高精度重力测量的应用.doc

高精度重力测量在内蒙古哈达庙多金属勘探中的应用学生姓名： 张岩专 业： 勘察技术与工程班 级： 指导教师： 李欣摘 要本文首先回顾了重力勘探方法的发展历程，简单的介绍了重力勘探的基本原理和重力勘探的应用现状。其次，阐述了高精度重力勘探和普通重力勘探区别，总结了高精度重力勘探的技术更新过程以及其在各领域的应用效果。对内蒙古哈达庙测区高精度重力平面资料进行了相应的数据处理和初步地质解释，最后展望了高精度重力勘探的发展前景。用过本次对内蒙古哈达庙测区高精度重力资料的数据处理和解释，进一步验证了高精度重力勘探在实际应用中的效果。关键词：重力勘探 高精度重力勘探 铜多金属矿AbstractFirst, briefly reviewed the gravity of the development of methods for exploration, prospecting on the gravity of the basic principles of gravity and the exploration of the status quo. Second, high-precision gravity on the exploration and prospecting distinction between ordinary gravity, high-precision gravity simply summed up the exploration process of updating the technology and its application in various fields effect. Finally, on the east of Neng meng guProvince Ha Da Miao top area high-precision measurement of gravity data plane corresponding data-processing and simple geological interpretation, measured from the central part of an east-west section of gravity for the normalization of the gradient The initial processing and interpretation. So as to further validate the high-precision gravity exploration in the practical application of the results.Key words：high gravitational exploration，gravitational exploration，Gravity normalized total gradient目 录绪 言1第一章 重力勘探概述2第一节 重力勘探的发展史及现状2第二节 重力勘探的方法原理3第三节 重力勘探的应用范围5第二章 高精度重力勘探7第一节 技术方法8第二节 高精度重力测量技术的应用10第三章 高精度重力测量在哈达庙多金属矿勘探中的应用12第一节 高精度重力资料的来源12第二节 重力平面资料的数据处理与初步解释16第四章 结论与建议30第一节 结论30第二节 存在的问题30第三节 建议30参考文献31绪 言近年来高精度重力勘探在我国发展较快，因此研究高精度重力资料的应用范围更广且更有实际意义。20年来由于重力仪的测量精度、方法技术和解释水平的提高以及计算机的普及应用，使重力勘探的精度提高了23个数量级，从而使重力勘探发展到能进行高精度重力勘探的阶段，在勘探领域内得到广泛的应用。在以往的实践中已经证实，在资源勘探及工程勘探中使用微重力方法并结合其他物、化探工作，和少量的钻探工作，能快速和低花费的完成地质任务和工程勘探的要求。