重力场与重力勘探实验指导.ppt

1、重力场和重力勘探实验指南，实验1。理解和操作重力仪，实验目的理解和掌握金属弹簧重力仪的测量原理；学习操作金属弹簧重力仪，了解其工作范围、操作步骤和性能特点，为实际的野外重力测量实践打下良好的基础。二、实验内容金属弹簧重力仪的测量原理；金属弹簧重力仪现场测量介绍：金属弹簧重力仪的理解和操作。3.实验原理：美国LCR金属弹簧重力仪分为D型(探测型)和G型(地球型)。前者精度高；后者测量范围大，适合全球测量，无需调整测量范围。技术规格：d型，g型，测量范围，2000 g.u. 70000 g.u，测量精度，0.02 g.u，约0.04g.u，零漂移，约5g . u/月，约5g . u/月(使用一年以

2、上)，约10g.u/月，约10g . u .重复性约0.05g.u约0.1g .电源DC12V DC12V的净重为3.2公斤3.2公斤，主弹簧，工作原理平衡方程mglsin=KLd，因为mglsin=Kx1y，x1=bcos(/2-)=bsin mglsin=Kbysin或mgl=Kby是本仪器测量重力变化的主要表达式。对于mglsin=Kx1y来区分变量g，x1，则mglcosd mlsindg=Kydx1，因为dx1=bcosd，如果采用零读数法，观测值将为/2，灵敏度将趋于无穷大。美国LCR金属弹簧重力仪1、4个水平调节螺钉(横向)；2纵向水平；3读取按钮鼓和计数器；5壳；6电流计；7目

3、镜管；8水平调节螺钉(纵向)；9水平水平；10夹紧螺钉；11温度计窗口，重力仪的基本操作步骤：小心地将仪器从盒子中取出，轻轻放在铝板上。将电池连接到仪器上，打开温度显示器，在仪器内部进行电恒温处理，直到达到仪器规定的恒温(大约需要2-5小时)。将仪器的纵向和横向气泡调整到中心。打开读数灯泡，从目镜观察摆丝的位置。这时，摆丝停在左端线。打开摆线开关，调整转盘，使摆线可以自由摆动。进一步调整刻度盘，使摆锤线与仪器指定的读数线重合。在柜台上记录读数。锁好摆丝，把仪器放回盒子里。第四，实验报告包括实验目的、实验内容、实验原理、实验结果和总结。实验2，重力数据整理，1。实验目的掌握重力基点网平差和平差系

4、数的计算方法；掌握重力异常值的计算方法和各种校正的地质、地球物理意义；学会用MATLAB或C语言编写相关程序。2.实验内容1。基点网平差实验下图为三环路基点网，各边段的差值如图所示，顺时针方向为正。假设每个边段的时差为1，尝试用线性方程组的方法求解调整系数，这就需要用MATLAB或C语言编程来求解并输出每个回路的调整系数。2.布格重力异常的计算下表显示了10个重力测点的地理坐标和相对基点的重力值。尝试用MATLAB或C语言编写各测点的布格重力异常程序。已知基点纬度为331133，坐标为x=0，y=0，海拔14.8米，表层岩石平均密度为2.2克/立方厘米。(不用于地形校正)。2.根据扇形法计算地

5、形改正值可知，测点高程为10m，测点周围已进行了三环八向地形测量(见下图)，近环05m，中环510m，远环1020m。各点高程如下表所示，表层岩石平均密度为2.3g/cm3。试试MATLAB或C语言程序实验原理、一、二、0.6，-0.8。调整是根据一定的方法和条件，将每个环中的闭合误差分布到相应环的每个边上，使分布环上每个边的重力增量满足上述公式，所以这种调整也称为条件调整。调整正确后，可获得每个基点相对于起始基点(或总基点)的相对重力值(或绝对值)。如果只有一个回路，闭合误差为V，每侧平均观测时间为ti，当闭合误差按每侧观测时间分布时，调整系数为：第I侧的调整值为gi=-kti，因此闭环满足

