重力勘探仪器课件

重力勘探数据采集:●野外测量仪器及系统●重力野外测量方法技术●野外测量资料整理(重力异常计算,密度数据测量与分析)第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器重力勘探数据采集:第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器1重力测量仪器

1.绝对重力测量仪2.相对重力测量仪二.重力测量方法重力测量的地质任务2.重力测量的技术设计第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器重力测量仪器第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器2重力野外测量简介第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器重力野外测量简介第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器3重力测量的原理为了发现由地下地质构造或矿体引起的微小重力变化，高灵敏度的重力仪是必不可少的测量工具。第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器重力测量的原理为了发现由地下地质构造第二讲重力勘探仪器与测4重力测量的原理任何与重力有关的物理现象都可以用来测量重力.●自由落体●摆的摆动●弹簧在重荷作用下的伸长●物体在有阻尼液体或气体中运动●液体的毛管上升第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器重力测量的原理任何与重力有关的物理现象都可以用来测量重力.第5重力测量的动力法和静力法动力法:观测某种与重力现象有关的运动来测量重力.如自由落体法,振摆法.静力法:利用测定某种与重力有关的重力平衡现象来测量重力.常用于重力的相对测量.一般,静力测量法测量重荷在重力作用下产生的线位移或角位移.重力勘探仪器重力测量的动力法和静力法重力勘探仪器6重力测量的原理一切与重力有关的物理现象都可以用其相应的原理来测量重力其一：自由落体第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器重力测量的原理一切与重力有关的物理第二讲重力勘探仪器与测量7重力测量的原理一切与重力有关的物理现象都可以用其相应的原理来测量重力其二：弹簧重物平衡系统

mass-springsystem第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器重力测量的原理一切与重力有关的物理第二讲重力勘探仪器与测量8重力测量的原理一切与重力有关的物理现象都可以用其相应的原理来测量重力其三：摆的摆动

oscillationofapendulum第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器重力测量的原理一切与重力有关的物理第二讲重力勘探仪器与测量9重力测量仪器

1.绝对重力测量仪1)自由下落法绝对重力仪重力勘探仪器重力测量仪器重力勘探仪器10重力测量仪器

1.绝对重力测量仪1)自由下落法绝对重力仪重力勘探仪器重力测量仪器重力勘探仪器112)上抛法绝对重力仪重力勘探仪器2)上抛法绝对重力仪重力勘探仪器12我国是当今少数几个能进行绝对重力测量的国家之一.国家计量科学院从1964年开始研制下落式绝对重力仪,1979年制成准确度为±1g.u.的固定式仪器.1980年制成NIM-I型可移式仪器,准确度为±0.2g.u.1985年制成NIM-Ⅱ型,NIM-Ⅲ型可移式仪器,准确度为±0.14g.u.目前世界上最先进的可移式仪器为法国和意大利的产品,均采用上抛法,准确度为±0.05g.u.1.绝对重力测量仪重力勘探仪器我国是当今少数几个能进行绝对重力测量的国家之一.1.绝对重132.相对重力测量仪1)工作原理基本原理：Hooke’sLaw组成:重荷和弹簧组成灵敏系统重力勘探仪器2.相对重力测量仪基本原理：Hooke’sLaw重力勘探仪142.相对重力测量仪1)工作原理重力勘探仪器2.相对重力测量仪重力勘探仪器152)重力仪构造上的要求重力平衡系统(灵敏系统)------用于感受重力的变化;测读系统-----用于观测平衡体的移动;对弹簧称式重力仪的分析:全值重力场下(=107g.u.)弹簧伸长10cm一个半径为50m,中心埋深100m,剩余密度0.5g/cm3的球体在中心上方的最大重力异常2g.u.,该异常引起的弹簧长度变化2*10-6mm.可见重力仪要灵敏地感受这一微小变化,并测出这一变化需要在仪器结构上进行精心的设计.重力勘探仪器2)重力仪构造上的要求重力勘探仪器16因此,对仪器构造上的要求:有较高的灵敏度以感受重力的微小的变化;测读系统有足够放大能力,以分辨平衡体微小变化;有较大的动态范围,能测量较大的重力变化;读数与重力变化之间的换算方法简单;2.相对重力测量仪重力勘探仪器因此,对仪器构造上的要求:2.相对重力测量仪重力勘探仪器172.相对重力测量仪1)工作原理●一个有恒定质量的物体在重力场中的重量随重力g的变化而变化,若用另外一种力或力矩来平衡这种重力或重力矩的变化,则通过对该物体平衡状态的观测,就可能测量出重力的变化或两点间的重力差.●用于相对重力测量的仪器就是根据物体的平衡状态的观测来测量重力的变化.●按物体受力产生位移的方式不同,重力仪可分为平移式和旋转式两大类.●日常生活中使用的弹簧称原理上与平移式重力仪相同.重力勘探仪器2.相对重力测量仪重力勘探仪器182)平衡系统的性能下图以旋转式重力仪为例,介绍灵敏系统的性能1—带重荷m的摆杆,3---枝杆,2---主弹簧在平衡体静止时的平衡方程:2.相对重力测量仪重力勘探仪器2)平衡系统的性能2.相对重力测量仪重力勘探仪器19增大分子值;减小分母值重力勘探仪器增大分子值;减小分母值重力勘探仪器20增大分子即增大重荷m及平衡体质量中心到转轴o的距离L,结果是增大仪器的重量和体积,也使干扰因素影响加大,一般不采用.

减小分母即减小平衡系统的稳定性,但又要使其处于稳定的状态,即使分母趋于零,而不等于零,则其灵敏度可达到任意需要的程度.为实现这一要求,可采用加助动装置的办法,倾斜观测法,适当布置主弹簧的办法.2.相对重力测量仪重力勘探仪器增大分子即增大重荷m及平衡体质量中心到转轴o的距离L,结果是213)测读系统的性能与零点读数法⊙测读系统包括放大部分和测微部分●放大部分:光学放大,光电放大或电容放大等装置;●测微部分:测微读数器或自动记录系统;●现代重力测量仪都采用补偿法进行观测/读数,即采用零点读数法.第一步,选择某一平衡位置作为测量重力变化的起始位置;第二,重力变化后,通过放大装置观测零点位置的偏离情况;第三,用另外的力补偿重力的变化使平衡体回到零位置,通过测微器上的读数记录重力变化;2.相对重力测量仪重力勘探仪器3)测读系统的性能与零点读数法2.相对重力测量仪重力勘探仪224)重力仪精度的影响因素温度影响:温度使仪器各部件热胀冷缩,各着力点之间的相对位置发生变化.弹簧的弹力系数和空气的密度也是温度的函数.■以石英弹簧为例:

弹性系数为120×10-6,温度变化1度,相当于重力变化1200g.u.(全重力值107)■消除温度影响:选用受温度影响小的材料;附加温度自动补偿装置;采用电热恒温辅助装置使仪器温度基本不变;2.相对重力测量仪重力勘探仪器4)重力仪精度的影响因素2.相对重力测量仪重力勘探仪器23气压影响:气压变化使空气密度变化,改变平衡系统所受的浮力,在仪器腔内形成额外的气流.消除方法:■将弹性系统放在真空内;■在与平衡方向的反方向上加一个等体积矩的气压补偿装置;电磁力的影响摆杆在摆动时,与残存的空气摩擦产生静电,静电荷不断积累使仪器读数发生变化.消除方法:■在平衡体附近加适量放射性物质,使空气游离而将电荷放电;■将弹性系统消磁,并用磁屏蔽;2.相对重力测量仪重力勘探仪器气压影响:气压变化使空气密度变化,改变平衡系统所受的浮力,在24安置状态不一致的影响:重力仪在各测点的安置不可能完全一致,因而,摆杆与重力的交角会变化,从而,测量的重力中包含交角变化的影响.

消除方法:■使平衡体的质心与摆杆水平转轴所构成的平面为水平时平衡体的位置作为重力的零点位置;零点漂移的影响:弹性重力仪的弹性元件,在重力等的长期作用下,会产生蠕变和弹性疲劳等现象,使弹簧随时间产生微笑永久形变,因此,会产生不可克服的零点漂移.消除方法:■进行零点校正;2.相对重力测量仪重力勘探仪器安置状态不一致的影响:重力仪在各测点的安置不可能完全一致,因256)重力仪分类按构造分:平移式和旋转式;按材料及工作原理上分:石英弹簧,金属,振弦,超导重力仪按应用领域:地面,海洋,航空及井中重力仪;重力勘探仪器6)重力仪分类重力勘探仪器263.按应用领域分别介绍不同类型重力仪1)地面重力测量仪(1)石英弹簧重力仪以国产ZSM-V型仪器为例介绍●仪器性能指标:●仪器结构包括:弹性系统,光学系统,测量系统重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪1)地面重力测量仪重27弹性系统3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪●仪器结构重力勘探仪器弹性系统3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪●仪器结构重力283.按应用领域分别介绍不同类型重力仪●仪器结构重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪●仪器结构重力勘探仪器293.按应用领域分别介绍不同类型重力仪●仪器结构重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪●仪器结构重力勘探仪器303.按应用领域分别介绍不同类型重力仪仪器的平衡方程:重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪仪器的平衡方程:重力勘313.按应用领域分别介绍不同类型重力仪仪器的平衡方程:重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪仪器的平衡方程:重力勘323.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重力勘探仪器331)地面重力测量仪(2)金属弹簧目前应用较多的金属弹簧重力仪有美国的LaCoste-Romberg公司的L-R重力仪和德国的GS型重力仪.LaCoste-Romberg的L-R重力仪该仪器是当今世界公认性能最好的,精度最高的仪器.分为D型(勘探型)和G型(大地型)两种.D型(勘探型):精度高;G型(大地型):测程范围大.■仪器的技术指标■仪器结构和工作原理3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重力勘探仪器1)地面重力测量仪3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重34■美国Lacoste-Romberg重力仪结构弹性系统构成:重块,称臂,零长弹簧,消震弹簧上下摆杆,连杆测微螺旋;3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重力勘探仪器■美国Lacoste-Romberg重力仪结构弹性系统构成:353.按应用领域分别介绍不同类型重力仪■仪器结构和工作原理重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪■仪器结构和工作原理重36重力勘探仪器重力勘探仪器37读数装置的工作原理3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪■仪器结构和工作原理电容放大读数装置A为平衡体的负荷,A1,A2为两块金属板,构成两个平行板电容器C1,C2.Z1和Z2为两个电阻,Vi为输入频率稳定的电信号,V0为输出信号.A为A1,A2的正中时电桥平衡,V0=0由于重力变化,A不处A1,A2正中时,电桥不平衡,V0≠0V0重力勘探仪器读数装置的工作原理3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪■仪38b)德国德GS型重力仪■仪器结构(前西德ASKANIA仪器厂生产)3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪弹性系统:1—气压补偿装置;2—水平悬挂的螺旋状弹簧;3---在2腔内反绕的一组弹簧;起温度自动补偿作用.4---为支架.5---阻尼盒.6---摆杆,7---重荷.8---有小球的空隙,9---测程弹簧.10---测微弹簧.重力勘探仪器b)德国德GS型重力仪3.按应用领域分别介绍不同类型重力393.按应用领域分别介绍不同类型重力仪■GS-11型仪器结构和工作原理重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪■GS-11型仪器结构40■超导重力仪1—超导载流线圈2---真空管3---空心超导体小球4---六快电容极板,构成平衡电桥3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重力勘探仪器■超导重力仪3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重力勘探413.按应用领域分别介绍不同类型重力仪2)海洋航空和井中重力仪概述运动中测量重力的特殊问题●航速变化,波浪及气流起伏和机器振动等造成的水平和垂直加速度的影响.●在水平和垂直加速度的周期相等而相位不同时出现的交叉-耦合效应.●因载体做相对于地球的运动,使作用在重力仪上的离心力变化,而改变了重力的大小,这种影响称为厄-缶效应.