对于探测二度和三度异常体或者象基岩面的不规则起伏、断层、破碎带、洞穴以及隐伏管道之类的勘探对象，尤其在施工条件方面，实施别的地球物理方法又较困难的地方应当是最有效的。从目前世界各国所开展的工作来看，高精度重力测量在矿产资源的勘探中，由于测量精度的提高，其应用的广度和深度都得到了开拓，例如在“直接”寻找油气田，定量和半定量研究金属矿，煤田和盐矿的规模等方面日益取得了较良好的地质效果。在工程勘测中一般认为，主要应用在探测基岩起伏面和基岩的坚固性、探测岩溶侵蚀带和溶洞、圈定地下河道、探测隐伏的断层和破碎带等方面。高精度重力测量还广泛的用于地热资源的勘探和开发，监测地下热水和油气的开发以及监测垂直构造运动和研究天然地震机制等方面。第一章 重力勘探概述地球重力与人类生活关系密切，伴随人类文明活动的进程，人们从未间断对它们的观察、研究和利用。作为应用地球物理学的重要分支重力勘探，以测量各种地质体的重力场为主，研究物体的密度差异并给出解释，达到地壳结构构造研究与找矿勘探的目的。第一节 重力勘探的发展史及现状重力测量从第一次世界大战之后才开始比较广泛地应用于地质勘探重力勘探。重力勘探所观测、研究的是天然的地球重力场，并且由于从地表附近直至地球深处都存在着物质密度分布的不均匀，所以重力勘探相对来说具有较为经济和勘探深度大的优点。20世纪初期，匈牙利物理学家厄缶（Etvs V，18481919）发明了测量重力变化率的扭秤，使重力测量有可能用于地质勘探。人们才开始把地面重力加速度的变化和地球内部物质密度不均匀性联系在一起，由此产生了重力测量。用它在捷克、德国、埃及和美国的油田勘探中获得了成功；在20世纪30年代由于重力仪的研制成功重力勘探获得了广泛应用，重力勘探是在重力测量的基础上发展起来的一门应用科学。40年代，轻便实用的重力仪出现，随着现代科技水平、材料科学、测试技术的发展，精度更高的重力仪逐步问世。测量仪器的不断更新刺激和引导着重力勘探的应用技术以及解释理论的不断发展，同时又反过来对测量仪器本身提出新的更高需求。另一方面，计算机技术的广泛应用，与重力观测资料的整理、重力资料数据处理等重力正、反演计算相关的应用用技术也都得到了快速发展，这些新技术提高了重力勘探的工作效率与质量，同时也不断扩宽着重力勘探的应用领域。在我国重力勘探的应用最早开始于1945年。新中国成立以后，随着国民经济发展的需要，重力勘探工作也得到了快速发展。20世纪60年代，在我国区域地质构造研究、石油、天然气和煤田地质勘探工作中，重力勘探方法都发挥了重要作用。目前我国正在全国范围内有计划地开展1:25万比例尺的区域重力普查工作，它将为我国地质资源进一步开发以及相关研究奠定更好的基础。除陆地外，海洋重力勘探在近海石油勘探以及远洋科学考察方面发挥着重要作用。目前，随着数字技术及计算机技术的发展与应用，不仅使得重力与磁场磁力的仪器测量结果更加准确，应用更加方便，而且使得对重磁资料的数据处理、成图及异常解释逐步实现自动化，大大提高了解释速度和效果，同时又推动了复杂重磁异常解释理论的应用和发展。这两种技术无论在金属与非金属矿产勘探、石油与天然气勘探、岩土与军事工程、文化考古勘探以及地壳结构与深部构造研究方面都在发挥越来越重要的作用。总之，重磁勘探在国民经济和人们生活中占有十分重要的位置。在未来的21世纪，更广泛的社会需求将引导人们更多地认识、扶持并发展这项传统科学技术。伴随着新的测量设备、更完善的解释理论的不断出现，其发展和应用将达到新的水平，也将更多地造福于人类。第二节 重力勘探的方法原理地球是一个南北方向稍扁的旋转着的巨大椭球体，在其内部和表面及附近空间的物体都会受到多种力的作用，包括地球的质量对物体产生的引力、物体随着地球自转而引起的惯性离心力等，我们称这两种力的合力为重力。而将地球内部及其附近存在重力作用的空间称为重力场。根据万有引力定律，地球外部任意一点都会受到地球引力的影响。