重力勘探实践-张建中
布格重力异常
布格重力异常布格重力异常（Bouguer gravity anomaly）：重力仪的观测结果(g测)，经过纬度改正(g 纬)、高度改正(g高)，中间层改正(g中)和地形改正(g形)以后，再减去正常重力值（γ）后所得到的重力差(Δg= g测- g高- g中- g纬- g形-γ)称为布格重力异常。
布格重力异常一般用相对重力测最方法获得。
如某点对总基点的实测重力差为Δg'，则布格重力异常为Δg=Δg'+ g高+ g 中+ g纬+ g形（g高、g中、g纬、g形分别为测点与总基点的相对高度、中间层、纬度和地形变化的改正项)。
布格重力异常资料是重力勘探的基础资料。
重力（g）观测首先要从地球内部研究：地壳，地幔，地核。
地壳分为上地壳和下地壳，上地壳主要由密度较小的富含硅铝岩的花岗岩组成，称为花岗岩层，平均密度为2.7g/cm^3;下地壳是由富含硅镁的玄武岩组成，称为玄武层，平均密度 3.1/cm^3。
花岗层与玄武层的分界面称为康德界面，简称”康氏面“。
从地壳底部一直向下倒2900km处称为地幔，地幔也分为上地幔和下地幔，上地幔深度为33-900km，主要为基性岩，超基性岩，物质密度在3.32~4.49g/cm^3，下地幔物质则主要为铁镍等金属氧化物，深度为900~2700km，密度约为4.60~5.68km，地幔与地壳的分界面称为莫霍维奇面，简称”莫霍面“。
从2700km以下一直到地心称为地核，地核又分为外核，过渡带，内核三部分，组成地核的物质目前不清楚，推测主要为铁镍物质，故称为铁镍核，密度约为从9.69g/cm^3曾至12。
17g/cm^3.地球平均密度为5.53g/cm^3。
重力（g）观测可以通过对地壳和地幔的勘测，推断区域布格重力异常和均衡重力异常及地壳深部的构造起伏情况。
地质勘探实习报告
地质勘探实习报告地质勘探实习报告11.实习概况：工程地质实习是整个工程地质学教学中十分重要的实践环节，使学生在课程理论知识学习的基础上，通过对基本地质现象的野外实地考察和现场实践，获得感性知识并巩固和深化课程理论，使理论与实际相结合，为毕业以后的设计、施工中应用有关地质资料打下一定的基础。
2实习目的理解基本的地址概念，了解基本知识，学会基本技能。
通过简短的.野外地址实习，巩固学过的《工程地质》内容，加深对课程有关内容的理解;此外，通过实习培养对大自然的热爱，陶冶情操，提高随地址科学的兴趣：同时充分认识到地质实践对地质科学的重要性。
同时，培养学生吃苦耐劳、艰苦努力、遵守纪律、团结协作等优良品质和增强集体观念，掌握实地操作技能和编写实习报告的能力，总结此次实习与我们所学专业的联系。
3实习内容：昌乐火山口昌乐火山口，距今1800万年是新生代第三纪玄武岩火山口。
火山口呈圆锥形，石头呈红褐色，气势极为壮观，数万根六棱石柱，由山底到山顶，直插云天。
此火山口是火山筒内充填的玄武岩栓，经过200多万年的长期风化剥蚀，被剥露出地面，岩栓柱状节理发育，呈辐射状，向上收敛，向下散开，形象地记录了当时火山喷发的自然景观，展示出大自然的鬼斧神工。
据中国科学院地质研究所考证认定，该火山口为第三纪玄武岩火山口，距今约1800多万年，它的发现，对地求物理和地震科学研究都有很大参考介值。
一色的红褐圆棱柱石，竖指苍天，凡经开凿者皆显露出明显的喷发纹理，表明其成因于火山喷发，近百平方公里内的几十座山包构成了蔚为壮观的远古火山群。
山东山旺国家地质公园山东山旺国家地质公园位于山东省临朐县城东约22公里处，面积约13平方公里。
地质公园地处鲁中隆起区中的临朐凹陷，公园内总体由两个次级小盆地组成，即解家河盆地和包家河盆地，其外围均为由玄武岩组成的低山丘陵，地形起伏较大。
为季节性河流。
地质公园以闻名世界的山旺古生物化石及反映其形成环境的火山地貌为特色。
重力勘探及其应用
重力勘探及其应用作者：任丽孟小红刘国峰来源：《科技创新导报》 2013年第8期任丽孟小红刘国峰(中国地质大学（北京）北京 100083)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中图分类号：P631文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）03（b）-0-04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。
