重力勘探任務(wù)書(shū)林達(dá)源

勘探任務(wù)書(shū)一.重力勘探的地質(zhì)任務(wù)1)在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中，利用重力異常配合其他有關(guān)資料能有效地研究地殼深部構(gòu)造(如莫霍界面、結(jié)晶基底起伏)，研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造，劃分構(gòu)造單元，進(jìn)行地質(zhì)填圖等。根據(jù)具體任務(wù)，野外施工之前應(yīng)先編寫(xiě)技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū).它是具體施工的依據(jù)。設(shè)計(jì)書(shū)應(yīng)包括以下內(nèi)容:設(shè)備型號(hào)等;1)明確工區(qū)范圍、地理位置及工作目的與任務(wù)，開(kāi)展野外工作所需人員配備、儀器2)收集有關(guān)本區(qū)及鄰區(qū)的地質(zhì)、物性資料和前人工作成果，必要時(shí)應(yīng)實(shí)地路勘并完成一定數(shù)量的密度標(biāo)本測(cè)試;3)確定工作比例尺，測(cè)網(wǎng)形狀、測(cè)線方向、測(cè)量時(shí)具體技術(shù)方法，測(cè)量精度要求及精度誤差分配標(biāo)準(zhǔn);4)是否建立基點(diǎn)網(wǎng)以及基點(diǎn)網(wǎng)的精度要求;5)確定開(kāi)展野外工作所需人員配備和素質(zhì)、儀器設(shè)備型號(hào)和數(shù)量、工作進(jìn)度，施工順序;6)所需經(jīng)費(fèi)預(yù)算、安全措施等。二、重力儀的操作(一)ZSM型石英彈簧重力儀的操作步驟1.ZSM型石英彈簧重力儀使用前主要應(yīng)對(duì)儀器的靈敏度進(jìn)行調(diào)試。首先應(yīng)檢查儀器的光線靈敏度，該過(guò)程相對(duì)比較復(fù)雜，應(yīng)在老師的指導(dǎo)下完成。光線靈敏度是指亮線從零刻度線位移到+1或-1刻度線時(shí)儀器讀數(shù)之差。一般zSM型石英彈簧重力儀的讀數(shù)差在16~-20格為宜，小于此數(shù)稱(chēng)靈敏度過(guò)高，這時(shí)儀器很難穩(wěn)定，讀數(shù)困難:大于此數(shù)稱(chēng)靈敏度過(guò)低，儀器靈敏系統(tǒng)遲鈍，不能反映微小重力變化，從而影響測(cè)量精度。2.重力儀操作和檢查操作重力儀的步驟是:1)把儀器輕輕放置于儀器專(zhuān)用底盤(pán)上。2)打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，觀察儀器內(nèi)部的縱、橫水準(zhǔn)器水泡是否居中。3)若水泡不居中，用手指旋儀器外殼下部三個(gè)腳螺旋，調(diào)整水泡，直到使縱、橫水泡都居中為4)觀察目鏡簡(jiǎn)中刻度片上的“亮線”位置是否與刻度片中間最長(zhǎng)線(零線)重合。5)若不重合時(shí)，用右手旋轉(zhuǎn)面板，上的計(jì)數(shù)器旋扭，使“亮線”移動(dòng)后與零線重合，稱(chēng)零點(diǎn)讀數(shù)。般亮線在零線左側(cè)，須順時(shí)針旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器旋扭，亮線在零線右側(cè)，須逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器旋扭。6)為了消除計(jì)數(shù)器的齒輪間的螺距差，在零點(diǎn)讀數(shù)時(shí)，應(yīng)使亮線沿同一方向去擬合零線。上述6步完成后就可讀出儀器在某一點(diǎn)的觀測(cè)數(shù)值來(lái)，即稱(chēng)為水平零點(diǎn)讀數(shù)。這是正確使用儀器的要求，儀器的準(zhǔn)備、1.儀器的檢查與常數(shù)測(cè)定重力儀在正式投人生產(chǎn)之前應(yīng)進(jìn)行必要的性能檢查和常數(shù)測(cè)定。