在物理大地测量学中，地球引力场一般用地球引力位来描述，可表示成如下积分形式： （1）式中为P点的引力位，为地球内Q点处的质量密度：r为P点与Q点之间的距离；为Q点的积分体积元，K为牛顿引力常数。在实际应用中往往将积分形式表示的地球引力位（1）式展开成如下形式的球谐函数级数式： （2）式中a为所采用的地球椭球的长半轴；完全规格化伴随勒让德多项式；（）为待求位点的球坐标；，为待定的球谐系数。也可采用引力响亮来描述地球引力场，地球引力向量定义为引力位的一阶梯度，即： （3）式中，分别为引力位W对x，y，z的偏导数。由于地球的自传，地球上的物体上的物体还会受到离心力的作用。我们把单位质点所受到的地球引力与离心力的合力称为重力。记g为地球重力向量，则有： （4）式中，G为引力向量;。是地球自传角速度。相应的反对称矩阵;r表示位置矢量; 式中第二项表示由于地球自传引起的离心力。由于地球自然表面的形状和质量分布很不规则，其外部重力场十分复杂，难以用简单的数学函数加以描述。通常我们把地球重力场表示为正常重力场和扰动重力场之和。一般选择一个与全球大地水准面或局部大地水准面相符的最好的、形状和质量分布都很规则的匀速旋转的水准椭球来近似表示地球，称之为正常椭球。并以这个椭球所产生的重力场作为地球外部重力场的近似，我们称这个椭球的重力为正常重力。地球外部一点的实际重力与正常重力的差别称为重力扰动。根据物理大地测量，重力向量一般是在当地水平坐标系中描述的，而且一般表示为正常重力与重力扰动之和，即: （5）式中， Y为正常重力;为扰动重力; 分别为垂线偏差的子午圈分量和卯酉圈分量。垂线偏差是一点上实际重力方向与正常重力方向之间的偏差。地面重力加速度的变化，主要取决于测点的纬度、高度、地形、地球潮汐和地球内各种岩石密度差异等五大要素。而从重力勘探的目的而言，这五种因素中的最后一个因素所引起的重力变化对于找矿才有意义。因为，一般情况下，地下岩石密度的不均匀性往往和某些地质构造或某些矿产分布有关。所以，利用地下岩石密度的不均匀所引起重力加速度的变化，可以作为研究地下地质构造或寻找某些有用矿产的地球物理信息，这就是重力勘探的基本原理。 重力测量数据校正后，得到的重力异常值，分为区域重力异常和局部重力异常。在正常沉积岩区，没有局部矿体的区域背景上的重力异常叫区域重力异常。在包含矿体为测量目标的地区所测得的重力异常叫做局部重力异常。从局部重力异常中消除区域重力背景后，就得到剩余重力异常。根据重力异常值画出的剩余重力异常图，其中的正异常，通常叫重力高，是沉积岩厚度小、基底抬升高的凸起或隆起；其中的负异常，通常叫重力低，是沉积岩厚度大、基底埋藏深的凹陷，是有利生油区。在渤海找到的几个大油田，都在重力高所反映的凸起上。第三节 重力勘探的应用范围重力勘探成果能解决以下地质问题：一是研究地壳深部构造包括康式面（地壳内硅铝与硅镁层分界面）和莫霍面（地壳与地幔的分界面）的起伏；二是划分盆地区域构造单元，诸如凹陷、凸起、斜坡、大的火成岩侵入体；三是确定区域性深大断裂，布格重力异常图上的重力线密集带，通常是深大断裂的位置；四是研究油气聚集的构造圈闭，这需要重力测线十分密集，网点众多的高精度重力测量。重力勘探作为石油地球无力勘探的手段，在70年代以前往往用于盆地普查勘探阶段，抵制目的是盆地的钱其勘探的俄构造评价给出隆起，凹陷的平面分不，大断层的叛逆共勉展布赫盆地13级构造单元的划分，主要是为地震勘探普查提供又利德生油凹陷。这时起的重力勘探的比例尺一般为1：10万1：50万，相应的重力勘探精为10m/s级。70年代随着高精度重力仪的问世，野外采集水平的提高，于是出现了以直接寻找储油构造为目的地高精度重力勘探，勘探比例尺为1：1万1：5万，在平原地形的条件下，重力勘探总均方差为（0.10.4）10m/s。就其野外工作方法本身与小比例尺（1:10万1:50万 ）重力勘探方法是一致的,没有本质上的区别测网中普点观测质量是通过独立检查点评定,检查点应均匀分布在各工作单元中,检查率不低于5%.检查观测尽量采用不同仪器,不同操作员不同时期进行。