重力勘探4-正反演

1、根據(jù)儀器格值，將所有觀測的儀器讀數(shù)轉(zhuǎn)換為有重根據(jù)儀器格值，將所有觀測的儀器讀數(shù)轉(zhuǎn)換為有重力單位的觀測值；力單位的觀測值；按照觀測的日期、時刻、以及測點的經(jīng)緯度，計算按照觀測的日期、時刻、以及測點的經(jīng)緯度，計算固體潮理論值，并對觀測數(shù)據(jù)進行校正；固體潮理論值，并對觀測數(shù)據(jù)進行校正；利用固體潮校正后的觀測值，按觀測方式的不同選利用固體潮校正后的觀測值，按觀測方式的不同選擇方法，進行儀器零點漂移校正；擇方法，進行儀器零點漂移校正；將零漂校正后的觀測值歸算到基點，得到測點重力將零漂校正后的觀測值歸算到基點，得到測點重力值，或歸算到測區(qū)起算點，得到相對重力值；值，或歸算到測區(qū)起算點，得到相對重力值；觀測

2、數(shù)據(jù)整理步驟觀測數(shù)據(jù)整理步驟復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)相對重力值重力異常1.正常場（緯度）校正：消除測點與基點間緯度差異而造成的重力變化；2.地形校正：消除測點附近地形起伏對重力觀測結(jié)果數(shù)據(jù)的影響；3.中間層校正：消除測點基準面與基點基準面之間水平中間層的重力影響；4.高度校正：消除測點相對于基點的高程差而造成的重力數(shù)值變化。復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)各種重力異常的地球物理意義復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)第六節(jié) 重力異常正演正演與反演n正問題也稱正演，是指給定地質(zhì)異常體的形狀、產(chǎn)狀和剩余密度分布，通過計算得出重力異常的大小、特征和變化規(guī)律等。n反問題也稱反演，是指根據(jù)重力異常的數(shù)值大小、變化規(guī)律等場的特征，結(jié)合已知的地質(zhì)資料和地質(zhì)體的物性參數(shù)，求解

3、地質(zhì)體的形狀和空間位置等。n正問題從給定地球物理模型，通過數(shù)值計算或物理模擬，得出相應(yīng)地球物理場的過程，目的是認識和掌握地球物理場的特征與場源之間的對應(yīng)關(guān)系；n反問題就是根據(jù)已知的地球物理場，求解可能的地球物理解釋，即地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的過程。觀測數(shù)據(jù)觀測數(shù)據(jù)d地質(zhì)模型地質(zhì)模型m反問題：反問題：m=G-1d正問題：正問題：d=Gm為了簡化，假設(shè)地質(zhì)形體孤立存在，密度均勻，地為了簡化，假設(shè)地質(zhì)形體孤立存在，密度均勻，地面水平，所取剖面為中心剖面面水平，所取剖面為中心剖面規(guī)則形體：球體、水平圓柱體、垂直臺階、脈狀體規(guī)則形體：球體、水平圓柱體、垂直臺階、脈狀體一、簡單規(guī)則形體重力異常正演一、簡單規(guī)則形體重

4、力異常正演半徑半徑 R， 剩余質(zhì)量剩余質(zhì)量M，中心埋深，中心埋深D，剩余密度，剩余密度 在在y=0 的剖面上，為的剖面上，為 ( (一一) )球體球體2323)()(),()0,(222222DyxMDGdddyxGyxg23)(22DxMDGxg-50-40-30-20-100102030405000.511.522.533.54x 10-3EgD0討論：討論： P(x,0,0);766. 0; 0lim;2/12maxDxgDMGgx2maxDGgM近似于等軸狀地質(zhì)體，如鹽丘、礦巢、溶洞等近似于等軸狀地質(zhì)體，如鹽丘、礦巢、溶洞等球體參數(shù)：半徑球體參數(shù)：半徑30m，中心埋深，中心埋深20m，

5、剩余密度，剩余密度2.0g/cm3，重力異常單位，重力異常單位mGal其它轉(zhuǎn)換異常特征：其它轉(zhuǎn)換異常特征：27252532323222222222222DxxDMDGzggDxxDMGzggDxDxMGxggzzzx水平梯度垂向一階導(dǎo)數(shù)垂向二階導(dǎo)數(shù)無限長均勻水平圓柱體無限長均勻水平圓柱體半徑半徑 R， 中心埋深中心埋深D，剩余線密度剩余線密度 = S （S為圓柱截面積）為圓柱截面積） （二）水平圓柱體（二）水平圓柱體ZYXO+ - D R無限長均勻水平圓柱體無限長均勻水平圓柱體最大值為最大值為半極大值為半極大值為 22222)()(DxDGddxGxgDGDxDGgxxDGgx22maxmax