儀器性能不穩(wěn)定如儀器讀數(shù)零點(diǎn)位移無(wú)規(guī)律)，將直接影響測(cè)量精度。故開(kāi)展野外工作前應(yīng)完成下列工作:1)儀器格值的檢查和重新標(biāo)定;2)儀器靈敏度的檢查和調(diào)節(jié);3)儀器水平位置的檢查和水泡曲線測(cè)試;4)儀器測(cè)程的檢查與調(diào)節(jié);5)儀器零點(diǎn)位移的檢查(包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn));6)儀器(多臺(tái)儀器)一致性試驗(yàn)。.影響重力儀精度的主要因素及消除影響的措施(1)溫度影響靈敏系統(tǒng)受溫度影響其彈力產(chǎn)生變化引起測(cè)量誤差:儀器各部件受溫度影響產(chǎn)生機(jī)械變形造成誤差，為消除這種影響:1)選用溫度系數(shù)小的材料作儀器的彈性元件:2)附加自動(dòng)溫度補(bǔ)償裝置:3)采用電熱恒溫。(2)彈簧的永久形變影響儀器彈簧在力的長(zhǎng)期作用下會(huì)發(fā)生彈性疲勞現(xiàn)象，造成讀數(shù)隨時(shí)間推移而變化，即所謂零點(diǎn)掉格，它嚴(yán)重地影響到重力儀測(cè)量的精度。為消除其影響，在制造儀器時(shí)，應(yīng)選擇良好的材料和經(jīng)過(guò)時(shí)效處理，盡量使零點(diǎn)掉格變小并使它為時(shí)間的線數(shù)。當(dāng)然，在計(jì)算重力值時(shí)還應(yīng)進(jìn)行零點(diǎn)掉格改正。(3)傾斜誤差的影響在各點(diǎn)觀測(cè)時(shí)安置儀器的水平位置不完全一樣，所帶來(lái)的讀數(shù)誤差。為此，在儀器面板上都裝有指示水平的縱、橫水準(zhǔn)器。操作儀器時(shí)必須利用調(diào)平腳螺絲進(jìn)行認(rèn)真調(diào)平。(4)氣壓影響將彈性系統(tǒng)放在高真空容器內(nèi)，加氣壓補(bǔ)償裝置。(5)磁力影響在平衡體附近放一適量的放射性物質(zhì)，使空氣游離導(dǎo)走電荷:對(duì)金屬?gòu)椈蓛x器，其彈性系統(tǒng)要消磁，野外觀測(cè)時(shí)盡量使擺桿朝向地磁方向。、三.技術(shù)主要內(nèi)容航空重力勘查系統(tǒng)可以直升機(jī)和固定翼等飛行器為搭載平臺(tái)，形成航空重力、航空重磁等勘查系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)主要包括航空重力儀、差分GPS系統(tǒng)、數(shù)據(jù)牧錄控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和不間斷電源系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)主要包括航空重力數(shù)據(jù)處理軟件、差分GPS解算軟件、航空地球物理數(shù)據(jù)處理平臺(tái)等。1.自主研發(fā)的捷聯(lián)式航空重力儀關(guān)鍵技術(shù)(1)高精度加速度獲取技術(shù):利用定制的國(guó)產(chǎn)高精度加速度計(jì)和三級(jí)高精度溫控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了航空重力測(cè)量的高精度加速度的提取，解決了國(guó)內(nèi)因無(wú)高精度重力傳感器而難以進(jìn)行航空重力儀研制的難題。(2)高精度的姿態(tài)測(cè)量技術(shù):利用國(guó)產(chǎn)高精度激光陀螺和高精度加速度計(jì)組合，對(duì)用于重力測(cè)量的加速度計(jì)進(jìn)行精確定位，通過(guò)高精度資態(tài)解算實(shí)現(xiàn)了航空重力精確測(cè)量。(3)飛行器動(dòng)態(tài)加速度測(cè)量技術(shù):利用差分GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行高精度解算獲得飛行器的動(dòng)態(tài)加速度、速度和位置數(shù)據(jù)，從而通過(guò)各項(xiàng)改正獲得地質(zhì)意義上的重力異常。