又称为参考椭球体）、表面光滑； 假定： 内部密度是均匀的，或者是呈同心层状分布，每层的密度是均匀的，并且椭球面的形状与大地水准面的偏差最小 三、地球的重力场 （一）正常重力场 * 在重力勘探和大地测量学中，一般把大地水准面的形状作为地球的基本形状。 测量结果表明，大地水准面的形状不规则，它在南北两半球并不对称，北极略为突出，南极略平，呈“梨”型，见下图。 * φ为计算点的纬度； ge为赤道重力值； gp为两极重力值；g0大地水准面上纬度为φ处的正常重力值；a为赤道半径；c为极半径 2、常用公式（ 1909年的赫尔默公式)： 1、计算正常重力值的基本公式： 式中 * 3、地球表面正常重力场的基本特征 （1）正常重力值不是