重磁电勘探简介
重磁电法在地质勘查中的应用研究
重磁电法在地质勘查中的应用研究地质勘查是探索地球内部结构的重要手段，而重磁电法作为其中主要的地球物理勘探方法之一，其应用范围和效果备受关注。
本文将从重磁电法的基本原理、应用场景及其技术进展等方面展开探讨。
一、重磁电法的基本原理重磁电法是利用地球物理场中的重力、磁力和电力相互作用的物理现象，通过观测和分析地球物理场的变化，来研究地下的地质、构造和矿产资源等。
它利用了地下不同岩石和矿物质的密度、磁性和电导率等特性的差异，通过测量和分析这些差异，揭示地下结构的空间分布和特征。
重磁电法在地质勘查中的应用十分广泛，例如在找矿勘探中，可以利用地磁法探测矿产赋存的磁性异常；在工程勘察中，通过重力法可以评估地基稳定性和地下水资源的分布情况；而电法则常用于寻找地下水位和检测地下坑洞等场景。
二、重磁电法的应用场景1. 找矿勘探重磁电法在找矿勘探中起到了至关重要的作用。
通过对地磁异常的测量和解释，能够确定磁性矿产的产状和分布情况，为矿床开发提供重要的参考。
同时，通过电法勘探，可以检测到含水层下伏的充水物质，进而揭示地下结构和水文地质情况。
2. 工程勘察重磁电法在工程勘察中也有广泛的应用。
通过重力法的研究，可以评估地下岩体的稳定性，为基础工程和地下结构的建设提供参考；利用地磁法则可以探测地下管道和设备，预防钻探和挖掘过程中的事故发生；电法则可以检测地下坑洞、空蚀和岩溶洞等隐患，为工程安全提供保障。
三、重磁电法的技术进展随着科学技术的进步，重磁电法在地质勘查中也得到了长足发展。
现代重磁电法的测量仪器和数据处理软件日益先进，使数据采集、处理和解释更加高效和精准。
同时，多物理场、多参数联合勘探成为了重磁电法的发展方向，如在地磁、电法和地震波场的联合勘探中，可以提高地下结构的精细化解释和勘探效果。
此外，重磁电法也与人工智能技术相结合，应用机器学习和深度学习算法对地球物理数据进行分析和解释，进一步提高勘探效率和准确性。
这些技术的引入使重磁电法在地质勘查领域的应用更加高效和精细。
电法勘探
3
• 电法勘探 一 引言
物理性质
地球物理方法
速度 密度 磁性(磁导率/磁化强度)
地震√ 重力√ 磁法√
地壳
大地水准面上
p
海洋
H
真实的地球
电阻率/介电性/磁化率 电法
极化率
激发极化
?
?
• 电法勘探
设 想
人工或天然地震方法
ρ(x,y,z)
v(z) T
4
一 引言
类似于地震的方法--用电流激发地球
• 电法勘探
5
一 引言
设 类似于地震的方法---用电流激发地球 想
v n*102 ~ n*103 m / s
x(t)
ve shift
j ne
n *10 1mm / s
I M
A(+)
s(r)
N
B(-)
1
v1
1
2
v2
2
3
v3
3
• 电法勘探
设 地壳
想
大地水准面上
p
6
一 引言
海洋
真实的地球
H
天然场激励的方法? 重力:重力场为地球固有的; 磁法:地磁场为地球固有的; 地震:天然地震为地球所固有; 电法:地球有固有的电磁辐射吗?没有。 但有来自太空的电磁辐射。
• 激发极化法（IP,Induced Polarization）
Current I(amp)
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
0
4
8
12
16
20
Time (s)
3、交流电磁法（频率域电磁场）
1.0 0.5
Current I(amp)
地球物理重磁勘探第四章
重磁测量的技术设计
