高精度重力勘探技术及其应用
高精度地球物理勘探技术的研究与应用
高精度地球物理勘探技术的研究与应用地球物理勘探技术是一种对地质结构进行探测和研究的科学方法。
在石油勘探、地震预测和自然资源开发等领域，地球物理勘探技术与其它勘探方法相结合，可以为相关领域的研究和应用提供帮助。
随着科技的不断发展和进步，高精度地球物理勘探技术也在不断地被研究和应用。
下面我们就对高精度地球物理勘探技术的研究和应用进行探究。
一、高精度地球物理勘探技术的原理和方法高精度地球物理勘探技术主要包括地震勘探、电法勘探、重力勘探、磁法勘探和测井等多种方法。
其中，地震勘探是一种利用地下地震波进行探测的技术。
通过地震勘探技术可以获得地下介质的各种物理参数，如泊松比、抗拉强度、密度等。
电法勘探是一种通过电信号进行探测的技术。
该技术主要包括直流电法、交流电法和瞬变电磁法等多种方法。
直流电法是一种利用直流电信号进行探测的方法。
通过直流电法可以获得地下介质的各种物理参数，如电阻率、导电率等。
重力勘探是一种利用重力场进行探测的技术。
通过重力勘探技术可以得到地下介质的密度分布情况。
磁法勘探是一种利用地磁场进行探测的技术。
通过磁法勘探技术可以得到地下介质的磁性分布情况。
测井是一种直接对油气井进行物理测量的方法。
通过测井可以获得油气井的各种物理参数，如井底流体的类型、孔隙度、饱和度等。
这些物理参数可以帮助石油公司确定油气田的分布情况和开发方案。
二、高精度地球物理勘探技术的应用高精度地球物理勘探技术在石油勘探、地震预测和自然资源开发等领域具有重要的应用价值。
在石油勘探领域，高精度地球物理勘探技术可以有效地提高油气田的勘探效率和成功率。
通过对地下介质的物理参数进行测量，并结合地质文化和钻井数据进行综合分析，可以预测油气田的储量、分布和开采方案。
在地震预测领域，高精度地球物理勘探技术可以帮助我们更加准确地预测地震的发生时间和地震的强度。
通过对地下介质的物理参数进行测量，可以了解地震发生的可能性和影响范围，提高人们对地震的认识，并准备好相应的救援措施。
重力勘探及其应用
重力勘探及其应用摘要：重力勘探主要是通过测量由地下密度不均匀体引起的重力异常来推断测区的地质构造或矿产分布情况等。
重力数据通过整理、各项校正、异常分离等可以得到勘探目标的重力异常特征。
通过解重力反演问题，可以确定地质体的埋深、大小等几何参数、密度等物性参数以及密度分界面的起伏。
实际应用中，要尽可能多的利用已有的信息约束反演过程，从而提高反演结果的质量。
重力勘探在区域地质构造研究、寻找矿产、油、气资源、工程地质调查、水文地质调查等领域中发挥着重要的作用。
实例说明，不同的地质特征对应不同的重力异常特征，重力勘探正是利用获得的异常特征分析、推断测区的地质构造。
关键词：重力异常密度不均匀体重力反演地质构造矿产分布重力勘探主要是通过测量由地下密度不均匀体引起的重力异常来推断测区的地质构造或矿产分布情况等，是地球物理勘探的重要方法之一。
野外测量的重力数据通过整理和一系列校正可以得到需要的重力异常—布格重力异常或者自由空气重力异常。
校正后得到的重力异常是地下不同深度、规模的地质因素产生的叠加异常，异常分离可以将具有不同“频率”特征的异常分离开，得到单纯由勘探目标引起的异常。
重力反演一般需要在异常分离的基础上进行，反演存在着多解性问题，其主要原因是不同埋深、大小、组合的地质异常体可以引起相同的重力异常效应，以及重力数据的不完整性。
因此，在反演过程中，需要尽可能利用已有的地质、钻探和地球物理资料来对目标异常体进行约束，从而减少多解性，最后的模型实验说明了反演过程中加约束条件的重要性。
重力勘探在很多领域发挥着重要的作用，可以利用它进行区域地质构造的研究、寻找矿产、油、气等资源，也可以用在工程地质调查、水文地质调查中。
