重磁勘探方法简介详细分析.docx

重磁勘探方法 一、重力值的测量与校正 1．重力测量的基本原理 从原则上说，凡是与重力有关的物理现象，如物体的自由降落、振摆的摆动、重荷使弹簧的伸长等，都可以用来测量重力值，把它们归结起来可以分两个方面，即重力绝对值的测定和重力相对值的测定。重力勘探所采用的是相对值的测定，其基本原理如下： 如图3所示，它是一个由弹簧悬挂着一个重荷m的弹簧秤，当重力有变化时，重荷将发生相应的位移，其位移的大小正比于重力大小。当弹簧秤位于测点A时，则根据虎克定律有如下的关系 当弹簧秤移到B点时，得到 以上两式相减后有 上式中C是仪器常数，它与弹簧的性能、重荷的质量有关。它表示重荷移动单位长度时相应的重力值的变化，称之为重力仪的格值。测定格值的方法是借已知重力变化g来观测重荷移动后弹簧长度的相应变化l，从而求得格值 由此可见，已知格值就可以通过测量l来确定任意测点间的重力g。 图3 弹簧秤的基本原理 图4 弹簧重力仪的原理 2．重力仪的原理 重力仪的基本原理可以用图4来说明。图4示出的是一根可以绕水平轴、并在垂直面上自由转动的摆杆，摆杆的一端固定着一个质量为M的重荷，并用两个不相同的弹簧将摆杆悬挂起来，构成一个弹簧秤。 同时有两个力作用在摆杆上，即重力和弹力，重荷在重力的作用下，带动摆杆以0点为轴心向上转动，用Mgl表示重力产生的力矩，其中l为摆杆的长度，g为重力值。用Mr表示弹簧产生的弹力矩，则 [′a（S′-S′0）] 为了测出两点重力变化，可以转动测微螺丝，改变弹簧2的张力，使摆杆恢复到原来的平衡位置，通常称之为零位。这时，除了弹簧2的张力比原来有所改变外，弹簧1仍处于原来状态，两点间的重力变化完全被弹簧2的张力所补偿，其补偿值可通过测微螺丝上的刻度读出来。 例如，用弹簧重力仪测得A，B两点的重力，那末平衡方程分别为 ′a（S′A-S′0） ′a（S′B-S′0） 将上两式相减，并整理得 K′a/Ml（S′A-S′B）＝C（S′A-S′B） 式中C= K′a/Ml为仪器常数，通常称之为格值，它的数值可以通过实际测定，因而任意两点的重力差可以从弹簧秤上的S′A-S′B反映出来。显然，这样测得的是两点间的相对重力差值。 3．重力的野外观测 由于重力仪的弹簧有永久形变，所以仪器不可避免地有零点变化。为了消除这一变化，重力仪在野外工作时，要进行重复观测。 (1)普通观测 1)闭合于同一基点的规则。 当仪器的零点变化和时间成比例或测区比较小的情况下．可采田闭合于同一基点的观测，如图5所示，即每天出工首先从基点G出发．最后回到原基点G结束全天工作，那么仪器零点变化的校正系数为 图5 闭合于同一基点的观测系统 (5) 对任一测点，其观测时间为ti，则该点的校正值为 (6) 由于弹性形变一般是随着时间而伸长，因而上式取负号。 图6 多点重复观测系统 2)多点重复观测。 当重力仪的零点变化不够规律或者要进行高精度的重力测量时，可采用多点重复观测。 ①双程往返重复观测法。该法观测时是从某一点出发，观测一定量的测点以后，再沿原路返回。在返回的过程中，对观测过的点进行部分的或全部重复，如图6（a），(b)所示，这种观测方法和零点位移的变化率都是用作图法来确定的。如图7所示在厘米方格纸上，用读数g为纵坐标，以时间t为横坐标，把所有的重复点按照一定比例点在图上，然后把相同点用直线连起来，这样就形成了一些大致平行的直线。 为了从图上确定具有代表性的零点位移的变化率，可以最长的一条线的中点为标准，将所有的线沿垂直方向平移到它的中点上形成一组线束，然后过这组线束的交点作直线R，使得所有点到R线距离的平方和最小，R线的斜率即为重力仪在这个时间内的零点变化率。 图7 求零点位移的变化率 ②三程双次观测法。 如图8所示，其中1，4，8，11四点为重复观测点，其他均为单次观测点，在厘米方格纸上用g为纵坐标，t为横坐标，按照一定的比例把重复观测点点在图上。然后用直线把相同的点连起来，再以第一点为标准，将其他各线依次平移，让各线的起点落在它前一条线上。最后将平移后的各线的端点用圆滑曲线连接起来，即为仪器零点位移曲线。 图8 三程双重观测的观测系统 (2)重力基点网 由上所述，因为要进行重复点观测，从而