（2）精度要求及误差分配
目前，我国高精度的电子式（质子，光泵）磁
确定重磁异常测量的精度，一般用 力仪已普遍使用，根据此实际情况，可将磁测 异常值的均方误差来衡量，它包括 精度分为如下三级 均方误差≤5nT 重磁观测值的均方误差和对重磁观 高精度 均方误差6~15nT 测值进行校正时各项校正值的均方 中精度 均方误差>15nT 误差。重磁异常的均方误差应根据 低精度 地质任务和工作比例尺来确定。例 其中均方误差小于2nT的高精度磁测，定为特 高精度磁测。 如，在金属矿产重磁普查时，通常 野外重磁测量中异常的真值是未知数，只能做 是取最小的有意义的异常幅值的 到等精度的重复观测。所以，衡量重磁测量质 1/2~1/3来作为异常的均方误差。因 量的均方误差常采用如下计算公式 为大于2.5倍均方误差的测点出错率 仅为0.3%。对于不同比例尺的重磁 B B m 测量，有关规范或手册均给出了可 2N 供选择的精度要求及误差分配值， 若同一观测点上检查观测次数多于 B B m 施工前可参照来编写技术设计书。 两次，则可用右式计算均方差 M N
动 态 试 验
V
i 1
2 i
m n
校正
重磁力仪的一致性试验
3重磁力仪的一致性试验 当需用几台仪器在工区工作时，应做此试验。它可以与 动态观测的试验结合进行；也可另选一些重磁力变化大 的点用往返重复观测的方式进行。试验结果仍用式
m
Vi
2
i 1
m n
计算均方误差，但其中的则表示某台仪器在某点上观测 值与各台仪器在该点上观测平均值的偏差；为各台仪器 总的观测次数；为观测点数减1。计算应分别对各台仪器 进行，超出精度要求的仪器，不能参加施工中的测量。
重磁法探测地下含矿构造
重磁法探测地下含矿构造地下矿产资源的探测一直是地质勘探工作中重要的一环。
重磁法是一种常用的地球物理勘探方法，通过测量地球重力场和地磁场的变化，可以揭示地下的矿藏和构造特征。
本文将详细介绍重磁法探测地下含矿构造的原理、方法和应用。
一、重磁法原理重磁法利用地球的重力场和地磁场的变化，通过测量地表上的重力和磁场数据，来推断地下矿产资源的分布和构造特征。
地球的重力和磁场受到地下物质的分布和性质的影响，不同的矿藏和构造特征会产生不同的重力和磁场异常值。
利用这些异常值，可以确定地下矿藏的存在和规模。
二、重磁法方法1. 重力测量：重力测量是重磁法中的重要方法之一。
重力仪器可以测量地球的重力场强度，它的原理是利用重锤的重力作用在弹簧上产生一个位移，进而推算出重力场的数值。
重力测量可以测定地球重力场的强度，通过分析重力场的变化，可以确定地下矿产资源和构造特征的分布。
2. 磁力测量：磁力测量也是重磁法中的一种重要方法。
磁力仪器可以测量地球磁场的强度和方向，它的原理是利用磁感应强度的变化来推算出矿藏的存在和规模。
磁力测量可以测定地球磁场的变化，并通过分析磁场异常值，确定地下矿产资源和构造特征的位置。
三、重磁法应用1. 矿产勘探：重磁法是一种重要的矿产勘探方法。
通过对矿区进行重磁场测量，可以推断出地下的矿藏类型、规模和分布。
这对于矿产资源的发现和评估非常重要，可以为矿产勘探提供科学的依据。
2. 地质构造研究：地质构造是地球表面和地下岩石的形成和演化过程中产生的各种构造形态和特征。
重磁法可以提供地质构造的详细信息，通过分析和解释重力和磁场异常的特征，可以揭示地球的构造演化历史。
3. 水文地质调查：重磁法还可以应用于水文地质调查。
水文地质是研究地下水分布、地下水动态和地下水对地质环境的影响的一门科学。