第二章 高精度重力勘探高精度重力测量是从应用地球物理勘探的中理方法发展而来的。从而方法原理上它与一般的重力勘探史没有区别的。一般的中立方法是指勘探对象和勘探区域规模较大的概查式的测量，而高精度重力测量一般是指勘探对象和规模较小的细测式的精密重力测量，由于测量精度的提高，重力方法的应用领域和所能解决的问题尤在寻找矿产资源的能力方面相应的得到了开拓和发展。关于这一点已逐渐被人们认识和重视。加之它在某些方面的应用比其他勘探方法更具有某些优越性，因此在国外（尤其在欧洲）还较广泛的用于土建工程方面。在我国也已开始这方面的科研和生产工作。高精度重力测量又称为微重力测量。两者若从测量精度的角度来讲，应该是同一的，一般是指测量精度为10nm/s级的相对重力加速度测量。在地质和工程勘察领域i还具有研究对象的规模较小相应的测量区面积和测网间距离均较小的含意，即研究的是较小的地址体的重力测量问题。当然广义的微重力测量还应包含其他一些的微重力效应的测量，如地球固体潮，地球自有振荡，大气影响以及地哦求动力学原因造成的地球质量位移引起的微小的重力变化的测量等，就目前大学本科阶段来说微重力测量和高精度重力测量部作严格区分。最早关于高精度重力测量的报导中，有古巴的铬铁矿勘测（Hammmer，1953，1954），所报导的仪器观测或然误差为500 nm/s。相当于均方误差340 nm/s，而探测到的异常约500 nm/s。这种用于矿产资源勘探的技术庄谈一直延续到60年代中后期。在这个时期曾经有很多人企图用重力测量解决工程地质上浅小构造问题，都因重力仪的精度太低而使这些浅小构造所引起的异常才得到解决，到1969年拉科斯特隆贝格（LaCoste Romberg简记LCR）D型重力仪问世高精度的微重力测量才正式发展成为一种中立测量的新方法、新技术。“微重力”或“微重力测量”一词最初出现在70年代早期的文献中（Bowlaker，1973；Calrara 1973；Neumann 1972）。第一台LCR-D型出现以前还没有真正的10 nm/s级重力仪。那时最灵敏的仪器也只有100 nm/s，而D型仪器的灵敏度为1020 nm/s。沿剖面测量重力差时误差约为50 nm/s（指附有电子读书器的D型重力仪）由于在读数中部用目镜而采用电子读书，从而提高了读数的精确度。应该说LCRD型重力仪的问世拉开了微重力测量的序幕。微重力测量的对象是小尺度、小范围的物质体产生很微小的重力异常（微伽级）。应用微重力测量可以探测到近地表的溶洞、地下河、孔穴、。因此，微重力测量在资源、能源工程的勘探、地震的监测及至地下古文物的探测方面有着广泛的应用前景。目前世界各国的观测成果一般皆以LR重力仪的测量结果为准，其精度高，零漂移小，性能稳定，使用方便。以下主要介绍我国高精度重力测量的一些情况。第一节 技术方法高精度重力测量的基本原理与常规意义上的重力测量没有根本上的区别，只不过需要在重力测量过程中对各个中间环节实施更严格的技术要求以及在改正计算中使用一些新的计算方法，最终提高重力资料的精度。一、技术规定为了进一步提高实测重力资料的质量，我国不断研制、引进了多种地面高精度重力仪、水底重力仪、航空摄影解析制图技术、GPS及电子计算机技术。国家主管部门还颁布了多种配套的技术规定，使野外重力数据采集精度有了大幅的提高。如在重力找矿中布格重力异常总精度可达0.3 0.8 。一般在平坦地区可达0.3 或更高，在山区可达0.82 ，高程坐标精度可达十余厘米。新颁布的技术规定主要有：1:5万比例尺重力调查技术规定、1 km1 km节点网地形高程数图技术规定、物化探航空摄影测量细则、气压测高方法技术手册、物化探GPS测量手册等。二、标定场和基点网的建立建立了8个国家级重力仪格值标定场，12个省级（或自治区）的标定场。同时建立了国家重力基点网和24个省级（或自治区）的重力I级基点网（478个基点）。标定场和基点网的建立，统一了全国重力测量仪器的尺度、重力起算值和重力观测的精度控制。国家的基本重力点已与巴黎国际重力点进行了联测。