6、2121221,2,03.1.2 無限長均勻水平圓柱體無限長均勻水平圓柱體深度深度D與異常形態(tài)之間的關(guān)系與異常形態(tài)之間的關(guān)系同理，有同理，有 即即 1121nDxDxnDGg2max轉(zhuǎn)換異常特征：轉(zhuǎn)換異常特征：3222222222222)(34)()(2)(4DxxDDGgDxxDGgDxDxGgzzzx（三）鉛垂臺階（垂直斷層）（三）鉛垂臺階（垂直斷層）n半無限水平板模型用于模擬清楚的接觸帶、高角度的斷層等地質(zhì)現(xiàn)象。 n假設(shè)在直角坐標系中半無限水平層的分布范圍是 x0, -y+，hz Gh當臺階面向臺階內(nèi)側(cè)傾斜時：g(0) Gh（四）斷裂構(gòu)造基本特征（四）斷裂構(gòu)造基本特征n當=90（垂直斷層

7、）時，重力異常極大值與極小值絕對值相等，曲線以原點O為中心對稱n當90（逆斷層）時，上升盤一側(cè)異常極大值明顯n斷層面附近重力異常變化明顯，重力水平梯度較大。（五）二度板狀體（五）二度板狀體n礦脈、巖脈、巖墻等沿走向方向延伸較長的地質(zhì)體礦脈、巖脈、巖墻等沿走向方向延伸較長的地質(zhì)體nH為向下無限延伸2.傾斜板狀體復(fù)雜形體的簡化復(fù)雜形體的簡化1. 1. 三度體的簡化三度體的簡化 當三度體的最大延展尺度與最小延展尺度之差當三度體的最大延展尺度與最小延展尺度之差 L L (1/5) 5 5D D 可近似二度體?？山贫润w。二、復(fù)雜形體重力異常正演 3. 3. 截面較小形體的簡化截面較小形體的簡化 當?shù)?/p>

8、質(zhì)體的在某方向上有一定延伸，截面最大延展尺度當?shù)刭|(zhì)體的在某方向上有一定延伸，截面最大延展尺度L L與其至計算點最小距離與其至計算點最小距離D D滿足滿足 L L (1/5) (1/5) D D 可近似為物可近似為物質(zhì)線。質(zhì)線。 4. 4. 厚度較小形體的簡化厚度較小形體的簡化 當?shù)刭|(zhì)體的在某平面上有一定延伸，其厚度當?shù)刭|(zhì)體的在某平面上有一定延伸，其厚度 與其平面與其平面上的延展尺度上的延展尺度D D滿足滿足 D D 可近似為物質(zhì)面。可近似為物質(zhì)面。 5. 5. 對復(fù)雜形體可分割成若干個小規(guī)則形體的組合對復(fù)雜形體可分割成若干個小規(guī)則形體的組合 “化整為零化整為零” 二度體截面由二度體截面由n個角

9、點構(gòu)成，其坐標為個角點構(gòu)成，其坐標為( i, i), i=1,2, , n. 即即（一）任意多邊形截面二度體的正演（一）任意多邊形截面二度體的正演),.,3 ,2, 1(tgtg)(ln)(21)()(2111112221211212111niGgiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii 1111112221211212111tgtg)(ln)(21)()(2iiiiiiniiiiiiiiiiiiiiiGg（二）任意形狀三度體（二）任意形狀三度體用一組垂直于用一組垂直于y y軸的平面軸的平面和一組垂直于和一組垂直于X X軸的平面分軸的平面分別切割地質(zhì)體，則任意兩別切割地質(zhì)體，則任意兩個平面的

10、交線包合在地質(zhì)個平面的交線包合在地質(zhì)體之內(nèi)的部分形成一個線體之內(nèi)的部分形成一個線元。元。用解析式計算每一個線用解析式計算每一個線元在計算點產(chǎn)生的重力異元在計算點產(chǎn)生的重力異常作用值。常作用值。1、線元法、線元法對所有錢元的作用值依次進行對所有錢元的作用值依次進行X方向和方向和Y方向的數(shù)值積分，方向的數(shù)值積分，便得到整個地質(zhì)體在計算點所產(chǎn)生的重力異常值。便得到整個地質(zhì)體在計算點所產(chǎn)生的重力異常值。 2面元法面元法用一組垂直于用一組垂直于z軸的平面軸的平面或者垂直于或者垂直于X軸、軸、y軸的平軸的平面切割地質(zhì)體，地質(zhì)體與平面切割地質(zhì)體，地質(zhì)體與平面相交形成一系列的裁面。面相交形成一系列的裁面。近似地用一個多邊形代近似地用一個多邊形代替每一個截面，用解析表達替每一個截面，用解析表達式計算出計算點的重力作用式計算出計算點的重力作用值。值。將所有面的作用值用數(shù)將所有面的作用值用數(shù)值積分求得整個地質(zhì)體產(chǎn)生值積分求得整個地質(zhì)體產(chǎn)生的重力異常值。的重力異常值。 3長方體元法長方體元法用一組垂直于用一組垂直于X軸的平面、一軸的平面、一組垂直于組垂直于y軸的平面和一組垂直于軸的平面和一組垂直于Z軸的平面切割地質(zhì)體，于是地軸的平面切割地質(zhì)體，于是地質(zhì)體被劃分成許多小長方體。質(zhì)體被劃分成許多小長方體。用解析公式計算出每個小長方用解析公式計算出每個小長方體在計算點所產(chǎn)生的重力異常值。體在計算點所產(chǎn)生