通过重磁法测量地下水的分布和流动状况，可以为水资源的开发和管理提供重要的参考。
四、重磁法在勘探中的优势1. 高效性：重磁法具有高效的勘探速度和较低的成本，能够在较短的时间内获取大量的勘探数据。
地震勘探和重磁勘探
地震勘探和重磁勘探重力：地球内部质量分布的引力、地球自转的惯性离心力和地球以外天体的引力之和。
大地水准面：平均海水面顺势延伸到陆地下所构成的封闭曲面视为地球的基本形状。
磁极：磁体上磁性最强的部分磁偶极子：一个载有电流的环形回路地磁极：地球南北两极的总称水平磁化：地质体磁倾角方向，磁倾角为零度垂直磁化：地质体的总磁化强度矢量（感应磁化强度与剩余磁化强度的矢量和）磁倾角90°斜磁化：地质体总磁化强度矢量方向呈一定倾角，倾角不为90°顺层磁化：磁化倾角与板状体的倾角一致厚板：2b>>h薄板：2b<<h< p="">磁场强度：单位正磁荷所受的力磁感应强度：描述磁场强弱和方向基本物理量磁化强度：单位体积的磁矩正异常：异常场强度的数值高于正常场负异常：异常场强度的数值低于正常场异常极值：在一个有界区域内，异常达到它的极大值或极小值异常幅值：在一个周期内异常瞬时出现的最大绝对值实测异常：实地测量得到的异常，或从观察和实验的实际经验中得到的异常理论异常：从实验中联系实际推演出来的异常概念或原理异常的正演：由异常的源数值属性推导出异常场的分布属性异常的反演：由异常场的分布来推导异常源的属性消磁磁场：物体内部与外磁场方向相反的磁场区域异常：叠加一场中的一部分，只要是由布较广的中、深部地质因素所引起的异常（异常幅值较大、范围较大、梯度小）局部异常：叠加异常中的一部分，只要是指相对区域因素而言范围有限的研究对象（异常幅度较小、范围较小、梯度相对较大）向上延拓：换算平面（测线）位于实测平面上二度磁异常：走向长度大于5倍埋深（2L>5h）的地质中心剖面的磁异常二度重力异常:走向长度大10倍埋深(2L>10h)的地质体中心剖面的异常1、决定地球表面岩石密度因素①岩石的矿物成分及含量②岩石的孔隙度及孔隙中的含水量③岩石的埋藏深度2、重力场短期变化主要是重力日变化4、重力差值的组成因素答：纬度、高度、中间层、周围地形的影响5、磁介质分类、答：抗磁性（温度无关）、顺磁性(磁化率大于0且为常数)、铁磁性（磁化率大于0且不为常数，随外磁场和温度变化而变化）6、三大岩类磁性特征：①岩浆岩：磁性强，剩磁大②沉积岩：磁性较弱，剩磁小③变质岩：居中，与原岩矿物成分和变质作用的性质有关6、影响岩（矿）石磁性的主要因素①铁磁性矿物的含量对磁性的影响②岩（矿）石的结构及铁磁性矿物颗粒大小的影响③岩（矿）石形成过程中温度和机械力的影响7、质子旋进磁力仪原理仪器的探头中有富含氢的液体，液体中的氢原子核由自旋产生的磁矩，将在外磁场影响下，转到外磁场方向，质子磁矩M P将绕着地磁场T得方向做旋进运动，由公式只要测量出质子旋进频率f便可求出T的值8、向上延拓的作用①削弱局部干扰异常。
磁法勘探的基本原理及应用
沉积岩：
磁场微弱、平静、单调 常作为正常场
部分砂页岩或含磁铁矿的大理岩显示 磁性
五、异常特征的识别
不同地质体上的异常特征
火山岩： 基性→酸性 强→弱
起伏大、跳跃频繁、正负交替
五、异常特征的识别
不同地质体上的异常特征
变质岩：
取决于原岩磁性 含铁石英岩呈明显条带异常
五、异常特征的识别
不同地质体上的异常特征
• • • • 高斯球鞋分析模型（IRGF） 假定内部磁偶极，拟合基本场 由一组球谐系数及年变化率组成 国际上每5年发布一次球谐系数