三、地形改正的新方法我国是多山国家，研制了球面远区地改，山区数字地形多种剖分体高精度地改和地改残差估算方法，对提高重力测量结果的精度，扩大重力资料的用途十分重要。山区高精度地改的实质是利用大比例尺地形图或航空照片做成数字地形图并用多种剖分体割地形，使地改地形力争逼近实际地形，从而提高地形改正精度，达到能在山区有效地进行重力勘探工作的目的。不断提高数字地形的精度和剖分体的细致程度，则地改值曲线将逐渐趋近于某一渐近值，该值可以被近似看作“真值”。地改残差方法用归一化地改值渐近线进行估值，估算出地改残差。四、数据库的建立目前，国土资源部已建立了全国的省（自治区）和行业性的重力数据库、重力模型数据库和重力资料处理解释工作站。重力数据库已存贮了大陆960平方公里的节点网高程数据和一部分海域的海底高程数据，存贮了目前已完成的区域重力调查大部分数据。她除了具备一般数据库功能外，还建有重力资料处理计算程序子库，可为用户进行重力资料的常规改算和解释推断。重力模型数据库采用积木式结构，可组成模拟实际地质情况、简单或复杂的模型及引力位多阶导数的计算，用于试验重力资料处理和解释方法的准确性、适应性，同时还用于研究复杂异常规律，改进和探寻新方法。重力工作站集中了上百种经筛选优化的处理和解释推断方法，并编出了商品化的工作站1.0版本，以方便推广应用。第二节 高精度重力测量技术的应用高精度重力勘查技术的发展为我国近年来的重力勘查工作注入了新的活力。主要应用成果有：一、在1:1万1:5万比例尺的矿区勘探工作中的应用在一些已知矿区或成矿远景区开展重力测量，其精度一般在0.52 ,这些资料在重新认识矿区地质构造，控矿因素和寻找高（低）密度体矿产方面取得成效。如长江中下游某火山岩盆地，原认为火山岩较厚，经过重力工作后，发现火山岩覆盖在沉积岩上面，为在覆盖层下寻找有关沉积岩扩大了工作范围。又如在湖南省用重力间接找矿，该区多金属矿一般出现在酸性岩体周围，因此用重力低异常圈出花岗岩体即可在其周边寻找到多金属矿。再如在甘肃省用重力高异常验证见富铁矿，在云南地区用重力低异常找到低密度盐矿床。二、在国内各个油田新开辟远景区的应用效果由于重力勘探精度较六七十年代提高了12个数量级，因此在寻找个中圈闭的能力和发现深部构造信息上也有了很大的提高。国内各个油田近些年来几乎都开展了高精度重力测量，以配合油气勘查各个阶段的工作。尤其是在地震勘探得不到良好信息的地区。在山区、沿海潮间带及水深5 m以内的浅海区以及工农业发达的居民密集区更有独特作用。在地形平坦有良好生贮油前景区，可以直接用重力找到含油气圈闭，并能发现有工业意义的油流。高精度重力方法目前已成为油田非地震物探中的主要勘探方法，在具备密度差的前提下，可发现3000 m左右的局部构造，推断埋深40005000 m的密度截面。三、在工程、考古方面的应用高精度重力测量可用于天然，人工洞穴探测，大型工程基础稳定性评价，以及在喀斯特地区寻找地下溶洞，评价城市开发区、核电站的基础稳定性等。在探寻煤层采空区方面，由于上覆各岩层厚度密度已由邻近钻孔所控制，因此用逐层消去法，把上覆岩层的异常一一消去，然后用剩余异常推断采空区效果比较理想。四、国外高精度重力测量的技术水平的体现1.由于要取得高精度的重力测量的数据，测量仪器的性能研究就具有十分重要的意义。LCRD型重力仪的灵敏度为,准确度为，是一种十分精密的仪器。2.高精度重力测量在工程勘测中的映红的方法技术正朝着“以重力加速度相对测量和重力垂直梯度测量、重力水平梯度测量相结合；地面高精度重力测量和地下微重力测量进行的高重力测量体系的方向发展。3.高精度重力测量数据处理方面。由于影响LCRD型重力仪性能的各种因素的影响方式和影响程度的不同。这些影响因素对以其性能影响的综合反映为一起的零点飘移（或叫零位变化），在实际工作中一般采用重复观测、三程小循环观测，以缩短对积淀的时间等方法加以限制，用线性拟合法进行零飘校正。在观测结果的外部校正方面，国外进行微重力测量时，在地形校正数据处理技术方面，除采用一般的园域法和方域法外，还采用了近区的特殊模型计算方法和中区地形校正的数学积分方法并用高阶多项式拟合实际地形。