重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪2)海洋航空和井中重42消除上述影响采取的措施●将重力仪安置在装有陀螺的稳定平台或常平架上;●在仪器内部采用专门的装置,限制摆杆在垂直方向运动;●采用强阻尼以减小垂直加速度的影响;●针对船只和飞机的航速不同,采取相应的读数方法;●因入相应的校正,如布朗校正,交叉-耦合校正,和厄缶校正;3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重力勘探仪器消除上述影响采取的措施3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪43b)海洋重力测量仪●LCR船载重力仪●GSS-20型海洋重力仪●GSS-30型海洋重力仪●弦线海洋重力仪●CHZ海洋重力仪3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重力勘探仪器b)海洋重力测量仪3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重44弦线海洋重力仪----绝对重力测量的仪器,是专门为海洋重力测量设计的仪器●弦线海洋重力仪重力勘探仪器弦线海洋重力仪----绝对重力测量的仪器,是专门为海洋重力45●CarsonServices航空重力仪●LaCoste-Romberg航空重力仪●HeliGrav(加拿大Scintrex公司)c)航空重力测量仪重力勘探仪器●CarsonServices航空重力仪c)航空重力测量4620实际60年代中期,经美,苏,英等国十余年的研制,制成了第一台能在井孔中精确可靠测量重力的井中重力测量仪.当时有两种型号:①ESSO型振弦井中重力仪;②L&R公司研制的仪器;d)井中重力测量仪重力勘探仪器20实际60年代中期,经美,苏,英等国十余年的研制,制成了第47二.重力测量方法重力测量的地质任务●区域重力调查●能源重力勘探●矿产重力勘探●水文工程重力勘探●天然地震重力勘探重力测量的技术设计●工作比例尺的确定●精度要求及误差分配●重力测量的方式●重力测量的有利条件重力勘探仪器二.重力测量方法重力勘探仪器481.重力测量的地质任务●区域重力调查区域重力调查是国土资源区域地质基础工作的一个组成部分,一般主要解决以下几个方面的问题:⊙研究地球深部构造.地壳厚度变化,深大断裂的部位及延伸,上地幔密度的不均匀性以及研究地壳的均衡状态⊙研究大地及区域构造,划分构造单元;研究结晶基底的起伏及内部成分和构造,圈定沉积盆地范围,以及研究沉积岩系各密度界面的起伏和内部构造.二.重力测量方法重力勘探仪器1.重力测量的地质任务二.重力测量方法重力勘探仪器49⊙探测和圈定与围岩有明显密度差异的隐伏岩体或岩层,追索两侧岩石密度有明显差异的断裂,进行覆盖区的基岩地质和构造填图.⊙根据区域地质,构造及矿产分布规律,为划分成矿远景区提供重力场信息.⊙地球形状的研究,为导弹/宇航器飞行提供极为重要的基础数据.二.重力测量方法重力勘探仪器⊙探测和圈定与围岩有明显密度差异的隐伏岩体或岩层,追索两侧50●能源重力勘探⊙在沉积覆盖区快速,经济地圈出对寻找石油,天然气或煤有远景的盆地;⊙在圈定的盆地内研究沉积层的厚度及内部构造,寻找有利于储存油气或煤的各种局部构造;⊙条件有利时可以寻找非构造油气藏(岩性变化,地层的推覆,古潜山及生物礁块储油构造)●矿山重力勘探⊙金属非金属矿产的重力测量,圈定成矿带;⊙条件有利时,可以圈定成矿体,描述控矿构造;⊙直接发现埋深浅,体积大的矿体,或对已有矿体进行追踪;二.重力测量方法重力勘探仪器●能源重力勘探二.重力测量方法重力勘探仪器51●水文工程重力测量⊙研究浮土下的基岩面的起伏,有无隐伏断裂,空洞,以确保工程的安全;⊙寻找水源,如有利于储水的地下溶洞,破碎带,地下河道等;⊙危岩,滑坡体的监测,地面沉降研究;⊙发现热岩体,监测地下水的升降,水蒸气的补给情况,以使地热资源合理利用;●天然地震重力测量⊙金属非金属矿产的重力测量,圈定成矿带;⊙条件有利时,可以圈定成矿体,描述控矿构造;⊙直接发现埋深浅,体积大的矿体,或对已有矿体进行追踪;二.重力测量方法重力勘探仪器●水文工程重力测量二.重力测量方法重力勘探仪器52重力测量的技术设计●工作比例尺的确定工作比例尺的大小反映了重力测量工作的详细程度,所谓的工作比例尺即提交的重力异常图的比例尺.在区域重力调查中,基本比例尺有:1:100万,1:50万,1:20万和1:10万四类.前两者主要用于调查重力空白区;后两者主要用于能源普查或区调确定的成矿远景区;对沉积盆地进行较深入的研究,如基底断裂分布研究,寻找古潜山等局部构造可采用:1:5万或1:2.5万.二.重力测量方法重力勘探仪器重力测量的技术设计二.重力测量方法重力勘探仪器53重力测量的技术设计●工作比例尺的确定上述几种比例尺基本对应于概查/普查/详查二.重力测量方法重力勘探仪器重力测量的技术设计二.重力测量方法重力勘探仪器54重力测量的技术设计●精度要求及误差分配重力勘探的精度,一般用异常的均方误差来衡量,包括重力观测值的均方误差,对重力观测值进行校正时各项校正值的均方误差.●重力测量的方式路线测量—一般用于概查和普查阶段,测点沿交通方便的道路布置,测点大致均匀分布,线距没有严格要求.剖面测量---用于详查或专门性测量,剖面线方向垂直地质体走向,尽可能通过地质体在地面投影的中心部位,测点不能偏离剖面线,在正常值区,点距可适当增大.面积测量---是重力测量的基本形式,可以提供工区内重力异常的全貌.二.重力测量方法重力勘探仪器重力测量的技术设计二.重力测量方法重力勘探仪器55●重力测量的有利条件a)研究目标与围岩有明显的密度差,而且围岩内部没有明显的密度变化.b)与上覆及下伏地层的密度分界面深度有显著变化,且深度不是太大.c)非研究目标引起的重力变化小,或通过校正容易消除.d)地表平坦或较平坦3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器●重力测量的有利条件3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪56●重力仪的静态试验目的:了解仪器静态零点漂移是否呈线性变化,受气温变化的影响大小,在抽气前后读数的变化及稳定性.方法:放置于安静,通风的楼房一层或平房内,每隔20-30分钟观测一次,同时记录室内温度,连续测量24小时以上.3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器●重力仪的静态试验3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器57●重力仪的动态试验目的:了解仪器动态混合零点漂移的速率,动态观测下达到的可能精度,最佳工作时间范围,最大线性零漂时间间隔.方法:在接近于野外施工条件下进行,选取具有一定重力差的2个或多个点,采用与施工相同的运输方式,以多次重复观测的方式进行.两点间的单程观测时间间隔约10-15分钟,记录温度.试验时间应超出施工前和收工后1小时,不少于12小时.3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器●重力仪的动态试验3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器58●重力仪的一致性试验适用多台仪器测量时,必须进行一致性试验,对不满足精度要求的仪器,需要检修或不参加施工测量.●重力仪格值的标定准确标定重力仪的格值是消除系统误差的重要保障.仪器出厂时标定的格值会发生变化.重力测量工作开工前和手工后,必须进行仪器格值的校对,施工中仪器受到强烈震动后也应进行校对.3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器●重力仪的一致性试验3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪59格值标定的方法:已知点法:在由国家建立的高精度重力格值标定场的具有已知重力差的一些点上,用仪器在这些点上进行多次重复测量,得到的独立增量数不少于6个,格值为3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器格值标定的方法:3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器60倾斜法这是利用重力仪的灵敏系统在水平时与倾斜一个θ角时所感受的重力作用不同进行重力仪的格值测定.