重力勘探1-岩矿石密度、重力勘探基本理论教材.ppt

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1、复习：绪论△按所应用的物理性质分类重力勘探磁法勘探电法勘探地震勘探放射性勘探地热勘探2.应用地球物理学的学科分类第二章重力勘探重力勘探：以地壳中岩（矿）间的密度差异为基础，通过观测和研究天然重力场的变化规律，以查明地质构造和寻找有用矿产的物探方法。应用领域：可以用于研究深部构造和区域地质构造，探查含油气远景区的地质构造，寻找盐丘，圈定煤田盆地等。最新发展的方法技术还可以研究局部构造甚至直接研究油气藏。岩(矿)石的密度三大岩类物质循环一、岩矿石的密度（一）岩（矿）石密度的一般规律1.火成（岩浆）岩密度＞变质岩密度＞沉积岩密度根据长期研究的结果，认为决定岩、矿石密

2、度的主要因素为：组成岩石的各种矿物成分及其含量的多少；岩石中孔隙度大小及孔隙中的充填物成分；岩石所承受的压力等。2.火成岩（2.5～3.6g/cm³）（1）主要取决于矿物成分及其含量的百分比，由酸性→中性→基性→超基性岩，随着密度大的铁镁暗色矿物含量增多密度逐渐加大。（2）成岩过程中的冷凝、结晶分异作用也会造成同一岩体不同岩相带，由边缘相到中心相，密度逐渐增大。（3）不同成岩环境(如侵入与喷发)也会造成同一岩类的密度有较大差异，同一成分的火成岩密度，喷出岩小于侵入岩。喷出岩2.5～2.6g/cm³侵入岩2.7～2.9g/cm³基性、超基性岩3.0～火成岩成分和

3、密度的关系3.沉积岩（1.6~2.7g/cm³）沉积作用与沉积岩沉积岩的密度主要取决于岩石的孔隙度及岩石所处的构造部位：（1）沉积岩一般具有较大的孔隙度，如灰岩、页岩、砂岩等，这类岩石密度值主要取决于孔隙度大小，干燥的岩石随孔隙度减少密度呈线性增大；（2）孔隙中如有充填物，充填物的成分(如水、油、气等)及充填孔隙的百分比也明显地影响着密度值；（3）随着成岩时代的久远及埋深加大，上覆岩层对下伏岩层的压力加大，这种压实作用也会使密度值变大。4.变质岩（2.6~2.8g/cm³）变质作用与变质岩变质岩的密度一般大于原岩的密度；变质程度越深，密度越大；动力变质而使岩石

4、破碎，则密度减小。变质岩的密度与矿物成分、含量和孔隙度均有关，这主要由变质的性质和变质程度来决定；通常，由于重结晶等作用，区域变质作用将使变质岩比原岩密度值加大；经过变质的沉积岩，如大理岩、板岩和石英岩比原生石灰岩、页岩和砂岩更致密些。由于变质作用的复杂性，所以这类岩石的密度变化显得很不稳定，要具体情况具体分析5.矿石金属矿：σ很大，一般大于岩石的平均密度（2.7g/cm³）非金属矿：其σ小于岩石的平均密度（2.7g/cm³）（二）地球内部的密度分布σ(g/cm³)20006000500029004000300063711000（核幔分界面）（地心）Km810

5、6144122地表地幔9.912.465.5根据有关地球物理资料，推测地球内部物质密度变化如下图所示：二、岩石、矿石标本的密度测定设标本在空气中的重量为P1,在水中的重量为P2，水的密度为σ0则有：P1–P2=V·σ0·g第一节重力勘探的理论基础一、重力场与重力位1.重力的定义地球重力由两部分组成，地球上任何一个物体，都同时受到地球的引力F和因随地球自转而产生的惯性离心力C的作用。由牛顿万有引力定律，有物体单位质量m所受万有引力为物体所受的惯性离心力为两者的矢量合为重力，即[G=6.6732×10-11m3/(kg·s2)]地球周围有重力作用的空间称为重力场，

6、根据牛顿第二定律：那么则有单位质量所受的重力，即重力场强度为：空间某点的重力场强度与该点的重力加速度相等，且方向一致在地球物理学中所称的重力就是指重力场强度，重力场强度实际上就是重力加速度。重力的单位：衡量重力大小的单位有两个系统，一个是高斯制（CGSM)，另一个是国际制（SI）。CGSM:Gal（伽），mGal（毫伽），μGal（微伽）SI:m/s2，g.u.(10-6m/s2)两者之间的关系1Gal=0.01m/s2，1mGal=10-5m/s2，1μGal=10-8m/s2目前，最好的重力仪测量精度可达到微伽级。2.重力位与大地水准面重力场的性质除了用矢

7、量g来描述外，还可以用重力位这一标量函数来描述对该标量函数沿不同方向求导数，恰好等于重力场强度（g）在相应方向上的分量，这个标量函数就叫做重力位函数，简称重力位：当s方向与g方向垂直时若W（x，y，z）=c表示空间的曲面，该曲面上重力位处处等于常数c，则此曲面为“重力等位面”，重力等位面处处与重力g正交。当c取某一定值等位面与平均海平面重合时，这个等位面称为“大地水准面”当s方向与g方向平行时由此可见，重力g是重力位沿重力方向的导数由于地球内部物质密度的不均匀性，地球重力位等位面之间的一般是不平行的。重力等位面既不相交，又不平行，而重力又与之垂直，重力线一定是

8、一条曲线，而通常所说的铅锤线，则是重力