1、成都理工大学地球物理学院勘探地球物理学基础勘探地球物理学基础2014-2015学年第 2学期主讲人： 陈进超办公室：地球物理学院 5222电 话： 13568998743 E-mail： 第 2章 重力勘探重力勘探 （ gravity exploration）是以地壳中不同岩（矿）石之间的 密度差异 为基础，通过观测和研究天然重力场的变化规律，以查明地质构造和寻找有用矿产的物探方法。应用 领域 ：研究区域和深部地质构造，也可以研究局部地质异常体。在石油勘探中主要用于探查与油气生成、运移和聚集有关的各种地质构造，如沉积盆地的基底起伏，盖层内部的构造形态，盐丘、侵入体等局部地质现象，也可以直接研
2、究油气藏。本章的主要内容p 2.1 地球的重力场 p 2.2 岩（矿）石的密度p 2.3 重力仪器简介p 2.4 重力勘探方法与资料的校正p 2.5 重力异常的处理与转换p 2.6 重力勘探资料的推断解释p 2.7 重力勘探应用实例o 内容提要n 2.1.1 重力和重力场n 2.1.2 重力的变化n 2.1.3 正常 重力n 2.1.4 重力异常2.1 地球的重力场2.1.1 重力和重力场o 根据万有引力定律， 地球对 其外部质量为 m的物体有 引力作用：o 地球上质量为 m的物体，受地球自转影响，还受到惯性离心力 的作用：o 重力： 物体受地球 的引力和惯性离心力的矢量 和。o 重力场： 有
3、重力作用的空间称为重力场。f = 6.6710-8cm3/g.s2重力示意图2.1.1 重力和重力场o 重力场的强度： 单位质量的物体受重力的大小称为重力场的强度。o 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，第二项为离心力加速度， SI制中重力场强度的单位是 m/s2。o 重力（场）强度与重力方向一致，一般不指向地心 。但由于离心力最大只占引力的 1/289，因此，可以认为 重力（场强度）的方向近似指向地心。地球平均引力加速度值约为 9.8048m/s2，赤道上的离心力加速度最大，约为 0.0339m/s2。2.1.1 重力和重力场重力勘探中的 “重
4、力 ”o 重力勘探 中，习惯 将重力 场强度简称为 重力，重力勘探是测量重力场的强度。o 在 CGSM单位制中 ，重力单位是 cm/s2，称为 伽利略 （ Galileo），简称伽，符号 Gal。实际生产中常用其分数单位 毫伽 （ mGal）和 微伽 （Gal）。1mGal=10-3Gal， 1Gal=10-6Galo 国际单位制（ SI制）中，重力的单位是 m/s2， 国际 通用重力单位 （gravity unit，符号 g.u）做为实用单位：1g.u=10-6m/s2； 1mGal=10g.u2.1.2 重力 的变化 o 重力的 变化： 随空间的 变化 和随时间的 变化。o 重力随 空间变
5、化的主要表现 ：n 地球是一个近似于两极压缩的扁球体，而且地表起伏不平，这将引起约 6万 g.u的重力变化（两极引力大，赤道引力小）；n 地球的自转也能使重力产生 3.4万 g.u的变化（两极离心力为零，赤道离心力最大）；n 地下物质密度分布不均匀可产生几千 g.u的重力变化 。o 重力勘探的理论基础： 利用 地下物质分布不 均匀所 引起的重力变化，来研究地质构造和达到勘探矿产资源的目的 。2.1.2 重力的变化 o 重力随时间变化的表现： 短 周期变化和长周期 变化。o 短周期 变化： 主要 指 重力日变 。原因：地球自转与公转， 地表各点与 日、月 天体的相对位置不断 改变引起， 幅度较大
6、，可达 2 3 g.u左右 ， 重力测量中不可忽视。o 长周期 变化： 与 地壳内部物质变动及构造运动有关 ，非周期性。在较短时间内 十分微弱，重力勘探中可以不考虑。 大地水准面： 以平静海平面的趋势延伸到各大陆之下所构成的封闭曲面 ，该曲面为 大地水准面， 在大地测量学中作为 地球的基本形状 。o 一级近似： 正球体n 平均半径： Rav=6376kmo 二级近似： 旋转椭球体n 赤道半径： Re=6378.160kmn 极地半径： Rp=6356.155km卫星 观测资料表明 ：大地水准面 并非标准的椭球面，在北极高出十余米，在南极凹进二十余米，因而近似为 梨形体面 。2.1.3 正常重力