二、地磁场及岩石磁性
• 地磁场的正常梯度：地球表面正常分布的 地磁场强度随距离的变化率（伽马／公里） • 南北向梯度大于东西向 • 随维度变化：Za梯度低纬度地区大，高纬 度地区小；H梯度与之相反 • 我国由南到北垂直分量的正常梯度值的变 化范围约为13.0—6.5伽马／公里 • 随垂直高度也有变化
高程改正→ △T
日变站选择弱磁性沉积岩区；
正常场利用国际地磁参考场
四、数据处理的方法
• 2、异常的处理与转换：
空间转换
分量转换
导数转换 不同磁化方向转化
四、数据处理的方法
• 目的：1、复杂→简化（曲面→平面；叠加 →孤立） 2、满足解释方法（某一分量→另一 分量；磁场值→频谱值） 3、突出某一方面的特点（上延→压 制浅部、突出深部；匹配滤波→可 突出深或浅的某个方面）
两侧异常特征明显 不同的分界线
(3)异常的错动
它们往往是平推断裂的反映，原来是一整体重磁异常，由于断 裂的作用，造成了异常的错动，异常轴错位。
异常轴线明显错动 的部位
(4)异常等值线的规则性扭曲
指在等值线趋势背景上的同向局部扰动，和等值线基本保持平 行的同向扭曲
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。
重磁电考试复习要点
重磁电勘探要点1.大地水准面:静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则封闭曲面。
它是重力等位面。
2.重力异常：地下物质密度分布不均匀引起重力随空间位置的变化。
在重力勘探中，将由于地下岩石、矿物密度分布不均匀所引起的重力变化，或地质体与围岩密度的差异引起的重力变化，称为重力异常。
3.电法勘探：在天然或人工电场或电磁场源的激发下，地下地质体（构造、地层状况或矿藏）产生电磁感应，形成异常电磁场并叠加在原有的电场或电磁场之上，通过探测叠加的或异常的电场或电磁场的时间域和/或空间域的分布，达到研究地下地质体（构造、地层界面、矿体等）的空间分布状况的一类地球物理勘探方法的总称。
4.视电阻率：实际介质并非各向同性，测得的电阻率并非某岩石的真实电阻率，而是多种介质的综合反映。
5.磁化：使原来没有磁性的物体得到磁性的物理过程。
剩余质量：地质体的剩余密度和它体积的乘积。
6.正常重力场：假设地球是一个密度均匀、光滑的理想椭球体，或密度成层均匀分布的光滑椭球体，用它计算得到的重力值就称为正常重力值，这时的重力场称为正常重力场。
7.磁法勘探：它是通过观测和分析由岩石、矿石或其他探测对象磁性差异所引起的磁异常的分布，进而研究地质构造和矿产资源或其他探测对象空间分布规律的一种地球物理方法。
8.感应磁化强度：位于岩石圈中的地质体处在 50000nT 的地磁场作用下，它仍受现代地磁场的磁化所产生的感应磁性大小的物理量，而具有的磁化强度，M=kT。
地电断面：按电阻率差异来划分的地质断面。
9.布格重力异常：布格重力异常时进行了正常场校正、高度校正、中间层校正、地形校正后的重力场。
10.剩余磁性：在地质时期中，地表附近的岩石（处在居里点温度之下）都被当时的古地磁场所永久磁化。
11.有效磁化强度：在磁性体均匀磁化及不考虑剩磁时，磁性体磁化强度 M 在观测平面投影 Ms12.布格校正：布格校正一般由中间层校正和局部地形校正两部分组成。
13.磁异常Ta：实践证明，在消除了各种短期磁场变化以后，实测实际上测得的地球磁场强度和理论磁场强度是有区别的，这种区别称地磁异常。