灵敏系统在不同角度时的重力差值为:因此,仪器的格值为:倾斜法是在室内进行的,与格值标定场标定相比,可以缩短标定时间,减少往返开资等.3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器倾斜法3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器61●基点网的作用■由于重力仪本身存在着无法消除的零点漂移,随着观测时间的延长,零点漂移的积累增大,而且往往与时间不成线性关系.■重力仪在测点上进行观测时,需要有一些精度更高,重力值已知的点来控制,这些点称为基点.■重力基点在观测时,都要联成封闭的网络,这些网叫做基点网.任一普通测量段的重力普通测点均应从基点开始并中止于基点.4.基点网的布置与观测重力勘探仪器●基点网的作用4.基点网的布置与观测重力勘探仪器62基点网的作用:■控制重力普通点的观测精度,避免误差的积累;■检查重力仪在某一段工作时间内的零点漂移,确定零点漂移校正系数;■推算全区重力测点上的相对重力值或绝对重力值;■一般要求基点的精度比普通点的精度高出1倍以上,当测区面积较大时,可建立二级或三级基点网.控制基点:辅助基点:普通点的精度要求1:1.5:34.基点网的布置与观测重力勘探仪器基点网的作用:4.基点网的布置与观测重力勘探仪器63●基点网的布置需要考虑的问题:■仪器的最大线性时间间隔和交通运输条件,观测时间长短来确定基点网的密度,使之均匀分布全区.■为保证基点网测量精度,应用一台或多台精度高的仪器;■采用快速交通工具运输;■观测线路必须成闭合回路,环路首尾点联测;■需要建立多个环路时,每个环路中必须包含相邻环路两个以上基点作为公共基点,以便最后对基点网进行平差;■基点应布置在交通干线上,地物地貌标志明显,周围无震源,地点稳固,并按规定统一编号或建立永久或半永久性标记.4.基点网的布置与观测重力勘探仪器●基点网的布置4.基点网的布置与观测重力勘探仪器64●基点网的观测方法在基点网上观测方式的选择,是以能对观测数据进行可靠的零点漂移校正,能满足设计提出的精度要求为原则.当所用的重力仪其零漂很小有近于线性时,可以单向循环重复或往返循环重复进行;否则,应采用多台仪器多次重复观测方法.目前最常用的是三重小循环观测.⊙单向循环重复:1-2-3-……1-2-3-……..⊙往返循环重复:1-2-3….3-2-1⊙三重小循环观测:1-2-1-2-3-2-3-4-3-4-5-4-…..每台仪器的合格观测数据,于相邻两点间的值可得到一个独立增量,按规定,基点网的每一段边上应有3个以上的独立增量.重力勘探仪器●基点网的观测方法重力勘探仪器655.普通点与检查点的布置与观测●普通点的布置与观测[普通点]是测区内为获得探测对象引起的重力异常而布置的观测点.●按设计提出的测网形状,点线距等均匀布设在全区.一般不得偏离设计点线距的20%,最大不超过40%.●检查点的布置与观测●检查点应在时间和空间上均匀布置,占普通总点数的5%-10%,在大面积区域调查中不少于总点数的3%●补充观测●在施工中发现了重力异常,在垂直异常的方向上补充一些观测点.●高精度重磁联测重力勘探仪器5.普通点与检查点的布置与观测重力勘探仪器666.测地工作●按照技术设计要求布设重力测网,提供在野外的重力测点位置;●确定重力测点的位置,以便对重力测量结果进行正常场校正和展点绘图;●确定重力测点的绝对或相对高程,以便对重力测量结果进行高度校正和中间层校正;●为进行地形校正,需要作相应比例尺的近区地形测量;测地工作采用的方法:地形图定点和读高程;航空照片定点和读高程;利用经纬仪定点;水准仪和气压测高计定高程;卫星定位技术等测高.重力勘探仪器6.测地工作重力勘探仪器677.海洋重力测量技术●概述海洋重力测量:是在海上或海底进行连续或定点观测的—种重力测量方法，为探矿目的而进行的海洋重力测量又称海洋重力勘探。海洋重力测量的方式有：用海底重力仪定点观测；用海洋重力仪在船上连续重力测量；用海洋振摆仪在船上或潜艇内定点观测。目前主要采用前两种方法。海洋重力测量是测量海区重力加速度的工作。海洋重力数据在大地测量学、地球科学、海洋科学、航天技术的研究和军事上的重要意义。重力勘探仪器7.海洋重力测量技术重力勘探仪器687.海洋重力测量技术●概述海洋重力测量的特殊要求:需要在港口,码头建立重力基点;重力测量采用单次观测法;起始,闭合于这些基点;需要准确的船只运动参数;要求船只沿航线测线尽量保持匀速,直线航行;●海洋重力测量受到的干扰厄缶效应,水平加速度,垂直加速度影响,交叉耦合效应●海洋重力观测值的校正纬度校正,高度校正,布格校正,地形校正重力勘探仪器7.海洋重力测量技术重力勘探仪器698.航空重力测量技术●航空重力测量的优越性及应用●美国航空重力测量在航空重力测量方面,美国已有40多年的历史.现有两种系统:固定翼飞机测量系统,直升飞机测量系统固定翼飞机测量系统的研制经过两个阶段:1960-1965年---第一阶段;1984-1992年---第二阶段;直升飞机测量系统:1963-1970年---一般试验;1970-1982年---商业试验;1982-1996年---工业评价;1996---高灵敏度试验;重力勘探仪器8.航空重力测量技术重力勘探仪器70[航空重力测量]是以飞机为载体，综合应用重力传感器(加速度计)，GPS(全球定位系统)、INS(惯性导航系统)、激光(或雷达)、无线电和计算机等技术测定近地空中重力异常的一种重力测量方法。航空重力测量始于20世纪50年代末。1958年，美国空军使用LaCoste-Romberg公司生产的S--6型重力仪进行了第一次航空重力测量试验。仪器系统是由海上重力仪、摄影测量照相机和定位多卜勒雷达，以及一些仅用于测定高度变化的沸点测高器组成的。这主要受制于测定载体速度和加速度精度的限制。其测量精度未取得突破性进展。■航空重力测量的历史和现状重力勘探仪器[航空重力测量]是以飞机为载体，综合应用重力传感器(加速度71●我国的航空重力测量我国的航空重力测量刚刚起步,2000年从美国引进一台航空重力仪,西安测绘研究所以此仪器为核心建立了航空重力测量系统(2002年11月通过鉴定).该系统包括:硬件系统和数据处理系统硬件系统:重力传感器系统,高度传感器系统,姿态传感器系统,数据采集系统;软件系统:5个模块组成,可以实现观测数据采集,滤波,改正;测量误差检验,补偿和平差;将空中重力异常延拓到地面或大地水准面;到目前还没看到解决实际问题的结果.重力勘探仪器●我国的航空重力测量重力勘探仪器729.地下重力测量技术●概述[地下重力测量]是指在钻井,竖井中垂直地进行,以及在矿区的不同平巷中水平或垂直地进行重力测量.研究重力垂直分量随深度的变化,以得到地下密度不均匀体的垂向和横向位置的变化信息,主要提供密度垂向变化的信息.●井中重力测量方法井中重力测量[boreholegravimetry]：使用特制的重力仪在钻井中进行定点观测，称为井中重力测量。井中重力测量的数据对划分石油钻井的不同密度界面有重要作用。详见“重力测井”。需要注意的问题:深度误差;噪声干扰,测量间隔的选择,数据校正●井中重力测量的应用确定孔隙度,精度可达0.05%;沉积盆地的密度的变化,确定天然气饱和度,发现含油气层位及远井处的孔隙带;地下核试验井周围岩石的安定性,监测放射性气体的逸散;重力勘探仪器9.地下重力测量技术重力勘探仪器7310.重力梯度测量●英国ＡＲＫｅＸ公司正在和切萨皮克能源公司合作，利用其全张量重力梯度仪（ＦＴＧｅＸ）确定美国中陆地区的远景构造。全张量重力梯度测量技术正在切萨皮克能源公司掀起油气勘探的一场革命。