(4)航空重力數(shù)據(jù)處理技術(shù):包括微弱信號(hào)提取、慣性導(dǎo)航解算、組合導(dǎo)航解算、數(shù)據(jù)低通濾波等關(guān)鍵技術(shù)，采用FIR窗的數(shù)利Kalman等濾波方法，有效地解決了高動(dòng)態(tài)噪聲(近萬(wàn)mGa)下重力微弱信號(hào)(幾十mGal)提取的難題。(5)航空重力解釋技術(shù):通過(guò)異常位置和范圍的有效確定、構(gòu)造指數(shù)的自動(dòng)判斷等方法技術(shù)，提高了歐拉反演深度的穩(wěn)定性利精度:通過(guò)深度加權(quán)函數(shù)方法，提高了重力反演密度分布的垂向分辨率，解決了反演結(jié)果的上漂問(wèn)題。2.集成實(shí)用化航空重)勘查系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)(1)航空重力系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù):完成了航空重力測(cè)景系統(tǒng)在直升機(jī)和固定獎(jiǎng)飛機(jī)上的集成工作，攻克了飛機(jī)選型、GPS天線安裝、電磁干擾和系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)，形成了直升機(jī)重力/重磁、岡定翼重)J/重磁/重磯遙等多種以航空平力測(cè)最為主體的綜介勘克系統(tǒng)，可滿(mǎn)足不同日的的地質(zhì)勘探任務(wù)的需求,(2)建立了航空重力綜合調(diào)查技術(shù)體系:系統(tǒng)地開(kāi)展了航空重力緩起伏飛行、地形和布格改止、改止精度評(píng)價(jià)、航空正力精度評(píng)價(jià)等9項(xiàng)方法技術(shù)研究，研制了航空亞力測(cè)最技術(shù)要求，形成--套適用于陸域、海洋不同測(cè)量景觀的航空重力找礦技術(shù)方法，快速有效地服務(wù)于資源勘查和基礎(chǔ)地質(zhì)研究。(3)數(shù)據(jù)處理與解釋技術(shù):研發(fā)了航空或力重復(fù)線評(píng)價(jià)方法與軟件，研究航空瓜磁聯(lián)合解釋的方法技術(shù)，解決了航空重力處理過(guò)程中出現(xiàn)的非常態(tài)問(wèn)題，如GPS跳點(diǎn)處理、電離層影響處理等。野外工作方法是指在設(shè)計(jì)和施工階段應(yīng)遵循的原則、工作方式及應(yīng)注意的問(wèn)題。根據(jù)重力測(cè)量所擔(dān)負(fù)的地質(zhì)任務(wù)的不同，一般分為預(yù)查、普查、詳查和細(xì)測(cè)四種。預(yù)查:小比例尺，比例尺，空日區(qū)大范圍內(nèi)進(jìn)行，目的是短時(shí)間內(nèi)獲得大地構(gòu)造輪廓資料，為重力普查提供布置地區(qū)。普查:在重力預(yù)查、航磁和地質(zhì)預(yù)查的基礎(chǔ)上，在有進(jìn)一步工作價(jià)值的地區(qū)開(kāi)展工作，目的在于劃分區(qū)域構(gòu)造和盆地邊界，指出油氣遠(yuǎn)景勘探區(qū)。詳查:在含油氣遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)工作，目的是比較詳細(xì)地研究工作地區(qū)重力場(chǎng)分布的規(guī)律和特點(diǎn)，提出二級(jí)構(gòu)造帶或地質(zhì)體的位置和分布特征。細(xì)測(cè):在有利的含油氣構(gòu)造范圍內(nèi)進(jìn)行精細(xì)工作，以確定局部構(gòu)造的產(chǎn)狀特征和準(zhǔn)確位置，條件有利時(shí)還可研究非構(gòu)造油氣藏。1.根據(jù)測(cè)量的物理量的不同，重力測(cè)量可分為動(dòng)力法和靜力法兩類(lèi):動(dòng)力法觀測(cè)的是物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，用以測(cè)定重力全值:而靜力法是觀測(cè)物體的平衡狀態(tài)，用以確定兩點(diǎn)間的重力2.