重力勘探在地?zé)峥碧街械膽?yīng)用

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1、重力勘探在地?zé)峥碧街械膽?yīng)用學(xué)院：地球物理與空間信息學(xué)院班級(jí)：064082-27姓名：李煜學(xué)號(hào)：200810034380引言地?zé)崮艿拈_發(fā)是全球經(jīng)濟(jì)．能源．環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。隨著地?zé)衢_發(fā)浪潮的日趨高漲，地?zé)崧糜螛I(yè)的持續(xù)升溫，綠色能源的深入開發(fā)利用，深層地?zé)衢_發(fā)利用成為地?zé)衢_發(fā)的主流。物探技術(shù)是深部礦產(chǎn)勘探的主要技術(shù)。近年來，物探技術(shù)飛速發(fā)展，新興技術(shù)不斷涌現(xiàn)，為深部地?zé)峥碧教峁┝思夹g(shù)前提。地?zé)崮苁且环N在開采利用時(shí)間上可人為控制的可再生資源，在現(xiàn)代種植業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、浴療、供暖、旅游、皮革、釀造、干燥、發(fā)電等方面的應(yīng)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值已逐步被人們理解和產(chǎn)生興趣，地?zé)崮?/p>

2、的開發(fā)是全球經(jīng)濟(jì)一能源一環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分(賓德智，2000；閻敦實(shí)，2000)。目前，國外的地?zé)豳Y源開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)發(fā)展迅速，日本、美國和意大利等國家的熱儲(chǔ)溫度已接近或超過300℃，并有專門的機(jī)構(gòu)研究地?zé)岬拈_發(fā)和利用(周篁，2001)。我國的地?zé)豳Y源儲(chǔ)量豐富，占全球熱能活力的7．9％，發(fā)展前景廣闊，但目前的開采量僅為可開采量的5．82％，開發(fā)我國的地?zé)豳Y源任重而道遠(yuǎn)(王秉忱，2001)。最近，隨著大多數(shù)城市的缺水危機(jī)日趨嚴(yán)重、淺層地下水的限量開采以及旅游休閑熱的持續(xù)增溫，一股新的地?zé)崂顺敝鸩较砣珖?，在這股浪潮中，深層地?zé)峥碧揭殉蔀橹鹘?，這為地?zé)峥碧降陌l(fā)展帶來了

3、機(jī)遇，同時(shí)對(duì)地?zé)峥碧郊夹g(shù)提出了更高的要求。本文主要介紹重力勘探在城市地?zé)峥碧街械膽?yīng)用。1方法與原理重力勘探表明,隨著地質(zhì)年代的變老,地層、巖石密度有逐漸增大的普遍規(guī)律。布格重力異常正值與負(fù)值相間分布,基巖面起伏較大,其分布具有一定的規(guī)律:在凸起區(qū)表現(xiàn)為正異常,在凹陷區(qū)則表現(xiàn)為負(fù)異常,并與兩坳一隆的構(gòu)造格局相一致。在重力異常密集線性帶,一般都反映出斷裂的位置。重力勘探工程布置考慮到測(cè)區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和地形地物布置了三條精測(cè)剖面，其中一條剖面向西加長延升至測(cè)區(qū)外圍曾做過直流電測(cè)深的地方，點(diǎn)距50m、100m不等。重力觀測(cè)使用加拿大SCINTREX公司產(chǎn)CG-3M型全自動(dòng)微加重力儀

