重力场与重力勘探实验指导.ppt

重力场与重力勘探实验指导 实验一、重力仪认识操作 一、实验目的 了解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，了解金属弹簧重力仪的工作范围、操作步骤、性能特点等，为实际野外重力测量实习奠定良好基础。 二、实验内容 金属弹簧重力仪的测量原理； 金属弹簧重力仪野外测量相关情况介绍； 金属弹簧重力仪的认识操作。 三、实验原理 四、实验报告 内容包括实验目的、实验内容、实验原理、实验结果、小结。 实验二、重力资料整理 一、实验目的 掌握重力基点网平差及平差系数的计算方法； 掌握重力异常值的计算方法及各种改正的地质—地球物理含义； 学会使用MATLAB或C语言编写相关程序。 二、实验内容 四、实验报告 内容包括实验目的、实验内容、实验原理、计算程序代码、实验结果、结果分析或小结。 实验三、重力异常正演 一、实验目的 通过球体、水平圆柱体和铅垂台阶重力异常的正演计算，掌握简单规则形体重力异常正演的计算方法； 通过计算认识球体、水平圆柱体和铅垂台阶重力异常的一般分布规律，了解影响简单规则形体重力异常的主要因素（如形体的几何参数和密度参数等），培养学生实际动手能力与分析问题的能力； 学会使用MATLAB语言编写程序绘制异常图件。 二、实验内容 三、实验原理 四、实验报告 内容包括实验目的、实验内容、实验原理、计算程序代码、实验结果、结果分析或小结。 实验四、重力资料处理 一、实验目的 通过重力异常频率域滤波处理实验，掌握频率域滤波处理方法原理； 通过简单规则形体重力异常特征点反演实验，掌握特征点反演方法原理。 二、实验内容 三、实验原理 根据异常曲线上的一些点或特征点（如极大值点、零值点、拐点）的异常值及相应的坐标求取场源体的几何或物性参数; 仅适用于剩余密度为常数的几何形体。 应用条件 对异常作平滑处理，尽量准确确定原点的位置； 对异常曲线作分离处理，获得单纯由研究对象引起的异常； 对剩余（局部）异常进行分类，判明该异常的场源体接近于何种可能的几何形体，然后选用相应的反演公式。 四、实验报告 内容包括实验目的、实验内容、实验原理、计算程序代码、实验结果、结果分析或小结。 1、二度球体、三度球体重力异常及其导数正演 三度球体 二度球体 D 100m R 50m σ 1 两个球体组合模型理论重力异常 2、二度水平圆柱体重力异常及其导数正演 D 60m R 22.5m σ 1 3、二度铅垂台阶重力异常及其导数正演 ∞ h 20m H 60m σ 1 利用频率域滤波的MATLAB程序，对简单规则形体重力异常进行频率域向上延拓、水平导数和垂直导数处理并绘图； 从第三次实验得到的重力异常中提取出任意一个有意义的异常剖面数据，试用特征点法反演密度不均匀体的几何和物性参数。 1、频率域滤波处理方法基本原理 应用傅立叶变换，计算空间域观测异常gB x,y 的频谱GB u,v ； 将GB u,v 与所求转换异常的滤波算子H u,v 相乘，得到转换异常的傅立叶变换GFT u,v ； 将GFT u,v 进行傅立叶反变换，便得到所求的转换异常gFT x,y 。 解析延拓 向上延拓 向下延拓 S为压制高频干扰的滤波因子。 一次导数 x方向 y方向 z方向 垂向二次导数 2、特征点法反演方法基本原理 异常曲线形态分类 第一类是单峰异常，零值点在无穷远处 如球体的Δg曲线、台阶的Vxz曲线等； 第二类是具有极大值、极小值和一个零值点 如球体的Vxz曲线、台阶的Vzz、Vzzz曲线； 第三类是具有一个极大值、两个极小值和两个零值点 如球体、水平圆柱体的Vzz和Vzzz曲线； 第四类是台阶的Δg曲线，一边高一边低的形态 球体Δg的反演 第一类曲线 单峰异常，零值点在无穷远处 当n 2时 当n 3时 当n 4时 D R 200m 100m 幻灯片放映结束！ O ∩_∩ O谢谢大家耐心观看！ 唐玄奘西天取经，西天为何方？ 取何经？ * 美国LCR金属弹簧重力仪分为D型 勘探型 与G型 大地型 两种。前者精度高；后者测程大，适用于全球测量而不需调测程。 技术指标 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. 零点漂移 约5g.u./月 约5g.u./月 使用1年以上 使用1年以上 约10g.u./月 约10g.u./月 使用1年以下 使用1年以下 重复性 约0.05g.u. 约0.1g.u. 电源 DC12V DC12V 净重 3.2 kg 3.2 kg 当重力改变时，旋转测微螺旋，使杠杆上下倾斜，再带动主弹簧，让摆杆回到零点位置。 主弹簧 工作原理 平衡方程式 mglsinα KLd 因 mglsinα Kx1y