工作比例尺及精度勘探比例尺反映了工作的詳盡程度，一般與地質(zhì)任務(wù)相適應(yīng)。如要了解異常的細(xì)節(jié)，測(cè)網(wǎng)應(yīng)當(dāng)密一些，比例尺大一一些:只需了解異常的大致變化情況，測(cè)網(wǎng)可放寬一些，比例尺小一些。通常在普查階段是4~20km”'一個(gè)測(cè)點(diǎn):詳查時(shí)0.5~2km°-一個(gè)測(cè)點(diǎn):細(xì)測(cè)或精測(cè)，則測(cè)點(diǎn)更密。比例尺:測(cè)區(qū)的測(cè)網(wǎng)的確定:應(yīng)先在測(cè)區(qū)找?guī)讉€(gè)控制點(diǎn)，將它與國(guó)家三角點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，從而定出其坐標(biāo)和高程，然后從這幾個(gè)控制點(diǎn)出發(fā)敷設(shè)重力測(cè)網(wǎng)，測(cè)得各重力基點(diǎn)和測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。重力測(cè)量精度由測(cè)誤差理論可知，若對(duì)某未知量進(jìn)行n次等精度觀測(cè)，其觀測(cè)值與相應(yīng)真值之差用△i表示，而均方差用m表示，四、重力基點(diǎn)網(wǎng)的建立與聯(lián)測(cè)按設(shè)計(jì)要求為了控制普通測(cè)點(diǎn)的精度，減少誤差積累和提高效率，基點(diǎn)的位置選擇盡量確定在易找、交通方便、標(biāo)志明顯、易于永久保存的地方，且要分布均勻，在地形條件差的地段要多增設(shè)基點(diǎn)，同時(shí)基點(diǎn)要有統(tǒng)一編號(hào)，本次實(shí)習(xí)共設(shè)五個(gè)基點(diǎn)，組成兩圈基點(diǎn)網(wǎng)的基限高占限源精度。證基點(diǎn)值的精度高于普通測(cè)點(diǎn)觀測(cè)精度2~3倍。所以基點(diǎn)之間重力差值(稱(chēng)增量或段差值)至少應(yīng)基點(diǎn)網(wǎng)聯(lián)測(cè)可以采用三程循環(huán)觀測(cè)方法，即采用A-B-→A-B的觀測(cè)路線。這樣的方式可以分別計(jì)算出A、B基點(diǎn)間兩個(gè)非獨(dú)立增量來(lái)，最后由這兩個(gè)非獨(dú)立增量的平均值計(jì)算出該段的總平均值，稱(chēng)為一個(gè)獨(dú)立增量。儀器在基點(diǎn)聯(lián)測(cè)時(shí)，要求在每個(gè)基點(diǎn)上水平零點(diǎn)讀數(shù)應(yīng)為三次。其平均值為這個(gè)基點(diǎn)上的讀數(shù)，并記錄時(shí)間。在實(shí)際工作中，三次讀數(shù)時(shí)不必提起儀器，而只是通過(guò)旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器使亮線偏離零刻度線--定位置后，在水平狀態(tài)不變的情況下，重新零點(diǎn)讀數(shù)即可。為了減小誤差，應(yīng)使亮線沿同-方向偏離零線。普通點(diǎn)的觀測(cè)普通測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)必須起始于某一個(gè)基點(diǎn)，在基點(diǎn)讀數(shù)后依次到測(cè)點(diǎn)上讀數(shù)。實(shí)際工作中為了保證兩個(gè)基點(diǎn)間的零點(diǎn)位移是線性變化的，所以工作時(shí)間不能太長(zhǎng)，應(yīng)保證在三小時(shí)內(nèi)對(duì)一-次基點(diǎn)。本次實(shí)習(xí)由于基點(diǎn)距離相距不大，所以可以保證2~3個(gè)小時(shí)更換操作員。一-定要做到出工前對(duì)基點(diǎn)，收工后對(duì)基點(diǎn)。