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1、重力法在海洋勘探中的應用資工11204方世祥地球的表面的3/4被海洋覆蓋,海底是世界上最大的資源寶庫,大量的石油、天然氣及各種礦產(chǎn)蘊含其中,海底資源探測對人類的生存和發(fā)展及其重要;另外,海洋空間的利用也越來越迫切,涉及到海底工程勘察,海底管線探測,淺海水深探測、淺海底電導率填圖、咸水-淡水分界面探測,探測化學污染區(qū),承壓含水層鹽漬或污染探測等領域,海洋地殼上覆蓋著深淺不同的海水,所以地球物理方法是探測研究海底的必不可少的手段之一。除了地震方法之外,海洋重力法是一種主要的海洋地球物理方法,它適用于地震方法不易分辨而重力勘探擁有優(yōu)勢的區(qū)域。
2、要準確研究地球形狀與地球內(nèi)部構造,勘探海洋豐富的礦產(chǎn)資源,保障航天和遠程武器發(fā)射等,就必須了解海洋重力場精細結構,高精度的海洋重力測量正是解決這些問題的重要手段之一。近年來,衛(wèi)星技術取得了較大的進展。未來海洋重力場的精細結構,可以利用衛(wèi)星測高、衛(wèi)星重力梯度測量和海洋測量相結合的方法來研究。1、什么是重力勘探?重力勘探地球物理勘探方法之一。重力勘探是測量與圍巖有密度差異的地質(zhì)體在其周圍引起的重力異常﹐以確定這些地質(zhì)體存在的空間位置﹑大小和形狀﹐從而對工作地區(qū)的地質(zhì)構造和礦產(chǎn)分布情況作出判斷的一種地球物理勘探方法。它是以牛頓萬有引力定律為基
3、礎的。只要勘探地質(zhì)體與其周圍巖體有一定的密度差異,就可以用精密的重力測量儀器(主要為重力儀和扭秤)找出重力異常。然后,結合工作地區(qū)的地質(zhì)和其他物探資料,對重力異常進行定性解釋和定量解釋,便可以推斷覆蓋層以下密度不同的礦體與巖層埋藏情況,進而找出隱伏礦體存在的位置和地質(zhì)構造情況。2、運用領域在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查﹑礦產(chǎn)普查和勘探的各個階段都可應用重力勘探﹐要根據(jù)具體的地質(zhì)任務設計相應的野外工作方法。3、應用條件應用重力勘探的條件是﹕被探測的地質(zhì)體與圍巖的密度存在一定的差別﹔被探測的地質(zhì)體有足夠大的體積和有利的埋藏條件﹔干擾水平低。4、重力儀mar
4、inegravimeter是船艦上或潛水艇內(nèi)使用的重力儀。在海洋中勻速直線航行條件下,連續(xù)地進行重力測量,由于儀器安放在運動的船體上,受到垂直加速度和水平加速度以及基座傾斜的影響很大。一般情況下,干擾加速度的幅度比有意義的重力異常強幾萬一幾十萬倍。因此,重力儀彈性系統(tǒng)必須有足夠大的阻尼,還需要把儀器安放在或陀螺穩(wěn)定平臺上。因為海區(qū)開闊,航線長,不能經(jīng)常閉合基點,所以,要求海洋重力儀零點位移應盡可能地小,測程范圍又要足夠大。海洋重力儀種類很多,結構原理與陸地重力儀大體相同。整套儀器包括重力儀主體(彈性系統(tǒng),恒溫裝置、阻尼裝置、指示系統(tǒng)等)
5、;模擬的或數(shù)字的記錄器;控制器;常平架或陀螺穩(wěn)定平臺;電源幾大部分。5、重力數(shù)據(jù)的處理和解釋野外獲得的重力數(shù)據(jù)要作進一步處理和解釋才能解決所提出的地質(zhì)任務,主要分3個階段:野外觀測數(shù)據(jù)的處理,并繪制各種重力異常圖:重力異常的分解(應用平均法﹑場的變換﹑頻率濾波等方法),即從疊加的異常中分出那些用來解決具體地質(zhì)問題的異常:確定異常體的性質(zhì)﹑形狀﹑產(chǎn)狀及其他特徵參數(shù)。解釋分為定性的和定量的兩個內(nèi)容,定性解釋是根據(jù)重力圖并與地質(zhì)資料對比,初步查明重力異常性質(zhì)和獲得有關異常源的信息。除某些構造外,對一般地質(zhì)體重力異常的解釋可遵循以下的一些原則:
6、極大的正異常說明與圍巖比較存在剩馀質(zhì)量;反之,極小異常是由質(zhì)量虧損引起的??拷|(zhì)量重心,在地表投影處將觀測到最大異常。最大的水平梯度異常相應于激發(fā)體的邊界。延伸異常相應于延伸的異常體,而等軸異常相應于等軸物體在地表的投影。對稱異常曲線說明質(zhì)量相對于通過極值點的垂直平面是對稱分布的;反之,非對稱曲線是由于質(zhì)量非對稱分布引起的。在平面上出現(xiàn)幾個極值的復雜異常輪廓,表明存在幾個非常接近的激發(fā)體。定量解釋是根據(jù)異常場求激發(fā)體的產(chǎn)狀要素建立重力模型。一種常用的反演方法是選擇法,即選擇重力模型使計算的重力異常與觀測重力異常間的偏差小于要求的誤差。由
7、于重力反演存在多解性﹐因此﹐必須依靠研究地區(qū)的地質(zhì)﹑鉆井﹑巖石密度和其他物探資料來減少反演的多解性。6、重力異常和重力改正觀測重力值除反映地下密度分布外,還與地球形狀﹑測點高度和地形不規(guī)則有關。因此,在作地質(zhì)解釋之前必須對觀測重力值作相應的改正,才能反映出地下密度分布引起的重力異常。重力改正包括自由空間改正,中間層改正,地形改正和均衡改正。觀測重力值減去正常重力值再經(jīng)過相應的改正,便得到自由空間異常﹑布格異常和均衡異常(見地殼均衡)。在重力勘探中主要應用布格異常。為研究地殼均衡,地殼運動和地殼結構也需要應用均衡異常和自由空間異常。在平坦
8、的地形條件下,常用自由空間異常代替均衡異常。意義7、重力勘探解決以下任務﹕1、研究地殼深部構造﹔研究區(qū)域地質(zhì)構造﹐劃分成礦遠景區(qū)﹔2、掩蓋區(qū)的地質(zhì)填圖﹐包括圈定斷裂﹑斷塊構造﹑侵入體等﹔3、廣泛用于普查與勘