课件10-重力异常的地质解释讲述
磁法勘探-重磁异常的地质解释与应用
第十一章重磁异常的地质解释与应用一、重磁异常的地质解释1、地质解释的主要内容1）重磁资料的预分析：使资料的解释建立在资料完整、可靠、便于解释的基础上。
→→有用异常是否得到明显反映。
2）数据处理将有意义的异常从叠加异常中分离出来，去掉与任务无关的异常。
其他：延拓，化极，求导等。
3）定性解释ⅰ：初步解释引起磁异常的地质原因。
ⅱ：大体判定异常源的形态、分布范围、异常界面的起伏变化等。
4）定量解释得到异常源的形状大小，界面深度等几何参数。
5）地质结论和图示2、重磁异常的多解性：1）不同岩石的同一物性参数。
可以具有同一数量级，可能在地表引起相同的异常。
2）地表观测的异常分布不是全部空间场值的分布。
二、重力和磁法勘探的主要应用：1、重力勘探的主要应用：①研究地壳深部结构和划分大地构造单元。
②研究区域地质构造：基岩顶界面的深度起伏变化。
③查明沉积岩内部的局部构造和岩相变化：④圈定隐伏的岩浆岩体：⑤探明矿井下和地下浅部的某些地质问题：岩溶、采空区、破碎带、老窑等⑥金属矿床。
2、磁法勘探的主要作用：①研究结晶基底的起伏变化：预测含煤远景区。
②圈定不同类型岩石的分布范围：③确定断层构造。
④研究褶皱构造。
⑤煤层燃烧带。
三、实例1) 圈定含煤岩系的岩浆岩体我国许多煤田不同程度的受到岩浆岩侵入体的影响。
目前，主要是应用磁法勘探来解决岩浆岩的圈定问题。
1980年，中国矿业大学物探教研室曾在甘肃窑街煤田进行过圈定超基性岩的磁测工作，目前是研究该区煤矿开采过程中二氧化碳气体突然涌出的原因。
同时，磁测结果还提供了断裂构造和烧变岩石的边界位置等资料。
窖街煤田是中生代山间盆地性煤田，盆地基底是弱磁性的前震旦系变质岩，含煤岩系为侏罗纪地层，煤系上覆的层为白垩纪、第三纪红色地层或直接为第四系黄土覆盖。
区内断裂发育，岩浆活动频繁，岩浆岩主要是中等磁化强度的超基性岩，它与周围岩石磁性差异明显。
图13—9是窖街煤田磁异常平面等值线图。
对其中四个局部正磁异常(编号为M1、M2、M3、M4)进行了更大比例尺的详测。
重力勘探—重力异常的数据处理
第四章重力异常的数据处理布格重力异常反映了地壳内部物质密度的不均匀性，即从地表到地下几十公里的地壳深部，只要物质密度横向发生变化，在地下不同的空间和范田内形成剩余质量，就可以引起地表的重力异常。
定性解释侧重于判断引起异常的地质原因，并粗略估计产生异常的地质体的形状、产状及埋深等。
定量解释则是通过理论计算．对地质体的规模、形状、产状及埋深等作出具体解答。
重力异常的推断解释的步骤：①阐明引起异常的地质因素具体地说，就是确定异常是浅部因素还是深部因素引起，是矿体还是构造或其它密度不均匀体(岩性变化、侵入体等)的反映。
——定性解释②划分和处理实测异常重力异常图往往是地表到地球深处所有密度不均匀体产生的异常的叠加图象。
为了获取探测对象产生的异常，需要将它们进行划分。
不同的研究目的提取的异常信息不同，例如，矿产调查要提取队是矿体或没部构造产生的局部异常；而深部重力研究的目标正好相反，需要划分出的是反映地壳深部及上地幔的区域异常。
③确定地质体或地质构造的赋存形态一是根据已知地质体或地质构造的形状、产状及埋深等．研究它们引起的异常的特征，包括异常的形状、幅度、梯度及变化规律等。
二是根据异常的形态及变化规律等，确定地质体或地质构造的形状、产状、埋深及规模等。
前者足由源求场，称为止(演)问题；后者是由场求源，称为反(演)问题。
正问题是反问题的基础，而求解反问题则是定量解择的最终目的。
§4.1 重力异常的主要地质原因一．地壳深部因素莫霍洛维奇面：地壳与上地馒之间存在着一个界西地壳厚度各地不同，大陆平原地区大约20～30km，高山区为40～60km，西藏高原达60km以上，海洋区为10～20km，最薄处仅数公里。