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重磁电勘探简介重力勘探一、重力勘探得基本概念1.重力重力得实质就是牛顿万有引力与离心力得合力、万有引力就是牛顿总结前人伽里略研究行星运动规律提出来得,认为任何物体相互之间都有吸引力,吸引力得大小与两物体得质量乘积成正比,与两物体之间得距离平方成反比,其相互之间量得关系为(６—1)式中m1,m2——分别为任意两物体得质量;R-—两物体相互间得距离;f-—引力常数,其值在CGＳ制中为６.67×10—８cm３／g·ｓ２。
上式即为牛顿万有引力定律,F力得方向对ｍl来说,就是由m l指向m２,对m２来说则相反。
地球就是有质量得,对地球表面上任一物体来说,都有地球得吸引力、设地球得质量为Ｍ,地面上任一物体得质量为m,则它们之间相互得吸引力Ｆ可根据式(6—1)来确定,其方向如图6-1(ａ)所示、由于地球近似一个球体,对地面得ｍ物体来说,其引力得方向指向地心。
由于地球在不断地自转,地球表面上任何物体都具有一个离心力P,其大小由下式来决定(6-２)式中ｒ-—m到地轴得垂向距离;-—地球自转得角速度。
力P得方向如图6—1(a)所示,径向指向外、离心力P随纬度得不同而变化,随着r向两极减小而减小,从赤道得最大值减小到两极为零。
为了描述重力得空间分布,通常采取直角坐标系,以数学解析式表示,如图6—1(b)所示。
设地心为坐标原点,z轴与地球得自转轴重合,x,y轴在赤道面上、设任意点A得坐标为(ｘ,y,z),地球内部某一质量单元dm得坐标为(),A点到dm得距离为ｒ,则dm对A点单位质量得引力为(6-3)式中——A到dm方向得单位矢量,其方向就是从A到ｄｍ、r对x,y,z三个坐标方向得余弦分别为:,那么ｄF在x,y,z三个坐标方向得引力分量为图6—1 地球引力示意图地球得全部质量对A点所产生得引力分量为积分号下得V表示对整个地球进行积分。
关于离心力得三个分量分别为这样重力g在x,y,z三个坐标方向得分量分别为规定不同位置均用１g质量所受到得重力来衡量受力得大小,这个单位质量所受到得重力通常称为该点得重力场强度。
根据牛顿第二定律式中G-—物体所受得重力;g—-重力加速度、令m＝1,则Ｇ=ｇ采用单位质量所受得重力来衡量重力场强度,它在数值上与重力加速度相等,因此常用重力加速度代表重力场强度,单位同加速度,为cm／ｓ2,在重力勘探中称之为1伽,用Gal表示。
实测时单位太大,常用1伽得千分之一为单位,称之为毫伽,用ｍGal表示、随着重力测量仪器精度得不断提高,取毫伽得千分之一做单位,称为微伽(Gａｌ)、即ｌcm／s２二1Ｇal１Gal／１0００＝lmＧａｌ［又称1米盖(ｍGal))lmGal/１000=lGal实际上地球不就是圆形得,而就是一个偏心率近似为1／２91得椭圆体,并且地球在不断地自转着,从而使万有引力与离心力随着不同位置而变化,它得变化可以按国际正常重力公式计算(6—4)式中——大地水准面上得正常值;——地球得纬度。
国际正常重力公式就是为了在全球范围内预测地球表面重力值而规定出得几个关系式之一,还有其她得公式,只就是常数不同而已。
2、重力异常由于地球就是个椭圆球,在不断地自转,从而引起地球表面上重力值得变化。
对于石油勘探来说,主要研究得就是地壳密度得横向不均匀性,即由于各种地质原因使得地壳密度不均匀引起重力得变化。