重力勘探南海北部缘沉积盆地的实例说明，不同的重力异常特征对应着地下不同的地质构造特征，可以据此利用重力异常研究区域构造。
1 重力勘探的基本原理重力勘探是一种利用重力场研究地球构造、寻找矿产及油气资源的地球物理方法。
重力勘探及其应用
重力勘探及其应用涂承林区域重力调查方法技术中心目录序言：第一章重力勘探的基础理论一、地球的重力场二、正常重力场与重力异常三、岩（矿）石密度第二章重力仪一、概述二、石英弹簧重力仪三、金属弹簧重力仪第三章重力勘探的工作方法一、工作设计主要内容和技术要求二、重力资料的整理三、重力异常图第四章重力异常的数据处理一、引起异常的主要原因二、数据处理三、区域异常和局部异常的划分方法四、重力异常的解释延拓五、重力异常的二阶导数第五章重力异常的正反演问题一、基本概念二、规则形体异常的正反演问题三、任意形体异常的正反演问题四、选择法解反演问题五、密度界面的正反演问题第六章重力勘探的应用一、基础地球物理调查—区域重力调查（一）概况（二）成果（三）应用二、重力勘探在油气勘查中的应用三、重力勘探在煤田中的应用四、重力勘探在其他地质勘探方面的应用五、我国重力勘探工作概况序言 (1)第一章重力勘探的基础理论 (1)一、地球的重力场 (1)二、正常重力场和重力异常 (3)三、岩石和矿石的密度 (5)第二章重力仪 (6)一、概述 (6)二、石英弹簧重力仪 (7)三、金属弹簧重力仪 (7)第三章重力勘探的工作方法 (8)一、工作设计的主要内容和技术要求 (8)二、重力资料的整理 (10)三、重力异常图 (12)第四章重力异常的数据处理 (13)一、引起异常的主要原因 (13)二、数据处理 (15)三、区域异常和局部异常的划分方法 (16)四、重力异常的解析延拓 (18)五、重力异常的导数 (19)第五章重力异常的地质解释及应用 (19)一、重力异常解释的基本概念 (20)二、重力异常解释基本方法和步骤 (20)三、重力勘探的应用 (21)四、重力勘探在其他地质勘探方面的应用 (22)五、我国重力勘探工作概况 (23)序言重力勘探是地球物理勘探方法之一。
是研究地球表面及其周围空间重力变化的物理现象。
地表及其周围空间重力变化原因之一是由于地球内部各种岩石密度的不同而引起的，而岩石密度不均匀往往与地下地质构造、矿产分布等地质原因有关。
重力勘探在地球内部结构研究中的应用
重力勘探在地球内部结构研究中的应用地球内部结构的研究对于地质学和地球科学的发展具有重要意义。
随着科学技术的不断进步，越来越多的方法和技术被应用于地球内部的探索。
其中，重力勘探作为一种非常有用的地球物理方法，在地球内部结构研究中具备独特的优势。
本文将介绍重力勘探在地球内部结构研究中的应用，并探讨其在这一领域的意义和进展。
一、重力勘探简介重力勘探是一种通过测量重力场变化来研究地球内部结构和地质构造的方法。
它基于牛顿万有引力定律，通过测量地球上不同位置的重力加速度差异，得到地下不同密度体的分布情况。
重力勘探在地质勘探、地球科学研究和资源勘探等领域有广泛应用，其中在地球内部结构研究中具有独特优势。
二、地球内部结构研究中的应用1. 密度分布测定重力勘探可以通过测量地球上不同位置的重力加速度差异，推断地下岩石的密度分布情况。
岩石的密度与其成分和物性有关，通过重力勘探可以初步确定地球内部的密度分布情况，为揭示地球内部结构提供重要线索。
2. 地壳厚度测量地球的地壳是地球内部结构的重要组成部分，重力勘探可通过测量地球上不同位置的重力加速度变化来确定地壳的厚度分布。
地下地壳的密度变化会引起地表重力场的变化，通过重力勘探可以推断地壳的厚度，从而加深对地球内部结构的认识。