4、，為了克服城市區(qū)及其附近車輛、人員等人文活動(dòng)帶來的振動(dòng)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響，采集使用1秒鐘采樣1分鐘60個(gè)樣值平均的形式記錄，每個(gè)測(cè)點(diǎn)多次重復(fù)觀測(cè)。城市區(qū)交通便利，基點(diǎn)只選一個(gè)，設(shè)在便于到達(dá)而且人文干擾較少相對(duì)穩(wěn)定的地點(diǎn)，省去了布設(shè)基點(diǎn)網(wǎng)的工作。重力數(shù)據(jù)的處理分預(yù)處理和目標(biāo)處理兩步進(jìn)行，預(yù)處理包括基點(diǎn)改正、正常場(chǎng)!緯度&改正、布格改正。由于測(cè)區(qū)地形平坦且沒有足夠大比例的地形圖，沒進(jìn)行專門的地形改正工作。預(yù)處理后得到重力布格異常，接著進(jìn)行更深一步的處理—解釋目標(biāo)處理。解釋目標(biāo)處理包括以下幾個(gè)方面：異常場(chǎng)的水平及垂向各階導(dǎo)數(shù)的求取、趨勢(shì)分析、頻率域的局部場(chǎng)與區(qū)域場(chǎng)的分離、區(qū)域

5、場(chǎng)場(chǎng)源體深度的提取和結(jié)合直流電測(cè)深的基巖頂界面的反演解釋。作為尋找新生界地層全覆蓋的基巖中凹中凸構(gòu)造的目標(biāo)處理，最為重要的是場(chǎng)源體深度的提取和基巖頂界面的反演，其它的處理只是一些輔助手段。1.1場(chǎng)分離及場(chǎng)源體深度的提取勘探得到的位場(chǎng)是由局部場(chǎng)和基巖頂界面起伏引起的區(qū)域場(chǎng)兩部分疊加合成的，一般地，區(qū)域場(chǎng)功率譜具有aExp（-2wH）的形式，而局部場(chǎng)具有bExp（-2wh）的形式。假設(shè)區(qū)域場(chǎng)與局部場(chǎng)是不相關(guān)的，根據(jù)最佳濾波器的設(shè)計(jì)原則有提取區(qū)域場(chǎng)的濾波響應(yīng)為：其中k=b/a。上面的介紹說明場(chǎng)分離的關(guān)鍵是參數(shù)k、H、h的求取，其中參數(shù)H也稱為區(qū)域場(chǎng)的視深度，稱為基巖頂界面的平均

6、深度，它通過得到的功率譜低頻段的曲線擬合得到。1.2基巖頂界面的反演界面的反演使用迭代技術(shù)并選用Gernard提出的方法，先選擇一個(gè)參考平面Zo區(qū)域場(chǎng)(視深度H)，界面相對(duì)參考面的偏差Zd與重力場(chǎng)的關(guān)系用下式表示:式中g(shù)是重力異常場(chǎng)，Vzz是重力異常場(chǎng)的一階垂向?qū)?shù)。ZD向上為正ZO向下為負(fù)。用重力觀測(cè)值及其一階垂向?qū)?shù)代入上式可得初值界面:求取初值界面的重力異常，用它去減原始重力異常得到剩余值，將它代入(2)式求下一次的偏差ZD和界面深度。重復(fù)上面的步驟，判斷上下兩次的修正偏差是否滿足精度要求，若滿足要求輸出界面值。為了判斷反演界面是否正確，將它與已知的直流電測(cè)深解釋界

7、面比較，兩種方法得到的界面一致說明反演終止。如果重力反演的界面相差較大，改變初始密度差δ再進(jìn)行迭代反演。反演的界面模糊了界面的尖銳變化，對(duì)斷層的判斷解釋不是最好的方法，借助重力異常場(chǎng)的水平、垂向?qū)?shù)和場(chǎng)的下延進(jìn)行輔助解釋得到了滿意的效果。1.3重力影像技術(shù)重力勘探技術(shù)是一項(xiàng)較為成熟的勘探技術(shù)廣泛應(yīng)用于資源勘探、基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、工程地質(zhì)調(diào)查等領(lǐng)域。近年的理論研究和實(shí)踐表明，重力資料在解譯斷裂構(gòu)造巾可發(fā)揮很大的作用，對(duì)于3000米探度上30米斷距的斷層．利用50微伽精度的重力資料完全可以解澤出來．顯然，對(duì)于埋藏深度較小的斷層，高精度