重力法在地下蓄能场勘探中的应用
重力法在地下蓄能场勘探中的应用地下蓄能技术是一种通过存储能量以供日后使用的创新项目，可以有效应对能源需求高峰期的能源供应平衡问题。
而为了确保地下蓄能场的安全和有效性，勘探工作是必不可少的一环。
本文将重点探讨在地下蓄能场勘探中应用重力法的方法和效果。
一、地下蓄能场的背景介绍地下蓄能场是一种将多余的能量转化为电能并存储在地下储能系统中的技术。
在能源高峰期，这些储能系统可以释放出储存的电能以供应给用户。
为了确保储能系统的安全性和可靠性，地下蓄能场勘探工作是重要的前期准备。
二、重力法在地下蓄能场勘探中的原理重力法是一种通过测量物体间的引力来获取地下物理信息的方法。
在地下蓄能场勘探中，重力法可以用来识别地下的空洞和岩石层。
具体来说，重力法是通过测量地球引力场的微小变化来推断地下的真实情况。
当地下存在空洞或不同密度的岩石层时，其重力场会略微改变，进而影响测量数据。
通过分析测量数据，可以得到关于地下结构和组成的信息。
三、重力法在地下蓄能场勘探中的应用步骤1. 实地勘测：首先需要在地下蓄能场的范围内进行实地勘测，获取所需的引力测量数据。
2. 数据处理：对采集到的引力测量数据进行处理，包括数据滤波、数据校正等，以提高数据的准确性和可靠性。
3. 重力异常识别：通过分析处理后的数据，识别地下的重力异常区域，即存在空洞或不同密度岩石的地区。
4. 重力场建模：基于重力异常区域的识别结果，构建地下的重力场模型，并使用数学方法进行模拟和预测。
5. 结果解释和验证：对重力场模型的结果进行解释和验证，与其他地质数据进行对比，以确保结果的准确性和可靠性。
四、重力法在地下蓄能场勘探中的优势和局限性1. 优势：(1) 非侵入性：重力法不需要在地下进行钻探或开挖工作，对地下环境几乎没有破坏，可以减少勘探对地下蓄能场的影响。
(2) 经济高效：与其他勘探方法相比，重力法成本相对较低，且勘探速度较快，可以提高工作效率。
(3) 准确性高：重力法在地下蓄能场勘探中的应用已经得到广泛验证，可以提供较高的准确性和可靠性。
CQG2000的优化方法及对重力勘探精度的改善
物 探 装 备
第２卷 Ｏ
第 ３期
・
重 磁 电技术 ・
Ｃ ２０ ＱＧ ０ ０的优 化 方 法 及 对 重 力勘 探 精 度 的改 善
陈 钟 鸣 闰 建 强 刘 红 江 张 探 事 业 部 ， 北 涿 州 ０ ２ ５ ） 东 河 ７ ７０
ｃｓｏ ｒ ｖｔ ｕ ｖ ｙ ｈｓｐ ｐ ｒａ ｏ ｔ ｈ ｌｎ ｍｉｌ ｉｔ ｇａ ｄＫｒｇｎ ｎｅ ｐ ｌｔｏ ｔ ｏ ｏｏ ｔ ｉ ＱＧ２ ０ ｉｉｎ ｇ ａ ｉｙｓ ｒ ｅ ，ｔ ｉ ａ ｅ ｄ ｐ ｅＰｏｙ ｏ ａ ｔｉ ｎ ｉｉｇｉｔｒ ｏａｉｎｍｅｈ ｄｔ ｐ ｉ ｚ Ｃ ｔ ｆ ｎ ｍ ｅ ００
ａ ｃ ｒ ｃ ｆｇ ａ ｉｙ ｅ ｐｌｒ ｔｏ ＥＧＰ ， １ ２０（ ｃ ｕ ａ ｙ ｏ ｒ ｖ ｔ ｘ ｏ ａ ｉ ｎ． ２０ ０， ３）：１ ８８～ １ １ ９
Ｉ ｒ ｅ Ｏ ｓ ｌｅ ｔ ｅ ｔ ｃ ｎ ｃ ｌ ｒ ｂ ｅ ｔ ａ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｏ ｖ ｈ ｅ ｈ ｉａ ｏ ｌ ｍ ｈ ｔ ｐ ＣＱＧ２ ｏ ａ ｏ ｅ ｈ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔ ｆ ａ ｇ － ｃ ｌ ｎ ｉ ｈ ｐ ｅ ｏ ０ｃｎ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｓｏ ｒ ｅｓ ａ ｅａ ｄ ｈ ｇ — ｒ — ｔ ｌ
利用 ｃ ＱＧ２ ０ ０ ０成果可 以得 到测 点 的 高程 异 常
（ 为 Ｑ ） 由此可 以得 到观测 点处 Ｃ Ｇ２ ０ 记 。， Ｑ ０ ０与似
地 水准 面 （ ＱＧ２ Ｏ ） 型 。该 模 型在 东 经 １ ２ 以 Ｃ ＯＯ模 ０。
东 地 区 的 误 差 为 ±０３ ； 经 １ ２ 以 西 ， 度 ３ 。 ．ｍ 东 ０。 纬 ６以
北地 区的误 差 为 ±０４ 而 纬度 ３ 。 ．ｍ； ６以南 地 区 为 ±
重力勘探的理论基础
（1.1.5）
v
式中 r 为从自转轴到场点的 垂直矢径，地球自转的角速 度ω=2π/86164，SI制中C 的单位也为牛顿（N）。