3. 地幔和核的研究通过重力勘探可以探测到地球内部不同密度层之间的界面，从而揭示地球内部的结构特征。
在地幔和核的研究中，重力勘探可以提供关于地下界面和物质分界面的信息，帮助科学家了解地球深部的构造和成分。
4. 地质构造分析重力勘探在地球内部结构研究中还可以用于地质构造的分析。
不同地质构造单元的密度差异会导致地表重力场的变化，通过重力勘探可以研究和解释不同地质构造单元的空间分布和相互关系，进一步揭示地球内部结构的演化历史。
三、重力勘探在地球内部结构研究中的意义和进展重力勘探在地球内部结构研究中具备独特的优势和意义。
首先，重力勘探不依赖于地下介质的电性和磁性，因此能够研究不同介质的密度分布和结构特征。
高精度重力勘探技术及其应用
4．研究快速、太维数反演方法，叠加异常分解方法， 弱异常提取和目标物显示方法 ，以及详细立体填图方 法。 5. 研究和发展智能解释系统 。
（提高物探资料地质解释的自动化水平）
高精度重力测量又称为微重力测量。两者若从测量精度的 角度来讲，应该是同一的，一般是指测量精度为10nm/s² 级的 相对重力加速度测量。在地质和工程勘察领域还具有研究对象 的规模较小相应的测量区面积和测网间距离均较小的含意，即 研究的是较小的地质体的重力测量问题。 当然广义的微重力测量还应包含其他一些的微重力效应的 测量，如地球固体潮，地球自有振荡，大气影响以及地球动力 学原因造成的地球质量位移引起的微小的重力变化测量等。 微重力测量的对象是小尺度、小范围的物质体产生很微小 的重力异常（微伽级）。应用微重力测量可以探测到近地表的 溶洞、地下河、孔穴。因此，微重力测量在资源、能源工程的 勘探、地震的监测及至地下古文物的探测方面有着广泛的应用 前景。 目前世界各国的观测成果一般皆以LCR重力仪的测量结果 为准，其精度高，零漂移小，性能稳定，使用方便。
2、GONG技术
提出：前苏联地球物理学家I.N.米哈依诺夫博士 发现：含油区上方存在有0.1~0.3毫伽的负异常，一般这样微 小的异常在平面图上都被平滑掉了，只有在单条剖面上通过精 细解释才能发现。通过分析多条测线上的这类异常及其成片成 带分布的特点，可确定油气藏的存在。 思路：由于烃类物 质向上泄露，使上方 岩石密度相对减小， 弹性波传播速度相对 降低。在重力场中， 重力场特征局部最小 值为0.1-0.3mGal，高 梯度翼被认为是受油 气影响的结果。
Байду номын сангаас
一、用高精度重力资料确定局部圈闭
1、 寻找背斜型隆起
重力与磁力勘探技术在矿产资源评估中的应用
重力与磁力勘探技术在矿产资源评估中的应用近年来，随着科学技术的快速发展，勘探技术在矿产资源评估中扮演着越来越重要的角色。
在这些勘探技术中，重力和磁力勘探技术因其在矿产资源评估中的广泛应用而备受关注。
本文将详细介绍重力与磁力勘探技术在矿产资源评估中的应用。
一、重力勘探技术在矿产资源评估中的应用重力勘探技术是利用地球重力场探测地下物质分布的一种方法。
其原理是根据物体的质量差异对重力场产生微弱影响的特性。
在矿产资源评估中，重力勘探技术常用于矿床的测量和勘探。
通过测量地表和地下不同位置的重力值，可以获得地下物体的质量分布情况，从而推断出矿床的位置和规模。
重力勘探技术在矿产资源评估中的应用主要有以下几个方面：1. 矿床探测：重力勘探技术可以帮助确定矿床的位置和规模。
通过测量不同位置的重力值，可以获取地下物质的质量分布情况，从而判断矿床的存在与否以及其规模大小。
2. 寻找矿体边界：矿体的边界是勘探工作中的重要信息。
重力勘探技术可以提供关于不同地下物质界面之间的重力异常数据，通过分析这些数据可以确定矿体的边界位置。
这对于矿产资源的评估和开采具有重要意义。