最近完成的实验表明，全张量重力梯度测量技术的预测结果与该公司的干井和生产井的符合率达到９７％。ＡＲＫｅＸ公司和切萨皮克能源公司认为，全张量重力梯度测量技术有望成为油气勘探的一项革命性技术。

全张量重力梯度测量技术通过采集评定区上方的航空重力梯度、磁力梯度和激光测高资料来测量重力场的变化率。ＡＲＫｅＸ公司的重力梯度研究已取得了突破性的进展。ＡＲＫｅＸ公司的最终目标是生产经营世界上首台超导重力梯度仪。重力勘探仪器10.重力梯度测量重力勘探仪器74重力勘探数据采集:●野外测量仪器及系统●重力野外测量方法技术●野外测量资料整理(重力异常计算,密度数据测量与分析)第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器重力勘探数据采集:第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器75重力测量仪器

1.绝对重力测量仪2.相对重力测量仪二.重力测量方法重力测量的地质任务2.重力测量的技术设计第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器重力测量仪器第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器76重力野外测量简介第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器重力野外测量简介第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器77重力测量的原理为了发现由地下地质构造或矿体引起的微小重力变化，高灵敏度的重力仪是必不可少的测量工具。第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器重力测量的原理为了发现由地下地质构造第二讲重力勘探仪器与测78重力测量的原理任何与重力有关的物理现象都可以用来测量重力.●自由落体●摆的摆动●弹簧在重荷作用下的伸长●物体在有阻尼液体或气体中运动●液体的毛管上升第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器重力测量的原理任何与重力有关的物理现象都可以用来测量重力.第79重力测量的动力法和静力法动力法:观测某种与重力现象有关的运动来测量重力.如自由落体法,振摆法.静力法:利用测定某种与重力有关的重力平衡现象来测量重力.常用于重力的相对测量.一般,静力测量法测量重荷在重力作用下产生的线位移或角位移.重力勘探仪器重力测量的动力法和静力法重力勘探仪器80重力测量的原理一切与重力有关的物理现象都可以用其相应的原理来测量重力其一：自由落体第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器重力测量的原理一切与重力有关的物理第二讲重力勘探仪器与测量81重力测量的原理一切与重力有关的物理现象都可以用其相应的原理来测量重力其二：弹簧重物平衡系统

mass-springsystem第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器重力测量的原理一切与重力有关的物理第二讲重力勘探仪器与测量82重力测量的原理一切与重力有关的物理现象都可以用其相应的原理来测量重力其三：摆的摆动