这一界面上下物质密度差达0.3g／cm3以上，界面以上的硅镁层密度为 2.8～3.0g／cm3，硅侣层为2.5～2.7g／cm3，界面以下物质密度为3.3～3.4g／cm3。
该界面的起伏引起地表重力变化的特点是导常分布植围广，幅度变化大。
重力异常
重力异常重力异常（gravity anomaly）由于地球质量分布不规则造成的重力场中各点的重力矢量g和正常重力矢量γ的数量之差。
它是研究地球形状、地球内部结构和重力勘探，以及修正空间飞行器的轨道的重要数据。
重力异常可分为纯重力异常和混合重力异常。
纯重力异常是同一点上地球重力值和正常重力值之差，又称扰动重力。
混合重力异常是一个面上某一点的重力值和另一个面上对应点的正常重力值之差。
例如大地水准面上一点的重力值g0和该点沿平均地球椭球法线在椭球面上的投影点的正常重力值γ0之差，称为大地水准面上的混合重力异常；地面上一点的重力值g和似地球面（见地球形状）上相应点上正常重力值γ之差，称为地面混合重力异常。
【重力异常的求定】纯重力异常不能直接求得，需要通过扰动位间接推求。
混合重力异常可以直接推求。
若求地面混合重力异常，地面上一点的重力可通过实测获得，而似地球面上相应点的正常重力，则先按计算点的纬度用正常重力公式算得平均椭球面上相应点的正常重力，然后再将它归算到似地球面上。
若求大地水准面上混合重力异常，大地水准面上一点的重力是将地面实测重力归算到大地水准面上得到的，平均椭球面上的正常重力则按正常重力公式解算获得。
【重力改正】将地面实测重力值归算到大地水准面上，称为重力改正。
它包含两方面内容：一是清除观测点到大地水准面的高程对重力观测值的影响；二是将大地水准面以外的质量的影响按某种方法完全消去。
改正后得到的是外部没有任何质量的大地水准面上的重力值。
根据所要改正的影响不同，重力观测值中将加上不同的改正。
【空间改正】按地面重力观测点高程考虑正常重力场垂直梯度的改正。
此项改正相当于使地面重力观测点移到大地水准面上，而大地水准面以上的地形质量随观测点平移到大地水准面之下。
【层间改正】消除过观测点的水平面同大地水准面之间的质量层对观测重力的影响而加的改正。
此项改正相当于把高出大地水准面的质量当作一个无限平面厚层全部移掉。
地质勘探中的重力异常识别与解释方法探讨
地质勘探中的重力异常识别与解释方法探讨地质勘探是一项复杂的工作，为了对地下资源进行准确的勘探与评估，科学家和地质工程师们经常借助不同的方法和技术。
重力异常识别与解释是其中重要的一部分，它可以提供有关地下物质分布和岩石结构的重要信息。
本文将探讨一些常用的重力异常识别与解释方法，包括重力测量、异常特征的识别以及异常与地质构造的关联。
首先，重力测量是重力异常识别与解释的基础。
重力是地球上任何一点受到地球引力作用的结果，它与质量和距离的乘积成正比。
地面上的重力测量仪器可以测量地球表面上的重力场强度，从而获得重力数据。
这些数据被用来计算重力异常，即地球上表面的重力场与理论预期的重力场之间的差异。
一般来说，重力异常可以是正值也可以是负值，其数值大小与地下物质分布有关。
其次，重力异常的特征识别是重力勘探的关键步骤。
在地球表面上，不同的物质具有不同的密度，从而对应着不同的重力场。
通过观察重力异常的特征，可以识别地下存在的物质和结构。
常见的重力异常特征包括正异常和负异常。
正异常通常是由密度较大的物质引起的，如岩石体或矿床，而负异常则通常是由密度较小的物质引起的，如岩浆侵入或断层。
此外，异常的形状、强度和分布特征也可以提供有关地下物质和构造的信息。
最后，重力异常与地质构造之间的关联是解释重力异常的关键。
地质构造是地球表面和地下的岩石形态和结构。
在地球的不同地区，不同的地质构造通常与特定类型的重力异常有关。
例如，地球上的隆起和坳陷地区通常存在正和负的重力异常。
在解释重力异常时，科学家和地质工程师们通常会结合地质图、地震和电磁数据等多种信息来识别地下的地质构造，并与重力异常进行对比。