3. 研究地质结构：矿产资源的形成与地质结构息息相关。
重力勘探技术可以探测地下岩层的密度变化，从而了解地质结构的分布情况，为矿产资源评估提供有力的依据。
二、磁力勘探技术在矿产资源评估中的应用磁力勘探技术是利用地球磁场探测地下物质分布的一种方法。
地球磁场在地球表面产生微弱的磁场变化，通过测量这些变化可以获得地下物质的分布情况。
在矿产资源评估中，磁力勘探技术常用于寻找磁性物质和矿床的勘探。
磁力勘探技术在矿产资源评估中的应用主要有以下几个方面：1. 磁性物质寻找：磁力勘探技术可以探测地下磁性物质的分布情况。
通过测量地表和地下不同位置的磁场强度，可以获取磁性物质的分布特征，从而寻找磁性矿床或矿体。
2. 矿床勘探：磁性矿床是矿产资源中的重要类型之一。
磁力勘探技术可以帮助确定磁性矿床的位置和规模。
重力勘探在地质构造研究中的应用
重力勘探在地质构造研究中的应用地质构造研究是地球科学领域的重要研究方向之一，而重力勘探作为一种非常有效的地球物理勘探手段，被广泛运用于地质构造研究中。
本文将介绍重力勘探在地质构造研究中的应用，并重点讨论其原理和方法。
一、重力勘探原理重力勘探是利用地球引力场的变化来推断地下构造和密度分布的一种方法。
根据牛顿引力定律，两个物体间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
地球的密度是不均匀分布的，不同密度的岩石和矿石会对重力场产生微小的扰动。
通过测量地球引力场的变化，可以推断地下构造和岩石密度的分布情况。
二、重力勘探方法重力勘探主要通过测量地表上某一固定点的重力值来研究地下结构。
常见的重力测量仪器是重力仪，它可以测量地表上某一点的重力值，并将其转化为数字信号进行记录。
重力异常是指真实重力场与基准重力场之间的差异，通过分析重力异常的空间分布特征，可以推断地下构造的变化。
三、1. 地壳运动研究地壳运动是指地壳的变形与演化过程，在地质构造研究中具有重要意义。
重力测量可以提供地壳变形的定量信息，通过长期连续的重力观测，可以监测地壳垂直变形的趋势。
通过分析重力场的变化，可以揭示地震活动、火山活动等地质构造运动的特征和规律。
2. 岩石构造研究不同岩石的密度各异，而重力测量可以提供岩石密度的信息。
通过测量岩石的重力异常，可以推断不同岩石体之间的界面位置和形态，进而揭示出地下岩石的空间分布和变形。
这对地质学家探索岩石成因、岩浆作用等问题具有重要帮助。
3. 地质构造探测地质构造是地球上各类地质现象的总称，包括褶皱、断层、断裂等。
重力勘探可以通过测量重力场的异常变化，探测地下的褶皱、断层等构造的存在和分布。
通过与其他地球物理测量数据相结合，可以更全面地研究地质构造现象及其对应的地质事件。
四、重力勘探的局限性和挑战虽然重力勘探在地质构造研究中具有广泛的应用前景，但也存在一些局限性和挑战。
首先，重力测量所得的数据具有一定的噪声和误差，需要进行数据处理和校正，以提高数据的准确性。
重力勘探在地震断层活动研究中的应用
重力勘探在地震断层活动研究中的应用地震是地球上常见的地质灾害之一，对人类社会造成了巨大的破坏和伤害。
了解地震断层的活动情况对于预测和减轻地震灾害具有重要意义。
而重力勘探作为一种广泛应用于地质学和地球物理学领域的技术手段，被广泛应用于地震断层活动研究中。
本文将探讨重力勘探在地震断层活动研究中的应用。
一、重力勘探基本原理重力勘探是通过测定地球表面上的重力场强度来推测地下物质的性质和分布情况的一种方法。
地球上的重力场是由于地球的质量引起的，当地下存在不均匀的物质分布时，将影响到地球的重力场。
通过精确测量地表上的重力场强度，可以推断地下物质的分布特征，并进一步了解地下构造的情况。