地下微重力测量的平硐校正，采用了三角节点的边界元迭代的计算方法。第三章 高精度重力测量在哈达庙多金属矿勘探中的应用第一节 高精度重力资料的来源本文资料来源于“十一五”国家科技支撑计划项目中西部大型矿产基地综合勘查技术与示范中的专题内蒙古中部多金属矿综合地球物理勘查技术与示范（编号: 2006BAB01A02），承担单位是吉林大学。高精度重力数据资料是2008年地球探测科学与技术学院的师生在野外实测的，比例尺为1：10000，测区位于内蒙古自治区镶黄旗西偏南的哈达庙多金属矿东西宽4km，南北长5.1 km的矩形，总面积为20.4km。其行政区划上属内蒙古镶黄旗管辖，镶黄旗位于锡林郭勒盟西南部，总面积4960平方千米，总人口3万人（2006年）。全旗辖2个镇、1个苏木：新宝拉格镇、巴彦塔拉镇、翁贡乌拉苏木。旗人民政府驻新宝拉格镇。2000年，镶黄旗辖1个镇、9个苏木：新宝拉格镇、翁贡淖尔苏木、宝格达音高勒苏木、翁贡乌拉苏木、呼格吉勒图苏木、新宝拉格苏木、那仁乌拉苏木、哈音海尔瓦苏木、巴彦塔拉苏木、洪格尔乌拉苏。根据第五次人口普查数据：总人口26843人，其中： 新宝拉格镇 11830 新宝拉格苏木 1693 宝格达音高勒苏木 1868 翁贡乌拉苏木 1611 翁贡淖尔苏木 1353 哈音海尔瓦苏木 1328 洪格尔乌拉苏木 1656 巴彦塔拉苏木 2283 呼格吉勒图苏木 1261 那仁乌拉苏木 19602006年，镶黄旗将原有的4个苏木镇调整为3个苏木镇，即新宝拉格镇、巴彦塔拉镇和翁贡乌拉苏木。图3-1-1 测区地理位置交通图测区的高斯6度分带坐标西起22447.9km，东至22452.8km，南起4999.1km，北到5001.9km。测网密度为50m50m，共布设4938=1862个测点。原始数据经过网格化后首先得到布格重力一场，见图3-1-2，图中绿色小圆圈为测点位置。图3-1-2 测点与检查点分布位置图图3-1-2 测区布格重力异常图由图3-1-2可知，测区布格重力异常总的变化趋势是从西北到东南逐渐减小，全部为较平缓的正值，其变化范围为40 g.u.165g.u.，平均值为105 g.u.。区内仅东南角出现一块最小值区，范围不大，面积不超过0.2 km2，为穹窿状重力低（I点），中心值为40 g.u.。重力梯级带呈东西走向个别部位微微隆起。 东北部为平缓正异常，范围较大，圈闭面积约5km2，为穹窿状重力低（H点），峰值可达45 g.u.。东南角为重力低（I点），峰值约40 g.u.，紧靠其西北部约500米处有一重力较高（K点）大小约85g.u.。该点北偏西约750m处有一略微隆起突出（C点），该点峰值大小为130 g.u.。 在测区南边正中有一小的重力高（B点）和周围异常柔缓融合，其值大小为110g.u.，紧靠B点附近出现穹窿状重力略低（A点），峰值约为105g.u.，其东北约1000m处也有一个略微隆起（G点），峰值为140 g.u.。测区西部偏北，有一个重力高值点（F点）大小为165 g.u.该点西方约800m处有一个重力值相近的点，重力高大也为：165 g.u，在侧区的中部偏西的位置有两个重力值相同的点分别是（M点）和（ N点）其值为130 g.u。第二节 重力平面资料的数据处理与初步解释为了减少数据处理中计算误差对工区边界的影响，在进行各项数据处理前都利用surfer8软件将待处理的数据进行插值扩边，测区四周均向外扩展1km。数据处理后再利用surfer8软件将所扩边界剪切，使结果图恢复到原测区范围。本次数据处理进行了解析延拓、垂向二阶导数、水平方向导数等项处理，并对处理结果进行了初步的地质解释，以下分别叙述。一、解析延拓为了压抑浅部异常，分别作了向上延拓100m、200m、500m等三个不同高度的计算。见图3-2-1、3-2-2、3-2-3和3-2-4图3-2-1 向上延拓100m重力异常从图3-2-1和图3-1-2的对比不难发现后图中的许多异常峰值点已经消失，这说明那些异常多是浅部异常。