通过对比，可以确定异常的形成机制和异常下可能存在的地下矿产或构造。
总之，在地质勘探中，重力异常识别与解释是一项重要的技术。
通过重力测量和分析，我们可以获得有关地下物质和地质构造的宝贵信息。
重力异常的特征识别和异常与地质构造的关联是解释重力异常的关键步骤。
重力勘探PPT课件
4. 地球的内部结构
• 根据天然地震和人工地震的研究成果，地球内部物质基本上是呈同心层状分布，由地表到地心可分为地壳、 地幔和地核三部分。
地球的层圈结构
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地球的层圈结构
地壳：平原区一般30～40km，山区 和高原地区一般60～70km，最厚 可达80～90km，海洋区约几～十 几km。
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1．重力（场）
• 根据万有引力定律，地球作为一个有一定质量的球体，对其外部质量为m的物体有引力：
• • 由于地球的自转，地球上的物体
F f MR m RR 都要受到惯E 性离心力的作用E 2：
• 物体所受重力应为地球的引力 和惯性离心力的矢量和：
C m2 r
G FE C
f = 6.67×10-8cm3/g.第s215页/共162页
重力示意图
重力（场）强度
• 重力概念中包含了试验质量m的因素，消除m的影响可得重力场强度： • • 根据牛顿第二定律，重力场强度等于物体受重力产生的重力加速度，其中第一项为引力加速度，第二项为
g G f M R r 离心力加速度，SI制中重力场强度的单位E是m/s2。 2
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1. 地球在太阳系中的位置
地球是太阳系九/八大 行星之一，按离太阳由 近及远的次序为第三颗。
它有一个天然卫星--月 球，二者组成一个地月 系统。
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2. 地球的运动
• 地球像一只陀螺，沿自转轴自西向东不停地旋转，自转周期为23小时56分4秒，约等于 24小时。同时，地球还围绕太阳公转，公转周期为365.25天，公转轨道是椭圆形。
• 地球表面最高点（珠穆朗玛峰）海拔8848m，最深处（马里亚那海沟）在水下10830m，相对高差近 20km，但与整个地球的尺寸相比仍是很小的，只有不到1/300。因而在宏观上将地球近似为表面光滑的规 则形体还是很有实际意义的。
布格重力异常的地质地球物理意义-概述说明以及解释
布格重力异常的地质地球物理意义-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分主要介绍本篇长文的主题——布格重力异常的地质地球物理意义。
布格重力异常是指在地球表面上的某个区域内，由于地下构造、地质体或其他因素的影响，引起地球重力场的异常变化。
它可以用来揭示地壳下的岩石结构、地壳变形以及岩石密度分布等信息。
本篇长文将从三个方面对布格重力异常的地质地球物理意义进行详细探讨。
首先，我们将对布格重力异常的概念进行解释，并阐述其产生的原因。
其次，我们将介绍布格重力异常的测量方法和数据分析，以及相关的技术工具和仪器。
最后，我们将重点讨论布格重力异常在地质地球物理领域的意义和应用。
通过对布格重力异常的研究，我们可以深入理解地球的内部结构和过程，探究地球演化的规律。
同时，布格重力异常还可以为矿产资源勘探和地下水资源的开发提供重要的信息和指导。
此外，布格重力异常的研究还对于地震活动的监测和地质灾害的预测具有重要意义。
本篇长文旨在全面系统地阐述布格重力异常的地质地球物理意义，并展望其在未来的应用前景。