oscillationofapendulum第二讲重力勘探仪器与测量技术重力勘探仪器重力测量的原理一切与重力有关的物理第二讲重力勘探仪器与测量83重力测量仪器

1.绝对重力测量仪1)自由下落法绝对重力仪重力勘探仪器重力测量仪器重力勘探仪器84重力测量仪器

1.绝对重力测量仪1)自由下落法绝对重力仪重力勘探仪器重力测量仪器重力勘探仪器852)上抛法绝对重力仪重力勘探仪器2)上抛法绝对重力仪重力勘探仪器86我国是当今少数几个能进行绝对重力测量的国家之一.国家计量科学院从1964年开始研制下落式绝对重力仪,1979年制成准确度为±1g.u.的固定式仪器.1980年制成NIM-I型可移式仪器,准确度为±0.2g.u.1985年制成NIM-Ⅱ型,NIM-Ⅲ型可移式仪器,准确度为±0.14g.u.目前世界上最先进的可移式仪器为法国和意大利的产品,均采用上抛法,准确度为±0.05g.u.1.绝对重力测量仪重力勘探仪器我国是当今少数几个能进行绝对重力测量的国家之一.1.绝对重872.相对重力测量仪1)工作原理基本原理：Hooke’sLaw组成:重荷和弹簧组成灵敏系统重力勘探仪器2.相对重力测量仪基本原理：Hooke’sLaw重力勘探仪882.相对重力测量仪1)工作原理重力勘探仪器2.相对重力测量仪重力勘探仪器892)重力仪构造上的要求重力平衡系统(灵敏系统)------用于感受重力的变化;测读系统-----用于观测平衡体的移动;对弹簧称式重力仪的分析:全值重力场下(=107g.u.)弹簧伸长10cm一个半径为50m,中心埋深100m,剩余密度0.5g/cm3的球体在中心上方的最大重力异常2g.u.,该异常引起的弹簧长度变化2*10-6mm.可见重力仪要灵敏地感受这一微小变化,并测出这一变化需要在仪器结构上进行精心的设计.重力勘探仪器2)重力仪构造上的要求重力勘探仪器90因此,对仪器构造上的要求:有较高的灵敏度以感受重力的微小的变化;测读系统有足够放大能力,以分辨平衡体微小变化;有较大的动态范围,能测量较大的重力变化;读数与重力变化之间的换算方法简单;2.相对重力测量仪重力勘探仪器因此,对仪器构造上的要求:2.相对重力测量仪重力勘探仪器912.相对重力测量仪1)工作原理●一个有恒定质量的物体在重力场中的重量随重力g的变化而变化,若用另外一种力或力矩来平衡这种重力或重力矩的变化,则通过对该物体平衡状态的观测,就可能测量出重力的变化或两点间的重力差.●用于相对重力测量的仪器就是根据物体的平衡状态的观测来测量重力的变化.●按物体受力产生位移的方式不同,重力仪可分为平移式和旋转式两大类.●日常生活中使用的弹簧称原理上与平移式重力仪相同.重力勘探仪器2.相对重力测量仪重力勘探仪器922)平衡系统的性能下图以旋转式重力仪为例,介绍灵敏系统的性能1—带重荷m的摆杆,3---枝杆,2---主弹簧在平衡体静止时的平衡方程:2.相对重力测量仪重力勘探仪器2)平衡系统的性能2.相对重力测量仪重力勘探仪器93增大分子值;减小分母值重力勘探仪器增大分子值;减小分母值重力勘探仪器94增大分子即增大重荷m及平衡体质量中心到转轴o的距离L,结果是增大仪器的重量和体积,也使干扰因素影响加大,一般不采用.

减小分母即减小平衡系统的稳定性,但又要使其处于稳定的状态,即使分母趋于零,而不等于零,则其灵敏度可达到任意需要的程度.为实现这一要求,可采用加助动装置的办法,倾斜观测法,适当布置主弹簧的办法.2.相对重力测量仪重力勘探仪器增大分子即增大重荷m及平衡体质量中心到转轴o的距离L,结果是953)测读系统的性能与零点读数法⊙测读系统包括放大部分和测微部分●放大部分:光学放大,光电放大或电容放大等装置;●测微部分:测微读数器或自动记录系统;●现代重力测量仪都采用补偿法进行观测/读数,即采用零点读数法.第一步,选择某一平衡位置作为测量重力变化的起始位置;第二,重力变化后,通过放大装置观测零点位置的偏离情况;第三,用另外的力补偿重力的变化使平衡体回到零位置,通过测微器上的读数记录重力变化;2.相对重力测量仪重力勘探仪器3)测读系统的性能与零点读数法2.相对重力测量仪重力勘探仪964)重力仪精度的影响因素温度影响:温度使仪器各部件热胀冷缩,各着力点之间的相对位置发生变化.弹簧的弹力系数和空气的密度也是温度的函数.■以石英弹簧为例:

弹性系数为120×10-6,温度变化1度,相当于重力变化1200g.u.(全重力值107)■消除温度影响:选用受温度影响小的材料;附加温度自动补偿装置;采用电热恒温辅助装置使仪器温度基本不变;2.相对重力测量仪重力勘探仪器4)重力仪精度的影响因素2.相对重力测量仪重力勘探仪器97气压影响:气压变化使空气密度变化,改变平衡系统所受的浮力,在仪器腔内形成额外的气流.消除方法:■将弹性系统放在真空内;■在与平衡方向的反方向上加一个等体积矩的气压补偿装置;电磁力的影响摆杆在摆动时,与残存的空气摩擦产生静电,静电荷不断积累使仪器读数发生变化.消除方法:■在平衡体附近加适量放射性物质,使空气游离而将电荷放电;■将弹性系统消磁,并用磁屏蔽;2.相对重力测量仪重力勘探仪器气压影响:气压变化使空气密度变化,改变平衡系统所受的浮力,在98安置状态不一致的影响:重力仪在各测点的安置不可能完全一致,因而,摆杆与重力的交角会变化,从而,测量的重力中包含交角变化的影响.