C
r
（华东）
惯性离心力
• 地球上，各点的转动角速度是相同的，而转动半径 是不同的，地球表面各点的转动半径是其所处纬度 圈的半径，即：
r R cos
惯性离心力
式中 为纬度。 由于纬度的变化，同样 质量的物体，在赤道上 所受的离心力最大，随 纬度升高而逐渐减小， 到两极减小为零。
（华东）
地球的形状（续）
h r
R
R
• 这里假定目击者视点与视野最远点的连线为地面的 切线。根据几何关系，目击者高度 h ，最大视野 r 和地球半径 R 之间满足关系： • （1.1.1） ( R h) 2 R 2 r 2
（华东）
地球的形状（续）
• 从中可以得出地球半径的估算式： r 2 h2 • （1.1.2） R 2h • 取h=1.65m，r=4.6km，可得地球半径的估计值 R=6412km，与实测值（6376km）非常接近。 • 随着航天科技的发展，人类可以从宇宙空间给地球 拍照或直接观测，证实了地球确实为球体。
（华东）
（2）地幔
• 自地壳底界向下至约2900km深的范围内为地幔， 地幔也可分为两层。 • 地幔的上层（上地幔）主要是辉长岩-玄武岩类和 橄榄岩-苦橄岩类，地幔的下层（下地幔）主要是 铁镍等金属氧化物。 • 地幔各处的密度均大于3.3g/cm3，并且随深度的加 深而增大。一般认为上地幔平均密度为3.5g/cm3， 下地幔平均密度为5.1 g/cm3。 • 地壳和地幔的密度差大于0.4g/cm3，是全球最主要 的密度分界面，称为莫霍洛维奇(A.Mohorovicic) 界面，简称莫霍面或莫氏面。
重力勘探要求和资料整理图示
重力仪分类：
石英弹簧重力仪
机械式重力仪 金属弹簧重力仪
按结构分
振弦重力仪（海上）
复 习
电子式重力仪
超导重力仪 （实验室）
激光重力仪
绝对重力测量仪 按测量原理分
相对重力测量仪
影响重力仪精度的因素及消除影响的措施
温度影响：选用受温度影响较小的材料作为仪器的
弹性元件；附加自动温度补偿装置；采用电热恒温
1. 布格重力异常
布格重力异常是应用最为广泛的一种重力异常。经过各项 校正后，消除了观测面以下正常密度分布的重力作用，但 是对于异常/剩余密度分布的重力作用未作任何调整。
因而布格重力异常包含了从浅到深各个深度上剩余密度分 布对测点的重力作用，既有各种局部矿体和构造的影响， 也包含了大范围内地壳下界面起伏而在横向上相对于上地 幔质量的巨大亏损（陆地）或盈余（海区）的影响。
g高 0.3086h (mGal) 3.086h (g u)
布格重力异常
高度校正和中间层校正都与测点的高程大小有关系，通常 把这两项合并起来称为布格（Bouguer）校正，即：
g布 g高 g中 (3.086 0.419 )h (g u)
观测重力差值经过正常场校正、地形校正和布格校正之后 得到异常称为布格重力异常。可表示为：
g布 g实测 - g0 g地 g布
布格重力异常是重力勘探中最重要的概念之一，其典型特 征是布格校正。
校正后的效果
外部校正仅仅消除了起伏地形上各测点与基准面之间 均匀密度分布对测点重力值的影响，并没有改变局部 密度不均匀体对各测点重力值的影响。
因此，校正后局部密度不均匀体引起的重力异常并不 是对应于测点在基准面上的投影点，而是仍然对应于 自然表面上的各测点。
地质勘察工程中的重力勘测规范要求
地质勘察工程中的重力勘测规范要求地质勘察工程中的重力勘测是通过测量地球表面的重力场强变化，来研究地下岩石体的密度分布及构造性质的一种方法。
重力勘测在工程勘察中具有重要的意义，可以为地下建筑、地质灾害预测等提供重要的参考数据。
为了保证勘测结果的准确性和可靠性，重力勘测需要遵循一定的规范要求。
本文将介绍地质勘察工程中的重力勘测的规范要求。
一、前期准备工作重力勘测前，需要进行充分的前期准备工作。
首先，要制定详细的勘测计划，确定勘测区域的范围和类型，明确勘测的目的和要求。
同时，要进行勘测现场的调查，了解地质地貌、地下构造、地下水位等情况，为勘测数据的解释提供依据。
此外，还需要选择合适的重力仪器和相关设备，并进行校准和检查，确保其工作正常可靠。
二、观测方法和点位布设在地质勘察工程中的重力勘测中，常用的观测方法有点重力测量法和全岛重力测量法。
点重力测量法适用于小范围和复杂地形的勘测，全岛重力测量法适用于大范围和平坦地形的勘测。
根据实际情况选择合适的观测方法。