通过本文的阅读，读者将对布格重力异常有更加深入的理解，并能够了解布格重力异常在地质地球物理领域的重要作用。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构本篇长文将从引言、正文和结论三个部分来论述布格重力异常的地质地球物理意义。
具体结构如下：引言引言部分将首先概述布格重力异常的背景和基本概念，包括对布格重力异常产生原因的简要介绍。
随后，文章将介绍本篇长文的结构和目的，以引导读者了解本篇文章的内容框架。
正文正文部分将分为三个子节：布格重力异常的概念及产生原因、布格重力异常的测量方法和数据分析以及布格重力异常的地质地球物理意义。
首先，在2.1节中，将详细介绍布格重力异常的概念和其产生原因，包括重力异常的基本定义和重力场的变化机制。
接下来，在2.2节中，将介绍布格重力异常的测量方法，包括重力测量仪器和数据处理技术，并说明如何从测量数据中分析和解释布格重力异常。
影响重力异常因素
重力异常1.影响重力异常因素？重力资料整理的步骤。
因素： 1测量点在地球自然表面，而不是大地水准面上。
2地壳内部物质密度分布不均匀3 地球内部物质变化及重力日变化步骤：地形校正中间层校正高度校正正常场校正2.岩石密度一般规律？影响岩石密度的因素？一般规律：岩浆岩>变质岩>沉积岩（密度）影响因素：岩浆岩：所含矿物成分生成环境变质岩：原岩密度变质程度沉积岩：空隙度生成年代和埋深湿度3.布格重力异常、自由空间异常？他们的地球物理意义？布格异常：经过地形校正、布格校正、正常场校正后的重力异常叫做布格异常。
反映的1.是地壳各种偏离正常密度分布的矿体、构造的影响2.地壳下界面起伏在横向上相对上地幔质量亏损的影响。
自由空间异常：只对观测值做正常场和高度校正，将重力值归算到同一纬度的大地水准面后的重力异常。
反映了地球的形状及内部质量分布于参考椭球体的偏差。
4.重磁异常延拓的和导数的作用？重力：向上延拓：将观测面上世纪异常值换算到观测面以上的某个高度上，作用是消弱浅部局部异常，突出深部区域异常。
向下延拓相反。
导数：压制地质体的区域异常，突出小而浅的局部异常。
划分多个地质体的横向叠加异常确定地质体边界和划分断裂磁：延拓于重力相同导数是识别薄板及其特征。
5重磁工作阶段？比例尺？应用？重力：阶段：预查、普查、详查、细查。
比例尺：预查 1:100万——1:50万普查 1:20万 1:10万详查1:5万 1:2.5万细查：1:1万 1:5000 1:2000应用：1.了解上地幔密度变化 2.地壳深部构造和活动性3找金属矿和钾盐4天然地震预报5沉积岩内部构造6划分大地构造单元磁：阶段：普查、详查比例尺：区测填图 <1:2.5万找矿：1:1万 1:5000勘探：1:2000 1:1000 1：500应用：1划分大地构造单元2找金属矿石棉矿等3海底断裂水平错动5.重力异常于磁异常的意义并用图表示组成地球上的岩石，在密度、磁性上存在差异，利用专门仪器观测他们在地球物理场引起的局部差异，得到相关资料。
地理学中的重力异常测量原理
地理学中的重力异常测量原理地质学家和地球科学家常常使用重力异常技术来研究地球和它的外层结构。
这项技术是基于观察地球表面上的重力梯度差异。
在这篇文章中，我们将讨论重力异常的原理和测量方法，以及它们在地质学中的应用。
重力异常的原理在地球表面上，各地区的重力场并不完全相同。
关于这个重力场的强度的测量就是重力异常。
在地球表面的任何一点，由质量所引起的重力场在方向和强度方面是固定不变的。
例如，在海拔高度相同的两个区域中的一个区域的重力场强度更强的话，这个因素就已经被认为是重力异常。
重力场的测量是通过以测量重力加速度区域的变化，也就是说，重力场的强度和方向的改变被测量。
地球物理学家使用重力计来测量重力场的变化。
这些重力计可能是非常灵敏的机器，可以检测到非常微小的重力变化。
重力异常的测量方法使用重力计进行重力异常的测量，需要在不同的地点获取重力的读数。
因此，地球物理学家需要使用全球定位系统（GPS）来测定测量点的理论位置。
此外，地球物理学家也需要考虑到地球的自转和月球引力。
