11 第六章 重力资料的地质解释及应用实例.pptVIP

重力工作的基本流程 地质解释 要获得地质解释的良好效果,一般应注意以下几方面的问题： 1 ) 分析与检查用于解释的基础资料-重力异常, 是否是所研究的地质因素引起的异常, 并且满足精度要求及必须的详细程度, 这是能否取得地质效果的前提条件。 2 ) 要研究和分析在一个工区内, 不同的研究对象引起的重力异常之间, 以及研究对象与非研究对象(或干扰因素)所引起的重力异常之间, 是否具有反映其特征的差异。 3 ) 对异常的解释一般是从“读图” 或异常识别开始。即使是研究局部构造或矿体的赋存情况, 都必须从区域地质环境入手, 先把握全局, 然后深入到局部。所以首先应对异常进行分区或分类, 分析研究各区(类)异常特征与区域地质环境可能的内在联系, 在此基础上才有可能对各区内的局部异常形成的地质因素做出合理的解释。 4 ) 对异常的解释必须遵循从已知到未知的原则。因为相近的地质条件引起的异常具有相似的特征, 所以在对局部异常的解释中, 可以遵循这个原则。 5 ) 鉴于重力异常的复杂性, 各种数据处理及解释方法又都有自身的局限性, 因此应针对解释的具体地质任务和条件选用相应的方法, 并通过试验确定有关的参数( 如延拓高度、滤波窗口大小等) , 从中选取效果最佳的解释方案。 6 ) 一方面, 应收集工区内相应的地质、钻探、物性和其他物( 化) 探资料, 尽可能地增加已知条件或约束条件, 限制反问题的多解性。另一方面, 只有综合其他物探方法的解释成果, 才能从不同侧面对引起异常的场源性质、产状等做出较为合理而正确的判断,为重力异常的解释提供印证、补充或修改。 7 ) 有条件时, 应对已解释的异常开展一定的验证工作。这样做, 一方面可以评价解释的可靠性; 另一方面, 特别是在出现矛盾、解释失败时可以分析原因、寻找正确的答案, 并会更加深化对异常的解释和积累成功的经验, 以提高今后重力资料在地质解释中的成功率。 内容提要 一、均衡的发现 1735年和1745年间，布格(Bouguer)领导的法国大地测量队，在秘鲁测量子午线的弧长，就是这一观测导致了均衡理论的发现。 他们认为，安第斯山(Andes)对铅垂线会有一个水平引力，而这一引力会引起铅垂线方向发生局部变化。测量中发现，观测到的垂线偏差比理论上计算的、已知的安第斯山地形起伏引起的数值要小得多。 1854年，英国学者普拉特在喜马拉雅山脉附近发现类似结果。根据地形计算，估计垂线偏差为28”，但实际上只有5”。 上述两个现象说明下伏质量亏损。 1889年，Dutton引用“均衡”(isostasy)来解释这一现象。 二、均衡原理 在地下某个深度(称为补偿深度)的下面，地球内部的压力是流体静压力或静水压力，这就意味着在补偿深度处单位横截面上覆柱体的重量，必须完全是相等的；地球曲率的小的校正会造成一些差别。如果在地球的表面存在过剩的负载，如山脉，洋脊或冰帽，那么如果达到了均衡，在这个表面之下，补偿深度之上，一定存在一个等效的补偿质量的亏损；对于海洋，这样的亏损负载会出现相反的情况。 均衡是阿基米德原理在地球最上部地层的应用。均衡运动和其他类型的垂向运动对于地壳的影响表明，横向流动可能出现在补偿深度之下相对弱的，称为软流圈的地区；而上覆的比较强的岩石圈，或由于弹性弯曲，或是由于断裂和流动，一定达到了均衡平衡。 三、均衡假说 1855年，地球物理学家提出了几种主要的均衡假说，每一种假说都试图解释补偿地表地形起伏的下伏质量分布的形态。 1、普拉特假说(Pratt,1855) 2、艾里假说(Airy,1855) 3、温宁-曼尼斯假说 四、均衡校正 五、均衡重力异常 六、均衡异常分布特征与地壳运动的关系 据地壳均衡学说，山越高，山根就越深，即硅镁层(玄武岩类)越深，亦即莫氏面越深。 布格异常曲线和地形起伏形态有对应关系。地形越高，异常值越低，说明山越高，其山根越深，亦即莫氏界面越深。 一、异常特征的描述 平面等值线图上： 区域性异常的走向及其变化——方向、幅值； 重力梯度带的延伸及水平平均梯度及最大梯度； 局部异常弯曲、圈闭；对圈闭异常描述基本形状——等轴、长轴、狭长带状；重力高或重力低、幅值大小；异常走向及其变化； 二、典型局部重力异常的可能解释 1、等轴状重力高 基本特征: 重力异常等值线圈闭成圆形或接近圆形, 异常值中心部分高, 四周低, 有极大值点。 相对应的规则几何形体: 剩余密度为正值的均匀球体, 铅直圆柱体, 水平截面接近正多边形的铅直棱柱体等。 可能反映的地质因素: 囊状、巢状、透镜体状的致密金属矿体, 如铬铁矿、铁矿、铜矿等; 中基性岩浆( 密度较高) 的侵入体, 形成岩株状, 穿插在较低密度的岩体或地层中; 高密度岩层形成的穹窿、短轴背斜等; 松散沉积物下面的基岩( 密度较高) 局部隆起;