重力解释应用.ppt

重力勘探，第八章重力异常的地质解释和重力数据的应用。地质解释是利用经适当数据处理的实测异常或重力异常，结合工区地质资料，对这些异常的成因作出地质结论或推断，这是解释重力勘探成果的最终目的。对于一个特定的工作区域，我们必须根据当地的实际地质情况做出客观、实际的推断。特别是重力数据应结合其他地球物理数据和地质钻探数据进行综合解释，以得出可靠的地质结论。重力勘探，第八章重力异常的地质解释和重力数据的应用1地质解释概述，重力异常可以从引起重力异常的主要地质因素中得到丰富的信息，因此可以利用重力方法或重力数据来完成许多地质任务，如地壳深部结构和地壳平衡状态的研究、普查、矿产资源勘探或高精度重力测量在水文、工程、考古等方面的应用。注：所有信息都包含在重力异常数据中，有优点和缺点。为了获得良好的地质解释结果，应注意以下问题。1地质解释概述，1。根据解释基础资料对个重力异常进行分析和检查：1)异常是否由所研究的地质因素引起；2)是否满足精度要求和必要的详细程度。这是获得地质效果的先决条件。2.有必要研究和分析一个工作区域内不同研究对象引起的重力异常与研究对象和非研究对象引起的重力异常(或干扰因素)之间是否存在反映特征的差异。如果可能存在这种差异，则应选择适当的数据处理方法来分离不同研究对象引起的重力异常，并消除或抑制干扰体引起的异常。这样，可以获得由相对单一的地质因素引起的有效(目标)异常，以便于必要的数学和物理解释以及正确的地质推断。(分离和堆叠异常)，1。地质解释概述，3。对异常的解释通常从“读取地图”或异常识别开始。即使在研究局部构造或矿体的产状时：(从地表到点)1)也必须从区域地质环境出发，先把握全局，然后深入局部。不同地质构造单元的地质条件可能大不相同，同一构造单元不同部分的地质条件也不同。因此，不同单元重力异常分布的基本特征是不同的，甚至非常不同。2)因此，首先要对异常进行划分或分类，研究每个区(类)的异常特征与区域地质环境之间可能的内在联系。在此基础上，有可能对造成各地区局部异常形成的地质因素作出合理的解释，这是一个从表面到点的认识过程。1、地质解释概述，4、异常解释必须遵循从已知到未知的原则。由于相似地质条件引起的异常具有相似的特征，因此在解释局部异常时可以遵循这一原则。例如，钻井数据(点)或地震剖面数据(线)的解释被用作控制，以将获得的结果扩展到具有相似周围条件的区域中的异常解释。或者根据露头区的异常特征推断相邻覆盖区的异常原因。这是一个从已知到未知，从点、线到面的认知过程。它从表面到表面渗透并补充了上述过程。1地质解释概述，5。选择合适的处理和解释方案鉴于重力异常的复杂性和各种数据处理和解释方法的局限性，应针对具体的地质任务和解释条件选择相应的方法。相关参数(如延续高度、过滤窗口大小等。)应通过以下方式确定1、地质解释概述，6、综合数据解释1)应收集工作区内相应的地质、钻井、物理和其他地球物理数据，以尽可能增加已知条件或约束，从而限制反演问题的多样性；2)只有综合其他物探方法的解释结果，才能从不同角度对引起异常的场源的性质和产状做出更合理、更正确的判断，从而为重力异常的解释提供确认、补充或修正。1地质解释概述，7。当条件允许时，应对解释的异常进行某些验证工作。理论模型和实证问题的比较1)解释的可靠性可以被评估；2)特别是在有矛盾和解释失败的情况下，可以分析原因，找到正确答案，进一步深化异常解释，积累成功经验，从而提高重力资料在今后地质解释中的成功率。1地质解释概述，重力勘探，第8章重力异常的地质解释和重力数据的应用，2异常识别，1。异常特征描述首先，要注意异常特征的观察：1。平面等效线圈上的异常特征：1)主要指区域异常的趋势和变化，异常的范围由东向西(或由南向北)变化。区域重力梯级带的方向、延伸长度、平均水平梯度和最大水平梯度值。2)局部异常主要指异常弯曲和圈闭条件。对于圈闭状异常，应描述其基本形态，如等轴、长轴或狭长带状。重力是高还是低？高和低重力分布特征；异常趋势(指长轴方向)及其变化；异常的幅度及其变化等。