在进行观测点位布设时，应根据勘测区域的特点和要求，进行合理的选择。
通常，观测点位应均匀分布在勘测区域内，以确保整个区域的重力场能够得到充分的反映。
对于山区和复杂地貌的区域，应采用更加密集的观测点位布设，以获取更准确的重力数据。
三、观测数据的采集和处理在进行重力观测时，需要准确记录观测数据。
观测数据应包括观测点位的位置坐标、观测仪器的读数和观测时间等信息。
同时，应注意观测环境的影响，如风力、温度等因素可能对重力观测数据产生干扰，需要进行相应的修正。
观测数据采集完成后，需要进行数据处理和计算。
常用的数据处理方法有基线差法、重力异常值检测和重力数据平滑等。
数据处理的目标是去除随机误差和非重力异常值，得到准确的地下质量密度分布情况。
四、数据的解释和应用重力勘测数据解释的目标是揭示地下岩石体的密度分布和构造特征。
通过数据的分析和处理，可以计算得到物质的密度参数，并绘制重力异常图。
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中国海洋大学本科生课程大纲
课程属性：工作技能，课程性质：必修
一、课程介绍
1.课程描述：
本课程为工作技能层面课程，是勘查技术与工程专业的必修课。
该课程的主要内容包括重力仪操作，重力仪静态和动态实验，重力基点网联测，野外数据观测，数据改算，岩矿石密度测定等。
2.设计思路：
该课程是勘查技术与工程专业本科生的重要的专业教学实践环节。
它是在巩固所学重力勘探理论知识的基础上，通过外业工作对学生进行综合专业技能训练，使他们了解和掌握重力仪的使用和相关工作参数的选择，重力仪性能试验方法，重力基点网的建立和联测技术，重力外业观测方法和技术，重力观测数据质量的评价方法，重力数据的改算及重力异常计算方法等，提高学生实践动手能力和分析解决实际问题的能力，达到理论与实践相结合的目的。
3.课程与其他课程的关系：
先修课程：高等数学、线性代数、数学数理方法、概率统计、大学物理、引力场论、计算方法、基础地质学等。
上述课程作为本课程学习的基础课。
本课程与重力勘探及实验，以及后续课程重磁勘探数据处理和物探实习构成了完整的重力课程体系，
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更能促进重力勘探专业人才的培养。
二、课程目标
课程要求学生熟悉和掌握重力仪操作、重力仪性能试验、重力基点网联测、重力数据采集以及数据改算的全过程，培养他们独立从事野外重力数据采集和改算的能力，达到能够使用重力仪开展重力测量工作，并运用所学知识指导野外生产的目的。
具体目标如下：
⑴了解重力仪操作、性能指标和注意事项；
⑵学会重力仪性能试验方法；
⑶掌握重力基点网的联测方法；
⑷掌握使用重力仪进行野外重力测量的方法；
（5）熟悉重力观测数据的基本改算方法。
三、学习要求
该课程是一门实践课，需要全体人员共同协作完成，因此需要学生按时上课，积极动手，实际操作，独立完成实验报告。
四、教学进度
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说明：该课程受天气影响较大，上课时间根据天气变化灵活安排。
五、参考教材与主要参考书 参考教材：
曾华霖，重力场与重力勘探. 地质出版社，2005年6月第一版 以本书为基础，采用自编教材。
主要参考书：
王谦身等，重力学，地震出版社，2003年4月年第一版
梁开龙等，海洋重力测量与磁力测量，测绘出版社，1996年第一版
Lafehr T. R. & Nabighian M. N., Fundamentals of gravity exploration. SEG,
2012
六、成绩评定
（一）考核方式 E 其他 ：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他 （二）成绩综合评分体系：
课程成绩＝平时成绩×40%＋实验报告×60% 七、学术诚信
学习成果不能造假，如考试作弊、盗取他人学习成果、一份报告用于不同的课程等，均属造假行为。
他人的想法、说法和意见如不注明出处按盗用论处。
本课程如有发现上述不良行为，将按学校有关规定取消本课程的学习成绩。
八、大纲审核
教学院长：院学术委员会签章：
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