图3-2-1中可以看出4个明显的峰值，其中位于东南部的是重力异常低（45 g.u.），其它都为重力异常高值，靠近重力异常低值较近的那个高异常值（大小为120 g.u.）位置发生变化，略微向东北移动，两外两个基本没有变化（大小分别为东部100g.u.，西部95 g.u.）。图中东北角附近的重力异常低为45 g.u.，西北部为重力异常高为160g.u.。这两个重力异常的位置基本没有变化。图3-2-2 向上延拓200m重力异常从图3-2-2可以看出明显的变化，整体区域的平缓趋势更见明朗，异常的高值部分在西部偏北出现一较小峰值为155 g.u.，东北部的重力异常低峰值为85 g.u.，西南部梯级带逐渐集中，这两个重力异常值得位置仍然基本保持不变。西南部重力异常低值已经从不再表现为负值，其大小80 g.u.，距离它东北方大约1500m处有个一个重力低异常，它的位置和图3-2-1的时候比起来向东北移动的痕迹明显，其大小为75 g.u.。图3-2-3 向上延拓500m重力异常从图3-2-3可以看出：整个地区保持相对平缓的态势，西南部的梯级带较图3-2-2时明显舒缓，而且重力异常峰值只剩一个西北部的峰值点大小为145 g.u.。将原始布格重力异常图3-1-2与向上延拓不同高度的图3-2-1、3-2-2、和3-2-3对比可见，浅部异常逐渐消失，整体趋势愈见迂缓，只剩东北部的穹隆状重力高依然存在，不过面积没有前几副图大，在图3-2-3中只剩下约1.5km2，走向呈东略偏北至西略偏南走向。各图的场值变化见表3-2-1。对比几副图的场值大小不难发现，场值大小大部分集中在80g.u.130 g.u.场值均值变化不大基本稳定在100 g.u.左右，最小值逐渐变大，最大值逐渐变小，呈收敛态势。二、垂向二阶导数为了突出浅部和局部异常，对原始布格重力异常数据和向上延拓100m、200m、500m三个不同高度的重力异常分别作了垂向二阶导数。见图3-2-5、3-2-6、3-2-7、和3-2-8。表3-2-1 延拓不同高度的重力异常场值对比异常场数值异常图件异常场值变化范围g.u.(10-6m/s2)Min25%-tileMedian75%-tileMax原始布格重力异常42.88563.02977.568128.109165.409向上延拓100m重力异常47.13975.73190.761114.683155.690向上延拓200m重力异常49.52075.74790.277112.715151.430向上延拓500m重力异常54.24075.73288.840107.500141.570图3-2-5 布格重力异常垂向二阶导数从图中可以看出总体来讲正异常值和负异常值呈纵横交错状分布，起伏频繁，异常值在-10g.u. 10 g.u.间变化，平均值为0 g.u.。东北部有一穹隆状隆起，面积较大，约1.5km2，周围正异常呈条状向周围辐射而出，逐渐消失；西部有一条呈北偏西至南偏东走向的正异常条带，其南端突然放大，内嵌两个副异常成珠串状南北分布，东南部优一负值区域约0.3 km2，越过包围其正值区，还有一条呈东偏北至西偏南转东西走向的副异常条带，该条带在南部篇东部位突然放大。内裹一小块正值异常；西南部的大片正异常中出现一个负异常凹陷，其负异常达-156 g.u.和周围梯级变化烈，该凹陷从东北部蜿蜒而出，并在西部蔓延成一南北走向的条带。图3-2-6 重力向上延拓100m垂向二阶导数经过向上延拓之后北部大多低值异常消失，北部异常分布变缓，其异常值大小分布于-0.8g.u.1.2g.u.之间，东北部的正异常穹隆面积扩大约2km2，辐射状条带已经粘连成片，其间点缀几个负异常点；在东部有一个呈南北走向转东西走向的负异常带西南部的副异常穹隆被一条带状正异常和东部的这个副异常带隔开；南部正中出现一个约0.3km2的负异常中心，成平行四边形分布。