在综合分析了区域和局部异常的基本特征后，可以根据不同的异常特征将工作区划分为若干子区，以供进一步分析和研究。在重力异常剖面上，应注意异常曲线的升降规律、异常曲线振幅过小区域异常的一般形态和平均变化率、局部异常最大或最小的振幅和位置等。异常的识别，2。典型局部重力异常的可能解释类似的异常特征是由重力异常平面等值线图或剖面图上的不同地质因素引起的。因此，通常不容易确定是什么地质因素导致了局部异常。综合解释需要结合地质资料或其他地球物理解释结果。以下仅描述几个常见的局部异常与地质因素之间的对应关系，可在地质解释中反映出来以供参考。2异常识别，l，等轴重力高度1)基本特征：重力异常等值线圈闭呈圆形或近圆形，异常值中心高，且在低点附近有最大点。2)对应的规则几何特征：正剩余密度的均匀球体和垂直圆柱体，水平截面接近正多边形。3)可能反映的地质因素：囊状、巢状、透镜状致密金属矿体，如铬铁矿、铁矿、铜矿等。中基性岩浆侵入体(密度较高)，形成岩株状，夹有较低密度的岩体或地层；圆顶、短轴背斜等。由高密度岩层形成；松散沉积物下基岩的局部隆起(高密度)；由低密度岩石形成的向斜或凹陷被高密度岩石填充，如砾石。异常的识别，2。等轴重力低1)基本特征：重力异常等值线圈闭为圆形或近圆形，异常值中心低，周长高，有极小点。2)对应的规则几何形状：负剩余密度的均匀球体、垂直圆柱体、平面截面接近正多边形的垂直棱柱体等。3)可能反映的地质因素：盐丘构造或盐盆地中盐层增厚的地区；酸性岩浆(低密度)入侵者侵入高密度地层；高密度层形成的短轴向倾角；在那里2)对应的规则几何体：水平圆柱体、棱柱体和正剩余密度的纹理。3)可能的地质因素：高密度岩性带或金属矿带；中基性侵入岩形成的岩墙或岩脉中散布着密度较低的岩石或地层；高密度岩层形成的长轴背斜、长垣、潜山带和地垒；地下古河道充满高密度砾石等。异常的识别，4。带状低重力(低重力带)的基本特征1:重力异常等值线大幅度或接近带状，有低值中心、高值边和极小值线。2)对应的规则几何体：水平圆柱体、棱柱体和负剩余密度的纹理。3)可能反映的地质因素：低密度岩性带或非金属矿带；由酸性侵入体形成的墙或岩脉散布着密度较高的岩石或地层；高密度岩层形成的长轴倾向和地堑；地下河床充满新生代松散沉积物。异常的识别，5。重力梯级带的基本特征1)重力异常等值线密集分布，异常值沿某一方向单调上升或下降。2)相应的规则几何特征：垂直或倾斜台阶。3)可能的地质因素：垂直或倾斜断层、断裂带和断裂带；不同密度岩体的陡直接触带；地层的凹陷。异常的识别。平面等值线图上断层构造的识别实测重力异常图中断层引起的异常特征比上述重力台阶带中的异常特征复杂得多。下图显示了一些迹象，表明重力异常图中存在断层结构。异常识别1。卫星重力异常在地球深部结构研究中的应用不同级别的重力场模型系数反映了不同尺度的重力变化，也与不同深度的场源(密度异常)有关。对应于2-36阶系数的密度场源不在地壳和岩石圈中，而是在上地幔或更深的地方。阶越高，反射场源的深度越浅。1985年，曾鲁伟利用GEMl0B地球重力场模型(具有1365个完整的球谐展开势系数)计算了3幅全球自由空气重力异常图，即2-12阶低阶图、13-36阶高阶图和2-36阶全阶图。研究认为：1 .大于30的高阶异常源可能主要存在于岩石圈中；2.在下地幔和地核之间可能存在小于10的低阶异常源。3，2-12阶自由空气重力异常图(图10-2)保留了全阶场的最基本特征。控制全球重力场的主要异常源应该存在于软流圈之下。(1)卫星重力异常在地球深部结构研究中的应用。3、2 12级的自由空气重力异常图(图10-2)保留了全级场的最基本特征。控制全球重力场的主要异常源应该存在于软流圈之下。根据三幅图中显示的异常特征，从地球深部结构和地壳结构的研究中可以得出以下推论：1)整个太平洋地区(图10-2中部)包括世界上主要的岛屿海沟区和深源地震区，显示出明显的高正异常带。3、地球深部结构和地壳结构的研究。