如图6—２所示,地下埋藏一个密度较大得地质体,设其密度为,围岩得密度为,>,那么在其地表上,把密度为得围岩在地面上产生得重力值认为就是正常重力值,在图6—２(a)中以值得一条平行x轴得直线表示、当地下存在密度为得地质体,并且其密度大于围岩密度时,球形空间里得质量就会比完全为均匀密度时得质量要大,即较原先得情况会有多余得质量,通常称之为剩余质量,用M表示,M=V(—),V为地质体得体积。
按照万有引力定律,这个剩余质量就会使得其相应上方地表A1,A2,A3,…处得重力值比正常重力值有所增大,如图６—2(a)所示,在地质体得正上方Aｌ处,增加得值用F l示之,其方向就是沿垂直向下,与正常重力方向重合。
图中得A２,Ａ3,…处,它们离球体越远,其重力得增加亦愈小,以ＡF2,ＡF3,…示之,它们得方向离地质体愈远,偏离正常重力方向得角度越大,但它们指向地质体得中心。
重力勘探所能观测得就是Fｌ,F2,Ｆ3,…得垂直分量g l,g2,ｇ3,…,而不就是它们得本身。
将观测到得g l,g2,g3,…标在其上方得图中,作成ｇ曲线,这个曲线称为重力异常曲线。
其重力值得变化,称为重力异常、当〉时,即地下埋藏一个密度较小得地质体,如图６—2(b)所示,那么其异常曲线与图6—2(ａ)相反,都比正常重力小,为一负重力异常曲线、如果地层就是水平地层,尽管它们之间有密度差,但不会有重力异常,如图6-２(c)所示。
可见产生重力异常得关键就是水平方向岩石密度要有变化。
如图6—2(d)所示,在围岩密度为得岩石中存在着密度为得岩石,在密度为得岩石中又存在密度为得岩石, > 〉。
设密度为得岩石,其分布范围较密度为得岩石分布得范围广,则ｇ得异常曲线[如图6—2(d)所示］。
反映出岩石密度得横向变化、岩石２所引起得异常,就是相对正常重力(如图中得虚线1所示)来说得;而岩石3所引起得异常,其正常重力可以认为就是虚线２、这样,要研究岩石3所引起得异常,只需用虚线2作零线即可,不必用虚线1作零线。
这与读构造图时,为了确定构造高点位置与形态,只需知道其相对高差,而无需知道它得绝对标高得情况一样。
也就就是说,利用重力异常图研究局部情况,只要求知道重力得相对值就可以了。
(ｃ)水平层状介质得重力异常 (ｄ)介质横向密度变化得重力异常图6—2 不同密度地质体得重力异常3。
岩石得密度重力异常就是由于地壳内部岩石密度分布得不均匀所引起得,因而对于岩石得密度及其分布情况得了解就是十分必要得、岩石密度就是指在自然蕴藏条件下,岩石单位体积得质量、根据观测结果表明,不同种类得岩石有不同得密度值;同种类岩石,在不同得地质条件下,也会有不同得密度值。
影响岩石密度得主要因素有两个,即岩石中得矿物成分与孔隙度。
一般岩浆岩与变质岩比较致密。
表6—1列出一些岩石与矿石得密度。
由表中可知,岩浆岩、变质岩所含矿物得密度比较大,大约为２。
2～5．3g／cm3;大多数沉积岩,其孔隙度较岩浆岩、变质岩大,最大可达３0％～５０％,而且一般沉积岩所含得重矿物也较岩浆岩、变质岩为少,所以沉积岩得密度在很大程度上取决于孔隙度。
不过在沉积岩中,水、化学沉积岩得密度与成分存在着明显关系,例如石膏为2、７,岩盐为2。
1,通常沉积岩得密度大约在１、1~3。
0之间,比岩浆岩、变质岩小。
同就是沉积岩,其密度常随埋藏深度从浅到深而增加,起初增加很快,达到一定值后,增加越来越不明显,这种密度随深度增加得关系,就是因为上覆岩层得巨大压力使孔隙度减小得结果、表６-1 常见岩石与矿石得密度岩石名称密度,g／ｃm3 岩石名称密度,g／cm3沉积岩类火成岩类土壤１。
1～１、3 花岗岩2、5～3、7砂岩１、８~2。
8 安山岩 2.5～2。
8页岩 2.４～３、0 辉长岩 2.9～3。