消除方法:■使平衡体的质心与摆杆水平转轴所构成的平面为水平时平衡体的位置作为重力的零点位置;零点漂移的影响:弹性重力仪的弹性元件,在重力等的长期作用下,会产生蠕变和弹性疲劳等现象,使弹簧随时间产生微笑永久形变,因此,会产生不可克服的零点漂移.消除方法:■进行零点校正;2.相对重力测量仪重力勘探仪器安置状态不一致的影响:重力仪在各测点的安置不可能完全一致,因996)重力仪分类按构造分:平移式和旋转式;按材料及工作原理上分:石英弹簧,金属,振弦,超导重力仪按应用领域:地面,海洋,航空及井中重力仪;重力勘探仪器6)重力仪分类重力勘探仪器1003.按应用领域分别介绍不同类型重力仪1)地面重力测量仪(1)石英弹簧重力仪以国产ZSM-V型仪器为例介绍●仪器性能指标:●仪器结构包括:弹性系统,光学系统,测量系统重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪1)地面重力测量仪重101弹性系统3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪●仪器结构重力勘探仪器弹性系统3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪●仪器结构重力1023.按应用领域分别介绍不同类型重力仪●仪器结构重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪●仪器结构重力勘探仪器1033.按应用领域分别介绍不同类型重力仪●仪器结构重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪●仪器结构重力勘探仪器1043.按应用领域分别介绍不同类型重力仪仪器的平衡方程:重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪仪器的平衡方程:重力勘1053.按应用领域分别介绍不同类型重力仪仪器的平衡方程:重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪仪器的平衡方程:重力勘1063.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重力勘探仪器1071)地面重力测量仪(2)金属弹簧目前应用较多的金属弹簧重力仪有美国的LaCoste-Romberg公司的L-R重力仪和德国的GS型重力仪.LaCoste-Romberg的L-R重力仪该仪器是当今世界公认性能最好的,精度最高的仪器.分为D型(勘探型)和G型(大地型)两种.D型(勘探型):精度高;G型(大地型):测程范围大.■仪器的技术指标■仪器结构和工作原理3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重力勘探仪器1)地面重力测量仪3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重108■美国Lacoste-Romberg重力仪结构弹性系统构成:重块,称臂,零长弹簧,消震弹簧上下摆杆,连杆测微螺旋;3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重力勘探仪器■美国Lacoste-Romberg重力仪结构弹性系统构成:1093.按应用领域分别介绍不同类型重力仪■仪器结构和工作原理重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪■仪器结构和工作原理重110重力勘探仪器重力勘探仪器111读数装置的工作原理3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪■仪器结构和工作原理电容放大读数装置A为平衡体的负荷,A1,A2为两块金属板,构成两个平行板电容器C1,C2.Z1和Z2为两个电阻,Vi为输入频率稳定的电信号,V0为输出信号.A为A1,A2的正中时电桥平衡,V0=0由于重力变化,A不处A1,A2正中时,电桥不平衡,V0≠0V0重力勘探仪器读数装置的工作原理3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪■仪112b)德国德GS型重力仪■仪器结构(前西德ASKANIA仪器厂生产)3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪弹性系统:1—气压补偿装置;2—水平悬挂的螺旋状弹簧;3---在2腔内反绕的一组弹簧;起温度自动补偿作用.4---为支架.5---阻尼盒.6---摆杆,7---重荷.8---有小球的空隙,9---测程弹簧.10---测微弹簧.重力勘探仪器b)德国德GS型重力仪3.按应用领域分别介绍不同类型重力1133.按应用领域分别介绍不同类型重力仪■GS-11型仪器结构和工作原理重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪■GS-11型仪器结构114■超导重力仪1—超导载流线圈2---真空管3---空心超导体小球4---六快电容极板,构成平衡电桥3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重力勘探仪器■超导重力仪3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重力勘探1153.按应用领域分别介绍不同类型重力仪2)海洋航空和井中重力仪概述运动中测量重力的特殊问题●航速变化,波浪及气流起伏和机器振动等造成的水平和垂直加速度的影响.●在水平和垂直加速度的周期相等而相位不同时出现的交叉-耦合效应.●因载体做相对于地球的运动,使作用在重力仪上的离心力变化,而改变了重力的大小,这种影响称为厄-缶效应.重力勘探仪器3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪2)海洋航空和井中重116消除上述影响采取的措施●将重力仪安置在装有陀螺的稳定平台或常平架上;●在仪器内部采用专门的装置,限制摆杆在垂直方向运动;●采用强阻尼以减小垂直加速度的影响;●针对船只和飞机的航速不同,采取相应的读数方法;●因入相应的校正,如布朗校正,交叉-耦合校正,和厄缶校正;3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重力勘探仪器消除上述影响采取的措施3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪117b)海洋重力测量仪●LCR船载重力仪●GSS-20型海洋重力仪●GSS-30型海洋重力仪●弦线海洋重力仪●CHZ海洋重力仪3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重力勘探仪器b)海洋重力测量仪3.按应用领域分别介绍不同类型重力仪重118弦线海洋重力仪----绝对重力测量的仪器,是专门为海洋重力测量设计的仪器●弦线海洋重力仪重力勘探仪器弦线海洋重力仪----绝对重力测量的仪器,是专门为海洋重力119●CarsonServices航空重力仪●LaCoste-Romberg航空重力仪●HeliGrav(加拿大Scintrex公司)c)航空重力测量仪重力勘探仪器●CarsonServices航空重力仪c)航空重力测量12020实际60年代中期,经美,苏,英等国十余年的研制,制成了第一台能在井孔中精确可靠测量重力的井中重力测量仪.当时有两种型号:①ESSO型振弦井中重力仪;②L&R公司研制的仪器;d)井中重力测量仪重力勘探仪器20实际60年代中期,经美,苏,英等国十余年的研制,制成了第121二.重力测量方法重力测量的地质任务●区域重力调查●能源重力勘探●矿产重力勘探●水文工程重力勘探●天然地震重力勘探重力测量的技术设计●工作比例尺的确定●精度要求及误差分配●重力测量的方式●重力测量的有利条件重力勘探仪器二.重力测量方法重力勘探仪器1221.重力测量的地质任务●区域重力调查区域重力调查是国土资源区域地质基础工作的一个组成部分,一般主要解决以下几个方面的问题:⊙研究地球深部构造.地壳厚度变化,深大断裂的部位及延伸,上地幔密度的不均匀性以及研究地壳的均衡状态⊙研究大地及区域构造,划分构造单元;研究结晶基底的起伏及内部成分和构造,圈定沉积盆地范围,以及研究沉积岩系各密度界面的起伏和内部构造.