首先，卫星重力异常在地球深部结构研究中的应用也与太平洋板块和纳斯卡板块之间的边界线一致(图10-3)。第三，对地球深部结构和地壳结构的研究。首先，卫星重力异常在地球深部结构研究中的应用被一圈负异常带所包围。这种正负双层环状结构是GEM10B全球自由空气异常场的主要特征。高重力带的来源不仅是岩石圈之下的地球深部，也是岩石圈的深部。浅层的异常源似乎是减少因板块插入深度增加(由于温度和压力增加)而引起的密度增加的部分。，3地球深部结构和地壳结构研究，1。卫星重力异常在地球深部结构研究中的应用2)印度洋巨大负异常的来源存在于地球深部，可能是由于软流圈下方存在巨大的质量缺陷。因为在高阶场，世界上最大的负异常已经完全消失了。(1)卫星重力异常在地球深部结构研究中的应用(3)从喜马拉雅山到阿尔卑斯山有一个高正异常带，横贯东西，其走向与棱柱体的边界线一致，但在低阶场不明显，表明场源深度较浅。(1)卫星重力异常在地球深部结构研究中的应用有些人认为这一地区的正异常是由于喜马拉雅地壳比相应的均衡地壳薄，所以存在正均衡异常。随着印度板块和欧亚板块向北挤压，产生了巨大的构造运动压力。这个力不仅克服了由于平衡不足而造成的向下的平衡调整力，而且还迫使喜马拉雅山继续上升。(1)卫星重力异常在地球深部结构研究中的应用(4)洋脊重力异常在高阶场得到很好的反映，形成与洋脊方向一致的低振幅正异常(0-10gu );但在低阶场，这一特征完全消失，所以海陵重力异常的场源应该存在于浅层。低振幅正异常形成的原因是地幔流上升流的上表面是自由的或接近自由边界条件，因此地壳形变较大，从而形成与脊走向一致的低振幅正重力异常。3。地球深部结构和地壳结构研究，2。国家深部地壳结构布格重力图，国家深部地壳结构布格重力图，1。重力异常变化的总体趋势由东向西逐渐减小；胶东-辽东最多3010；地壳厚度从东到西逐渐减小(东海岸30公里，雅鲁藏布江流域70公里)。2、深部地壳结构国家布格重力图，在区域重力异常的背景上，有几组巨大的重力台阶(台阶)带。它以银川-兰州-甘孜(四川)线为界。深部地壳结构国家布格重力图以银川-兰州-甘孜(四川)线为界。甘孜，国家布格重力图深部地壳结构，(1)东阶带主要定向在东北或东北偏北，只有部分地段是在东西或西北偏北，北京-郑州-贵阳连接线(大兴安岭-太行山-雾灵山)。深部地壳结构国家布格重力图(2)西部地区重力梯带方向主要为东西向，部分剖面为西北或近南北向。一、兰州南西北西；西宁的北面靠近西北；兰州以南成都以北和以南附近；拉萨南部的东西。地壳深部结构国家莫霍面深度图，(3)大重力梯级带大多与我国主要褶皱山系平行或重合，在莫霍面深度图上表现为陡坡带。(一)大兴安岭-太行山-雾灵山重力梯级带(北京-郑州-贵阳段)对应的东部莫霍面陡坡带；与昆仑-阿尔金-龙门山重力台阶带相对应的西部莫霍面陡坡带(西部为兰州-西宁，北部为兰州，南部为成都)；(1)正异常对应于四川、江汉、柴达木等盆地，它们是上地幔(莫霍面)的相对隆起区；重力梯级带之间分布着一系列不同尺度的相对区域性正、负异常。(2)负异常主要对应于次级山脉，如华北燕山、华中大别山、华南雪峰山、东北长白山、大兴安岭等。其对应于鞋面的凹陷区域大量事实表明，布格重力异常与地壳厚度(莫霍面深度)存在相关性。1.线性公式，其中地壳厚度为：Hg是布格异常的平均值；H0是平均布格异常为零的地壳厚度(也是一个系数)；a为相关系数注：以上公式为统计关系。对于一个大的区域，h和g之间的统计关系不可能处处相同。系数H0和a在一定范围内变化。深部地壳结构的布格重力异常与地壳厚度的相关性。系数公式采用100100公里的窗口滑动平均法消除浅层的影响，逐点得到布格异常的平均值，其中待定系数A和B根据地震测深点的莫霍深度及其对应的g用最小二乘法确定，公式如下：地球物理地质科学研究所1980年公式(千米)，重力勘探，石油天然气勘探1。区域构造单元的划分。重力特征与区域构造带的关系(1)正重力异常带(高重力)可以反映古生代以来的地层隆起、断块隆起、地垒、背斜