重力异常通常是用mGal（毫伽尔）来衡量的。
在地球表面上，一个mGal等于一个密度为2.67克/立方厘米，深度为1千米的球形区域的质量密度变化。
这个球形区域大小取决于地球表面的测量点和一个引力计直径的长度。
在进行重力异常测量时，需要考虑到地球的形态、密度分布、深度和绕轴自转等因素，以确定重力异常平原。
曲度影响物体的质量分布，从而影响重力的分布。
这种因素称为重力归一化数据。
重力异常的应用重力异常是研究地球深处物质分布的一个重要工具。
比如，地球内部的岩石和泥浆具有不同的密度和厚度，并且对地球重力场的影响也不同。
重力异常通过测量重力场的变化来检测这些差异。
地震学家使用重力异常来研究地球的板块构造。
板块边界通常被认为是大量岩浆和地壳的高密度区域。
重力异常允许地震学家明确确定板块边界的位置和原样。
重力异常技术还被用于研究地下水资源，这是因为重力异常对地下水储量有一定的影响。
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2020/10/5
重力异常的地质解释
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10.2.2 若干典型重力局部异常的可能解释
由于不同的地质因素往往会在重力异常平面等值线图上或剖面图上产生
相似的异常特征，因此根据某一局部异常来判定它是由什么地质因素引起
从对产生重力异常的主要地质因素的分析中可以看出，重力异常包含了丰富 的信息，因而无论是地壳深部构造与地壳均衡状态的研究，还是普查、勘探多种 矿产资源，或是高精度重力测量在水文、工程（乃至考古等）方面的应用等诸多 地质任务，都有可能利用重力资料来加以研究或解决。要想获得对异常进行地质 解释的良好效果，一般应注意以下几方面的问题。 1．分析与检查用于解释的基础资料——重力异常，是否满足在允许的误差范围 内按需要的详细程度测得所研究的地质因素产生的异常，这是能否取得效果的前 提条件；(资料的相对应的规则 几何形体
可能反映的地质因素
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重力异常的地质解释
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2．要研究和分析在一个工区内，不同的研究对象引起的重力异常之间，以及研 究对象与非研究对象（或干扰因素）所引起的重力异常之间，是否具有反映其 特征的差异（地球物理前提）。如果这种差异可能存在，则应有目的地选用相 应的数据处理方法将不同研究对象产生的重力异常区分开来，同时消除或压制 干扰体产生的异常，这样可以获得由较为单一的地质因素引起的有效（目标） 异常，以利于进行必须的数学物理解释和作出正确的地质上的判断；(资料处 理、分析、解释) 3．对异常的解释一般是从“读图”或异常识别开始。即研究局部构造或矿体 的赋存情况，都必须从区域地质环境入手，先把握全局，然后深入到局部。不 同地质构造单元内的地质条件可以有很大差别，同一构造单元内不同部位其情 况也有不同，因而不同单元内重力异常分布的基本特征是不同的，甚至有很大 差别。所以首先对异常进行分区或分类，分析研究各区（类）异常特征与区域 地质环境可能的内在联系，在此基础上，下一步才有可能对各区内的局部异常 形成的地质因素作出合理的解释，这就是从面到点的认识过程（对获得的异常 的正确判别）；
重力学
1 地球的重力场
2 球函数和位理论边值问题 讲基础和理论
3 地球正常重力场
4 重力仪 5 野外重力测量
讲重力数据的获得
6 资料整理与异常的获取
7 岩（矿）石的密度
8 重力异常正反问题的解法 讲有关成果的获得
9 重力异常的数据处理
10 重力异常的地质解释与应用实例讲应用效果
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重力异常的地质解释