二、地震断层活动研究的意义地震断层活动研究旨在了解地震发生的规律以及断层对地表形变的影响，为地震预测和减灾提供科学依据。
地震断层活动研究可以帮助科学家们更好地了解地震的发生机制和规模，提高地震的预测能力，减少地震所造成的人员伤亡和财产损失。
三、重力勘探在地震断层活动研究中的应用方法重力勘探在地震断层活动研究中的应用方法主要包括重力测量、数据处理和解释等步骤。
1. 重力测量重力测量是重力勘探的基本步骤之一，通过在地表上设置测点，在不同位置上测量地表的重力场强度。
重力仪器通常使用重力仪或重力计进行测量，测点的选择应考虑到地震断层活动的分布情况和研究的目的。
2. 数据处理在重力测量完成后，需要对所获得的重力数据进行处理，以求得更为精确的地下物质分布信息。
数据处理的主要任务包括数据平差、误差修正和差异处理等。
3. 解释与分析通过对处理后的重力数据进行解释和分析，可以推断地下物质的分布情况、地下构造的特征以及可能存在的地震断层等信息。
解释与分析的方法主要包括重力异常解释、地表形变研究等。
四、重力勘探在地震断层活动研究中的案例分析以下以某地区的地震断层活动研究为例，阐述重力勘探的应用效果。
某地区在过去几十年里多次发生过中等强度的地震，为了更好地了解该地区地震断层的活动情况，科学家们进行了一次重力勘探实验。
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➢ 3．开展井中重力测量，评价油气储层。
（发现侧向油气层和老油田遗漏储层）
➢ 4．研究快速、太维数反演方法，叠加异常分解方法， 弱异常提取和目标物显示方法 ，以及详细立体填图方 法。
➢ 5. 研究和发展智能解释系统 。
（提高物探资料地质解释的自动化水平）
高精度重力测量又称为微重力测量。两者若从测量精度的 角度来讲，应该是同一的，一般是指测量精度为10nm/s²级的 相对重力加速度测量。在地质和工程勘察领域还具有研究对象 的规模较小相应的测量区面积和测网间距离均较小的含意，即 研究的是较小的地质体的重力测量问题。
（4）国外高精度重力测量的技术水平的体现
• 1.仪器：LCR-D型重力仪灵敏度为10~20nm/s2,准确 度为50nm/s2。
（3）在国内各个油田新开辟远景区的应用效果
国内各个油田近些年来几乎都开展了高精度重力测量，以 配合油气勘查各个阶段的工作;尤其是在地震勘探得不到良好信 息的地区。在山区、沿海潮间带及水深5 m以内的浅海区以及工 农业发达的居民密集区更有独特作用。在地形平坦有良好生储 油前景区，可以直接用重力找到含油气圈闭，并能发现有工业 意义的油流。高精度重力方法目前已成为油田非地震物探中的 主要勘探方法，在具备密度差的前提下，可发现3000 m左右的 局部构造，推断埋深4000～5000 m的密度截面。
目前世界各国的观测成果一般皆以LCR重力仪的测量结果 为准，其精度高，零漂移小，性能稳定，使用方便。
一、技术方法
在重力测量过程中对各个中间环节实施更严格的技术要求以及在改正 计算中使用一些新的计算方法，最终提高重力资料的精度。
（1）技术规定
为了进一步提高实测重力资料的质量，我国不断研制、引进了 多种地面高精度重力仪、海洋重力仪、航空摄影解析制图技术、 GPS及电子计算机技术。国家主管部门还颁布了多种配套的技术 规定，使野外重力数据采集精度有了大幅的提高。如在重力找矿 中布格重力异常总精度可达0.3g.u.~0.8g.u. 。一般Байду номын сангаас平坦地区可 达0.3g.u. 或更高，在山区可达0.8~2 g.u.，高程坐标精度可达十 余厘米。 新颁布的技术规定：《1:5万比例尺重力调查技术规定》;