它的西边是一个南北走向转西北东南再转南北走向的长负异常带，在它的南端，拐向西部并逐渐向西北延伸，并最终形成两个负异常中心，并把一块西北东南走向的正异常条带包裹其间。图3-2-7 重力向上延拓200m垂向二阶导数再向上延拓之后北部基本不见负异常区域，正异常分布平缓，异常值分布于-0.3g.u. 0.55g.u.之间，平均值为0.42g.u.重力异常高向途中三个红区域点集中，其周围分布几个重力低异常区域，这些区域大都内陷不深，其中东南角的重力负异常成穹隆装分布，约0.3 km2，这块区域以北有一条带状重力低值圈闭其值为-0.3g.u，南部中央位置有一小块重力 低，范围不大约0.3 km2成平行四边形分布；这块四边形西部有一条呈V字形走向的重力低异常带，其东部中心幅值较低，这片区域约0.4 km2，其西部向西继续延伸出一块穹隆状凹陷，；西边界偏南部有一纺锤状分布的重力异常低值带，大约0.2 km2。图3-2-8 重力向上延拓500m垂向二阶导数从图3-2-8不难发现整个区域十分平缓，重力异常高级终于三个穹隆装区域，只余东北部一个重力异常低，整体异常值分布-0.8 g.u.0.09 g.u.之间，平均值为-0.355g.u.。表3-2-2 延拓不同高度的重力垂向二阶导数值对比异常场数值异常图件异常场值变化范围pMKS10-12/(ms2)min25%-tileMedian75%-tileMax原始重力垂向二导-31.137-0.814-0.0300.75865.306上延100m垂向二导-1.954-0.164-0.0280.1463.274上延200m垂向二导-0.264-0.075-0.0120.0700.519上延500m垂向二导-0.070-0.0250.0020.0300.089对比图3-2-5、图3-2-6、图3-2-7、图3-2-8、可以看出浅部异常多集中于向上延拓200米范围内；重力异常高值分布稳定，低异常带只有西南部的中心在向上延拓500m时依然存在，重力异常整体呈东西走向。三、水平方向导数为了突出研究区不同方向的构造走向，对布格重力异常作了水平0、45、90和135的方向导数，见图3-2-10、图3-2-11、图3-2-12和图3-2-13。图3-2-10 重力水平0方向导数从图3-2-10种可以看出6个较明显的断裂低异常带，其中东北部的异常分布狭长，延展范围较广；西南角的走向不明显，其西部有一狭长低异常带大约呈南北走向，范围不大；其东部靠近南部中央位置，有几个低异常带集中分布其中，范围不广，走向不明显；剩余两个西北部的条带状近南北走向的低异常，十分不明显，范围很小。整体异常值分布于-22 g.u.22g.u.之间，平均值0g.u.图3-2-11重力水平45方向导数从图3-2-11可以看出图3-2-10中的各断裂带依然存在不过走向和范围略为不同，其中大部分为北西走向,其中部偏西集中于三个很小范围的负异常中心，看不出走向，其他区域变化不大。图3-2-12重力水平90方向导数从图3-2-12可以看出东北部的负异常中心基本消失，只剩一个小的负异常中心在北部边界，看不出走向；西南部有两个东西走向的断裂负异常平行排布，面积总计约0.6km2；西部靠中部位，有一负狭长带略呈东西走向。图3-2-13 重力水平135方向导数从图3-2-13不难发现，其中西南部的两个断裂异常带变化不大；西北部有一小的负异常中心，分布很小，略呈东北至西南走向；东北部的负异常中心区域变大，呈东北至西南走向；东南部，细小断裂带，依然存在。结合以上各方向导数的断裂构造分析最终得出断裂构造图如图3-2-14所示，从图中可以看到各个方向的断裂、构造带或者说是密度边界可以从途中明显的区分出来。图3-2-14 研究区重力解译的构造特征线从表3-2-3对比可以发现，各方向导数的最小值和最大值起伏变化，其中水平135的最小值最小，水平90的最大值最大，他们的平均值中0的和45的变化不大都稳定在10g.u.左右，90的跳高至14g.u.，而135又只有4.918g.u.。变化复杂。表3-2-3 重力水平方向导数值对比表异常场数