１石灰岩２、3～3。
0 玄武岩2。
7~3。
2石膏2、７～3。
0 橄榄岩２、9~3。
3岩盐 2.1～2、2 矿石类变质岩类赤铁矿４.9～5.3 片麻岩 2.4~2。
9 磁铁矿4、９~5。
2蛇纹岩2。
6～3.２黄铁矿４。
9~５、２石英岩２、6～2。
9 铬铁矿4。
5~4、6大理岩2。
6～２。
9 重晶石 4.3～4。
6二、重力值得测量与校正1.重力测量得基本原理从原则上说,凡就是与重力有关得物理现象,如物体得自由降落、振摆得摆动、重荷使弹簧得伸长等,都可以用来测量重力值,把它们归结起来可以分两个方面,即重力绝对值得测定与重力相对值得测定。
重力勘探所采用得就是相对值得测定,其基本原理如下:如图６—3所示,它就是一个由弹簧悬挂着一个重荷ｍ得弹簧秤,当重力有变化时,重荷将发生相应得位移,其位移得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得关系式中 m一—重荷得质量;——弹簧得弹性系数;——弹簧在重荷作用下得长度;——弹簧不受重荷作用时得原始长度。
当弹簧秤移到Ｂ点时,得到以上两式相减后有上式中Ｃ就是仪器常数,它与弹簧得性能、重荷得质量有关、它表示重荷移动单位长度时相应得重力值得变化,称之为重力仪得格值。
测定格值得方法就是借已知重力变化g来观测重荷移动后弹簧长度得相应变化l,从而求得格值由此可见,已知格值就可以通过测量l来确定任意测点间得重力g、图6—3 弹簧秤得基本原理图6-4 弹簧重力仪得原理2.重力仪得原理重力仪得基本原理可以用图6—４来说明。
图６-４示出得就是一根可以绕水平轴、并在垂直面上自由转动得摆杆,摆杆得一端固定着一个质量为M得重荷,并用两个不相同得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,即重力与弹力,重荷在重力得作用下,带动摆杆以0点为轴心向上转动,用Mgl表示重力产生得力矩,其中ｌ为摆杆得长度,g为重力值。
用M r表示弹簧产生得弹力矩,则［´a(S´—S´０)]式中 K,K´——分别为弹簧1与弹簧2得弹性系数;ｄ,ａ——分别为从0点到弹簧１与弹簧2得垂直距离;S,S´与S0,S´0——分别为弹簧1、弹簧２在受力后与未受力时得长度。
为了测出两点重力变化,可以转动测微螺丝,改变弹簧２得张力,使摆杆恢复到原来得平衡位置,通常称之为零位、这时,除了弹簧２得张力比原来有所改变外,弹簧1仍处于原来状态,两点间得重力变化完全被弹簧2得张力所补偿,其补偿值可通过测微螺丝上得刻度读出来。
例如,用弹簧重力仪测得A,B两点得重力,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,它得数值可以通过实际测定,因而任意两点得重力差可以从弹簧秤上得Ｓ´A-S´B反映出来、显然,这样测得得就是两点间得相对重力差值、3。
重力得野外观测由于重力仪得弹簧有永久形变,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)闭合于同一基点得规则、当仪器得零点变化与时间成比例或测区比较小得情况下.可采田闭合于同一基点得观测,如图6—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,那么仪器零点变化得校正系数为图６—5 闭合于同一基点得观测系统(６—5)式中——分别为在基点先后两次重力观测值;—-分别为两次相应得观测时间。