重力法在海洋勘探中的應(yīng)用

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1、重力法在海洋勘探中的應(yīng)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(kù)，大量的石油、天然氣及各種礦產(chǎn)蘊(yùn)含其中，海底資源探測(cè)對(duì)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(lái)越迫切，涉及到海底工程勘察，海底管線探測(cè)，淺海水深探測(cè)、淺海底電導(dǎo)率填圖、咸水-淡水分界面探測(cè)，探測(cè)化學(xué)污染區(qū)，承壓含水層鹽漬或污染探測(cè)等領(lǐng)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(cè)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(shì)的區(qū)域。

2、要準(zhǔn)確研究地球形狀與地球內(nèi)部構(gòu)造，勘探海洋豐富的礦產(chǎn)資源，保障航天和遠(yuǎn)程武器發(fā)射等，就必須了解海洋重力場(chǎng)精細(xì)結(jié)構(gòu)，高精度的海洋重力測(cè)量正是解決這些問(wèn)題的重要手段之一。近年來(lái)，衛(wèi)星技術(shù)取得了較大的進(jìn)展。未來(lái)海洋重力場(chǎng)的精細(xì)結(jié)構(gòu)，可以利用衛(wèi)星測(cè)高、衛(wèi)星重力梯度測(cè)量和海洋測(cè)量相結(jié)合的方法來(lái)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(cè)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(duì)工作地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)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(wàn)有引力定律為基

3、礎(chǔ)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(cè)量?jī)x器（主要為重力儀和扭秤）找出重力異常。然后，結(jié)合工作地區(qū)的地質(zhì)和其他物探資料，對(duì)重力異常進(jìn)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(jìn)而找出隱伏礦體存在的位置和地質(zhì)構(gòu)造情況。2、運(yùn)用領(lǐng)域在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查﹑礦產(chǎn)普查和勘探的各個(gè)階段都可應(yīng)用重力勘探﹐要根據(jù)具體的地質(zhì)任務(wù)設(shè)計(jì)相應(yīng)的野外工作方法。3、應(yīng)用條件應(yīng)用重力勘探的條件是﹕被探測(cè)的地質(zhì)體與圍巖的密度存在一定的差別﹔被探測(cè)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(jìn)行重力測(cè)量，由于儀器安放在運(yùn)動(dòng)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(qiáng)幾萬(wàn)一幾十萬(wàn)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(tái)上。因?yàn)楹^(qū)開(kāi)闊，航線長(zhǎng)，不能經(jīng)常閉合基點(diǎn)，所以，要求海洋重力儀零點(diǎn)位移應(yīng)盡可能地小，測(cè)程范圍又要足夠大。海洋重力儀種類很多，結(jié)構(gòu)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(tái)；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(jìn)一步處理和解釋才能解決所提出的地質(zhì)任務(wù),主要分3個(gè)階段:野外觀測(cè)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(yīng)用平均法﹑場(chǎng)的變換﹑頻率濾波等方法),即從疊加的異常中分出那些用來(lái)解決具體地質(zhì)問(wèn)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(gè)內(nèi)容,定性解釋是根據(jù)重力圖并與地質(zhì)資料對(duì)比,初步查明重力異常性質(zhì)和獲得有關(guān)異常源的信息。除某些構(gòu)造外,對(duì)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(shuō)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(cè)到最大異常。最大的水平梯度異常相應(yīng)于激發(fā)體的邊界。延伸異常相應(yīng)于延伸的異常體,而等軸異常相應(yīng)于等軸物體在地表的投影。對(duì)稱異常曲線說(shuō)明質(zhì)量相對(duì)于通過(guò)極值點(diǎn)的垂直平面是對(duì)稱分布的;反之,非對(duì)稱曲線是由于質(zhì)量非對(duì)稱分布引起的。在平面上出現(xiàn)幾個(gè)極值的復(fù)雜異常輪廓,表明存在幾個(gè)非常接近的激發(fā)體。定量解釋是根據(jù)異常場(chǎng)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(jì)算的重力異常與觀測(cè)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(lái)減少反演的多解性。6、重力異常和重力改正觀測(cè)重力值除反映地下密度分布外,還與地球形狀﹑測(cè)點(diǎn)高度和地形不規(guī)則有關(guān)。因此,在作地質(zhì)解釋之前必須對(duì)觀測(cè)重力值作相應(yīng)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(cè)重力值減去正常重力值再經(jīng)過(guò)相應(yīng)的改正,便得到自由空間異常﹑布格異常和均衡異常(見(jiàn)地殼均衡)。在重力勘探中主要應(yīng)用布格異常。為研究地殼均衡,地殼運(yùn)動(dòng)和地殼結(jié)構(gòu)也需要應(yīng)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(wù)﹕1、研究地殼深部構(gòu)造﹔研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造﹐劃分成礦遠(yuǎn)景區(qū)﹔2、掩蓋區(qū)的地質(zhì)填圖﹐包括圈定斷裂﹑斷塊構(gòu)造﹑侵入體等﹔3、廣泛用于普查與勘