当然广义的微重力测量还应包含其他一些的微重力效应的 测量，如地球固体潮，地球自有振荡，大气影响以及地球动力 学原因造成的地球质量位移引起的微小的重力变化测量等。
微重力测量的对象是小尺度、小范围的物质体产生很微小 的重力异常（微伽级）。应用微重力测量可以探测到近地表的 溶洞、地下河、孔穴。因此，微重力测量在资源、能源工程的 勘探、地震的监测及至地下古文物的探测方面有着广泛的应用 前景。
（4）数据库的建立
目前，国土资源部已建立了全国的省（自治区）和 行业性的重力数据库、重力模型数据库和重力资料处 理解释工作站。重力数据库已存贮了大陆960平方公里 的节点网高程数据和一部分海域的海底高程数据，存 贮了目前已完成的区域重力调查大部分数据。它除了 具备一般数据库功能外，还建有重力资料处理计算程 序子库，可为用户进行重力资料的常规改算和解释推 断。
（3）地形改正的新方法
研制球面远区地改，山区数字地形多种剖分体高 精度地改和地改残差估算方法。其实质是利用大比例尺 地形图或航空照片做成数字地形图并用多种剖分体割地 形，使地改地形力争逼近实际地形。
不断提高数字地形的精度和剖分体的细致程度，则 地改值曲线将逐渐趋近于某一渐近值，该值可以被近似 看作“真值”。地改残差方法用归一化地改值渐近线进 行估值，估算出地改残差。
高精度重力勘探技术及其应用
重力勘探任务﹕
1、研究地壳深部构造，区域地质构造﹐划分成矿远景区﹔ 2、掩盖区地质填图﹐包括圈定断裂构造﹑侵入体等﹔ 3、广泛用于普查与勘探可燃性矿床(石油﹑天然气、煤); 4、查明区域构造﹐确定基底起伏﹐找寻盐丘﹑背斜等局部
构造﹔ 5、普查与勘探金属矿床(铁﹑铬﹑铜等)﹐主要用于查明与
重力模型数据库采用积木式结构，可组成模拟实 际地质情况、简单或复杂的模型及引力位多阶导数的 计算，用于试验重力资料处理和解释方法的准确性、 适应性，同时还用于研究复杂异常规律，改进和探寻 新方法。重力工作站集中了上百种经筛选优化的处理 和解释推断方法，并编出了商品化的工作站1.0版本， 以方便推广应用。
二、高精度重力测量技术的应用
（1）在1:1万～1:5万比例尺的矿区勘探工作中的应用
在一些已知矿区或成矿远景区开展重力测量， 其精度一般在0.5～2g.u. ,这些资料在重新认识矿区 地质构造，控矿因素和寻找高（低）密度体矿产方 面取得成效。
长江中下游某火山岩盆地，原认为火山岩较厚， 经过重力工作后，发现火山岩覆盖在沉积岩上面； 在湖南省用重力间接找矿，用重力低异常圈出花岗 岩体即可在其周边寻找到金属矿；在甘肃省用重力 高异常验证见富铁矿；在云南地区用重力低异常找 到低密度盐矿床……
成矿有关的构造和岩体﹐进行间接找矿﹔ 6、寻找大的﹑近地表的高密度矿体﹐并计算矿体的储量﹔
工程地质调查﹐如探测岩溶﹐追索断裂破碎带等。
重力勘探今后主要发展方向：
➢ 1．引用先进技术 (惯性和GPS系统)和创造新的有效 方法以保证高精度测定点位和高程。
➢ 2．发展徽重力测量和重力梯度测量 ，以及三维重力 模拟的快速方法。（在有条件地区应开展坑道重力测量，
《物化探航空摄影测量细则》;《气压测高方法技术手册》; 《物化探GPS测量手册》;《1 kmX1 km节点网地形高程数图 技术规定》等。
（2）标定场和基点网的建立
建立8个国家级重力仪格值标定场，12个省级 （或自治区）的标定场；建立国家重力基点网和24个 省级（或自治区）的重力I级基点网（478个基点）。
（2）在工程、考古方面的应用
用于天然，人工洞穴探测，大型工程基础稳定性评价， 以及在喀斯特地区寻找地下溶洞，评价城市开发区、核电站的 基础稳定性等。在探寻煤层采空区方面，由于上覆各岩层厚度 密度已由邻近钻孔所控制，因此用逐层消去法，把上覆岩层的 异常一一消去，然后用剩余异常推断采空区效果比较理想。