二.重力测量方法重力勘探仪器1.重力测量的地质任务二.重力测量方法重力勘探仪器123⊙探测和圈定与围岩有明显密度差异的隐伏岩体或岩层,追索两侧岩石密度有明显差异的断裂,进行覆盖区的基岩地质和构造填图.⊙根据区域地质,构造及矿产分布规律,为划分成矿远景区提供重力场信息.⊙地球形状的研究,为导弹/宇航器飞行提供极为重要的基础数据.二.重力测量方法重力勘探仪器⊙探测和圈定与围岩有明显密度差异的隐伏岩体或岩层,追索两侧124●能源重力勘探⊙在沉积覆盖区快速,经济地圈出对寻找石油,天然气或煤有远景的盆地;⊙在圈定的盆地内研究沉积层的厚度及内部构造,寻找有利于储存油气或煤的各种局部构造;⊙条件有利时可以寻找非构造油气藏(岩性变化,地层的推覆,古潜山及生物礁块储油构造)●矿山重力勘探⊙金属非金属矿产的重力测量,圈定成矿带;⊙条件有利时,可以圈定成矿体,描述控矿构造;⊙直接发现埋深浅,体积大的矿体,或对已有矿体进行追踪;二.重力测量方法重力勘探仪器●能源重力勘探二.重力测量方法重力勘探仪器125●水文工程重力测量⊙研究浮土下的基岩面的起伏,有无隐伏断裂,空洞,以确保工程的安全;⊙寻找水源,如有利于储水的地下溶洞,破碎带,地下河道等;⊙危岩,滑坡体的监测,地面沉降研究;⊙发现热岩体,监测地下水的升降,水蒸气的补给情况,以使地热资源合理利用;●天然地震重力测量⊙金属非金属矿产的重力测量,圈定成矿带;⊙条件有利时,可以圈定成矿体,描述控矿构造;⊙直接发现埋深浅,体积大的矿体,或对已有矿体进行追踪;二.重力测量方法重力勘探仪器●水文工程重力测量二.重力测量方法重力勘探仪器126重力测量的技术设计●工作比例尺的确定工作比例尺的大小反映了重力测量工作的详细程度,所谓的工作比例尺即提交的重力异常图的比例尺.在区域重力调查中,基本比例尺有:1:100万,1:50万,1:20万和1:10万四类.前两者主要用于调查重力空白区;后两者主要用于能源普查或区调确定的成矿远景区;对沉积盆地进行较深入的研究,如基底断裂分布研究,寻找古潜山等局部构造可采用:1:5万或1:2.5万.二.重力测量方法重力勘探仪器重力测量的技术设计二.重力测量方法重力勘探仪器127重力测量的技术设计●工作比例尺的确定上述几种比例尺基本对应于概查/普查/详查二.重力测量方法重力勘探仪器重力测量的技术设计二.重力测量方法重力勘探仪器128重力测量的技术设计●精度要求及误差分配重力勘探的精度,一般用异常的均方误差来衡量,包括重力观测值的均方误差,对重力观测值进行校正时各项校正值的均方误差.●重力测量的方式路线测量—一般用于概查和普查阶段,测点沿交通方便的道路布置,测点大致均匀分布,线距没有严格要求.剖面测量---用于详查或专门性测量,剖面线方向垂直地质体走向,尽可能通过地质体在地面投影的中心部位,测点不能偏离剖面线,在正常值区,点距可适当增大.面积测量---是重力测量的基本形式,可以提供工区内重力异常的全貌.二.重力测量方法重力勘探仪器重力测量的技术设计二.重力测量方法重力勘探仪器129●重力测量的有利条件a)研究目标与围岩有明显的密度差,而且围岩内部没有明显的密度变化.b)与上覆及下伏地层的密度分界面深度有显著变化,且深度不是太大.c)非研究目标引起的重力变化小,或通过校正容易消除.d)地表平坦或较平坦3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器●重力测量的有利条件3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪130●重力仪的静态试验目的:了解仪器静态零点漂移是否呈线性变化,受气温变化的影响大小,在抽气前后读数的变化及稳定性.方法:放置于安静,通风的楼房一层或平房内,每隔20-30分钟观测一次,同时记录室内温度,连续测量24小时以上.3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器●重力仪的静态试验3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器131●重力仪的动态试验目的:了解仪器动态混合零点漂移的速率,动态观测下达到的可能精度,最佳工作时间范围,最大线性零漂时间间隔.方法:在接近于野外施工条件下进行,选取具有一定重力差的2个或多个点,采用与施工相同的运输方式,以多次重复观测的方式进行.两点间的单程观测时间间隔约10-15分钟,记录温度.试验时间应超出施工前和收工后1小时,不少于12小时.3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器●重力仪的动态试验3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器132●重力仪的一致性试验适用多台仪器测量时,必须进行一致性试验,对不满足精度要求的仪器,需要检修或不参加施工测量.●重力仪格值的标定准确标定重力仪的格值是消除系统误差的重要保障.仪器出厂时标定的格值会发生变化.重力测量工作开工前和手工后,必须进行仪器格值的校对,施工中仪器受到强烈震动后也应进行校对.3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器●重力仪的一致性试验3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪133格值标定的方法:已知点法:在由国家建立的高精度重力格值标定场的具有已知重力差的一些点上,用仪器在这些点上进行多次重复测量,得到的独立增量数不少于6个,格值为3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器格值标定的方法:3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器134倾斜法这是利用重力仪的灵敏系统在水平时与倾斜一个θ角时所感受的重力作用不同进行重力仪的格值测定.灵敏系统在不同角度时的重力差值为:因此,仪器的格值为:倾斜法是在室内进行的,与格值标定场标定相比,可以缩短标定时间,减少往返开资等.3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器倾斜法3.重力测量的仪器检查与标定重力勘探仪器135●基点网的作用■由于重力仪本身存在着无法消除的零点漂移,随着观测时间的延长,零点漂移的积累增大,而且往往与时间不成线性关系.■重力仪在测点上进行观测时,需要有一些精度更高,重力值已知的点来控制,这些点称为基点.■重力基点在观测时,都要联成封闭的网络,这些网叫做基点网.任一普通测量段的重力普通测点均应从基点开始并中止于基点.4.基点网的布置与观测重力勘探仪器●基点网的作用4.基点网的布置与观测重力勘探仪器136基点网的作用:■控制重力普通点的观测精度,避免误差的积累;■检查重力仪在某一段工作时间内的零点漂移,确定零点漂移校正系数;■推算全区重力测点上的相对重力值或绝对重力值;■一般要求基点的精度比普通点的精度高出1倍以上,当测区面积较大时,可建立二级或三级基点网.控制基点:辅助基点:普通点的精度要求1:1.5:34.基点网的布置与观测重力勘探仪器基点网的作用:4.基点网的布置与观测重力勘探仪器137●基点网的布置需要考虑的问题:■仪器的最大线性时间间隔和交通运输条件,观测时间长短来确定基点网的密度,使之均匀分布全区.■为保证基点网测量精度,应用一台或多台精度高的仪器;■采用快速交通工具运输;■观测线路必须成闭合回路,环路首尾点联测;■需要建立多个环路时,每个环路中必须包含相邻环路两个以上基点作为公共基点,以便最后对基点网进行平差;■基点应布置在交通干线上,地物地貌标志明显,周围无震源,地点稳固,并按规定统一编号或建立永久或半永久性标记.4.基点网的布置与观测重力勘探仪器●基点网的布置4.基点网的布置与观测重力勘探仪器138●基点网的观测方法在基点网上观测方式的选择,是以能对观测数据进行可靠的零点漂移校正,能满足设计提出的精度要求为原则.当所用的重力仪其零漂很小有近于线性时,可以单向循环重复或往返循环重复进行;否则,应采用多台仪器多次重复观测方法.目前最常用的是三重小循环观测.⊙单向循环重复:1-2-3-……1-2-3-……..⊙往返循环重复:1-2-3….3-2-1⊙三重小循环观测:1-2-1-2-3-2-3-4-3-4-5-4-…..每台仪器的合格观测数据,于相邻两点间的值可得到一个独立增量