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10 重力异常的地质解释
前面有关章节已经详细讨论了重力异常的含义，重力异常解释的一些基础 知识。本章介绍利用实测重力异常，结合工区地质资料及特征对引起这些异常 的原因作出地质上的结论或推断，这是重力勘探（也是一切勘探）工作成果的 最终目的。
10.1 进行地质解释时应注意的问题
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4．对异常的解释必须遵循从已知到未知的原则。因为相近的地质条件产生的异常具 有相似的特征，特别是在对局部异常的解释中，利用一口钻井资料（一个点）或一条 地震剖面资料（一条线）作控制进行解释后，将获得的成功经验推广到周围条件相似 地区的异常解释中去；或者从露头区的异常特征去推断邻近覆盖区的异常成因。这是 由已知到未知，从点、线到面的认识过程，它与前述的从面到点的过程是互相渗透、 互为补充的；(重力资料解释的步骤，经验)
重力异常的地质解释
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10 重力异常的地质解释
目的： 理论在与实际生产中的应用（结合）
•内容：
•进行地质解释时应注意的问题 •异常的识别 •应用实例 •要求：
•掌握各种模型的重力异常（在剖面、平面上的）特征
•能正确识别重力异常特征与地质构造之间的关系，以便正确得出有关地质、 地球物理解释(结论)。
的能，区常分常其不特是征一；件此容外易，的引事用， 其为 它此 资， 料可 或将 物探g解变释换成成果V就zx 十、分V必zz要，了就，有表可 10.2-1给出了几种局部异常可能反映的地质因素对应关系，以 供作地质解释时参考。
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图10.2-1 几种典型的局部重力异常分布可能反映的地质因素
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10.2 异常的识别
10.2.1 异常特征的描述 在平面等值线图上， 主要是指区域异常的走向及其变化，从东到西（或从南到北）
异常变化的幅度多大，区域性重力梯级带的延伸长度及平均水平梯 度和最大水平梯度值等。 对局部异常来说主要指的是异常的弯曲和圈闭情况，对圈闭状异常 应描述其基本形状，如等轴状、长轴状或狭长带状；是重力高还是 重力低；重力高低的分布特点；异常的走向（指长轴方向）及其变 化；异常的幅值大小及其变化等。 在综合分析区域异常与局部异常基本特征后，有可能根据异常特征 的不同将工区划分成若干小区，以供下一步作深入的分析研究。 在重力异常剖面图上，
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5．鉴于重力异常的复杂性，各种数据处理及解释方法又都有自身 的局限性，因此应针对解释的具体地质任务和条件选用相应的方法， 并通过试验确定有关的参数（如延拓高度、窗口大小等），从中选 取效果最佳的解释方案；(合理、正确选择处理技术方法) 6．应收集工区内相应的地质、钻探、物性和其他物（化）探资料 ，尽可能地增加已知条件或约束条件，限制反问题的多解性；另一 方面，只有综合其它物探方法的解释成果，才能从不同侧面来提供 对产生异常的场源性质、产状等作出较为合理正确的判断，为重力 异常的解释提供印证、补充或修改(综合利用各种物探、地质资料 ，确保解释的正确性）； 7．有条件时，应对已解释的异常开展一定的验证工作。这一方面 可以评价解释的可靠性，另一方面，特别是在出现矛盾、解释失败 时分析原因、寻找正确的答案，会使对异常的解释更加深化积累成 功的经验，以提高今后在地质解释中的成功率。