6、V gi=0的条件。当基点网络由多个环组成，每个环有一条或多条公共边时，需要用每个环的闭合差得到的ki进行调整，并使同一条公共边两边的调整值大小相等，但符号相反。建立线性方程求解调整系数v，v分别为第一环和第二环的闭合差，ti和ti为观测环的一条边(包括公共边的tFC)的闭合时间，k和k为待求解的调整系数。2。布格重力异常计算，布格校正公式：纬度校正公式：扇形法地形校正公式：布格重力异常经过地形校正、布格校正(高度校正和层间校正)和正常场(纬度)校正后得到。布格重力异常公式：其中，h是测点的高度或测点与参考点的高度差，m；中间层的平均密度，g/cm3。总基点的纬度或调查区域的平均纬度；d测量点

7、和总基点之间的纬度(南北)距离，公里。Gk重力观测值.布格重力异常包括偏离地壳正态密度分布的各种矿体和构造的影响，也包括下地壳界面的波动对上地幔质量在横向上的巨大损失(山区)或过剩(海洋)的影响。4.实验报告包括实验目的、实验内容、实验原理、计算程序代码、实验结果、结果分析或总结。实验3。重力异常的正演模拟。1.实验目的通过球体、水平圆柱体和垂直台阶重力异常的正演计算，掌握简单规则体重力异常正演计算方法；通过计算和了解球体、水平圆柱体和垂直台阶重力异常的一般分布规律，可以了解影响简单规则形式重力异常的主要因素(如形状的几何参数和密度参数等)。)，培养学生的实践能力和分析问题的能力；学会用MAT

8、LAB语言编写程序和绘制异常图。二是实验内容，利用MATLAB或C语言编程实现二维球体和三维球体重力异常及其导数的正演模拟，并利用MATLAB语言编程绘制异常曲线或等值线图。用MATLAB或C语言编程实现了二度水平圆柱重力异常及其导数的正演模拟，并用MATLAB语言编程绘制了异常图。用MATLAB或C语言编程实现重力异常及其二级垂直台阶导数的正演模拟，用MATLAB语言编程绘制异常图。3.实验原理：1 .二维球体和三维球体、三维球体、二维球体中重力异常及其导数的正演模拟，D=100m米，R=50m米，=1，两球体组合模型中的理论重力异常，二维水平圆柱体中重力异常及其导数的正演模拟。H=20m，

9、h=60m，=1。第四，实验报告包括实验目的、实验内容、实验原理、计算程序代码、实验结果、结果分析或总结。实验4，重力数据处理，1。实验目的通过重力异常频域滤波处理实验，掌握频域滤波处理方法的原理；通过重力异常特征点的简单反演实验，3。实验原理，1。频域滤波处理方法的基本原理，利用傅里叶变换，计算空间域观测异常的频谱GB (u，v)GB(x，y)；GB(u，v)乘以异常变换的滤波算子H(u，v)，得到异常变换的傅里叶变换GFT (u，v)；异常gFT(x，y)可以通过GFT(u，v)的傅里叶逆变换得到。解析扩展向上扩展向下扩展S是抑制高频干扰的滤波因子。一阶导数X方向Y方向Z方向垂直二阶导数，根据异常曲线上某些点或特征点(如最大值点、零点和拐点)的异常值和相应的坐标，得到场源体的几何或物理参数；仅适用于剩余密度恒定的几何特征。应用条件来平滑异常，并尽可能准确地确定原点的位置；分离异常曲线，得到研究对象引起的异常；对剩余的(局部)异常进行分类，找出异常源体可能接近的几何形状，然后选择相应的反演公式。2.特征点法反演方法的基本原理。异常曲线形态分类的第一类是单峰异常，零点在无穷远处，如球体的G曲线和台阶的Vxz曲线；第二类是最大值、最小值和一个零值的Vxz曲线，如球体的VZZ曲线、台阶的Vzz曲线和