普通點(diǎn)可以采用兩次讀數(shù)，方法同基點(diǎn)讀數(shù)一樣。建立基點(diǎn)網(wǎng)應(yīng)考慮下述原則:1)結(jié)合工區(qū)的地形、交通條件，合理布設(shè)重力基點(diǎn)網(wǎng)。基點(diǎn)應(yīng)選擇在地基穩(wěn)固、聯(lián)測(cè)方更、周?chē)蓴_小的地方，用完善而迅速的交通工具建立。2)基點(diǎn)網(wǎng)的聯(lián)測(cè)，視儀器的性能和精度而定，通常采用雙程往返觀測(cè)法。在基點(diǎn)的重復(fù)觀測(cè)中，儀器的位置和高度盡可能前后保持一致。3)往返于兩重力基點(diǎn)的兩個(gè)非獨(dú)立增量之差不大于2倍儀器的觀測(cè)精度。各基線圈閉合差不大于設(shè)計(jì)要求基點(diǎn)同精度的2√LL倍(L為本閉合圈平差基線臂數(shù))。5.重力普通線的布設(shè)和觀測(cè)1)地形平緩地區(qū)呈直線布設(shè)，整體上應(yīng)與構(gòu)造線垂直。地形復(fù)雜的山地或通視條件太差的林區(qū)，可采用自由導(dǎo)線。2)普通點(diǎn)一般采用單次觀測(cè)法。每個(gè)工作單元首尾必須連接基點(diǎn)。3)閉合基點(diǎn)時(shí)間的長(zhǎng)短，可視儀器的性能而定，高精度重力測(cè)量應(yīng)在4~6h內(nèi)聯(lián)基點(diǎn):普詳查-般要求當(dāng)天閉合:特別困難地區(qū)，可延至2~3d,但儀器的零點(diǎn)掉格必須很小或線性程度良好。4)多日觀測(cè)的單元之間，不應(yīng)少于三個(gè)連接點(diǎn)，連接點(diǎn)的觀測(cè)順序應(yīng)與前一一日相同。連接點(diǎn)間兩次相對(duì)差不大于2倍儀器觀測(cè)精度。5)合理選擇點(diǎn)位，避開(kāi)懸崖陡坎和微地形影響之處。6)在工作過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)儀器受震有突掉現(xiàn)象時(shí)，至少返回受震前兩個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行重測(cè)，密度測(cè)定法本次實(shí)習(xí)采用兩種密度測(cè)定方法:密度儀測(cè)定法:該儀器是按一-定程序設(shè)置的電子儀器，使用方便，可以通過(guò)按鈕直接讀出巖礦石的密度值。天平測(cè)定法:其基本原理是以浮力原理為基礎(chǔ)，即物體在水中所減少的重量，等于該物體排開(kāi)同體積水的重量?；c(diǎn)網(wǎng)的建立為了避免積累誤差和提高成果精度以及進(jìn)行重力儀零點(diǎn)掉格改正，在重力面積測(cè)量中須要建立完整的重力基點(diǎn)網(wǎng)。基點(diǎn)的精度應(yīng)比普通點(diǎn)高2~3倍。其基本公式為:ρ0=p0p1(p1p2);其中P0為水的密度，p1為標(biāo)本在空氣中的重量，P2為標(biāo)本在水中重量。四.室內(nèi)計(jì)算及數(shù)據(jù)整理室內(nèi)計(jì)算包括基點(diǎn)網(wǎng)聯(lián)測(cè)結(jié)果的整理及基點(diǎn)平差，普通點(diǎn)零點(diǎn)改正計(jì)算相對(duì)控制點(diǎn)的重力差值和相對(duì)總基點(diǎn)重力差值。數(shù)據(jù)整理包括各項(xiàng)外部改正最終獲得重力異常。一、基點(diǎn)網(wǎng)段差的計(jì)算方法1.解析法求取段差值讀數(shù)是基點(diǎn)1,2循環(huán)觀測(cè)結(jié)果與相應(yīng)讀數(shù)時(shí)間的關(guān)系圖示。橫軸表示時(shí)間t,縱軸表示由圖可知1,2兩個(gè)基點(diǎn)之間的段差解析表達(dá)式為:五.重力異常的地質(zhì)解釋和異常的識(shí)別重力異常的地質(zhì)解釋是完成重力勘探任務(wù)的關(guān)鍵。而重力異常的復(fù)雜性和解的非單-性又是影響地質(zhì)解釋效果的主要問(wèn)題。所以，在進(jìn)行解釋之前必須做好以下工作:1)充分利用工作地區(qū)的已知