重力場(chǎng)與重力勘探實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

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1、重力場(chǎng)與重力勘探實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)一、重力儀認(rèn)識(shí)操作一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庹莆战饘購(gòu)椈芍亓x的測(cè)量原理；學(xué)習(xí)操作金屬?gòu)椈芍亓x，了解金屬?gòu)椈芍亓x的工作范圍、操作步驟、性能特點(diǎn)等，為實(shí)際野外重力測(cè)量實(shí)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容金屬?gòu)椈芍亓x的測(cè)量原理；金屬?gòu)椈芍亓x野外測(cè)量相關(guān)情況介紹；金屬?gòu)椈芍亓x的認(rèn)識(shí)操作。三、實(shí)驗(yàn)原理美國(guó)LCR金屬?gòu)椈芍亓x分為D型(勘探型)與G型(大地型)兩種。前者精度高；后者測(cè)程大，適用于全球測(cè)量而不需調(diào)測(cè)程。技術(shù)指標(biāo)D型G型測(cè)量范圍2000g.u.70000g.u.測(cè)量精度0.02g.u.約0.04g.u.零點(diǎn)漂移約5g.u./月約5g.u./月(使用1年以上)(

2、使用1年以上)約10g.u./月約10g.u./月(使用1年以下)(使用1年以下)重復(fù)性約0.05g.u.約0.1g.u.電源DC12VDC12V凈重3.2kg3.2kg當(dāng)重力改變時(shí)，旋轉(zhuǎn)測(cè)微螺旋，使杠桿上下傾斜，再帶動(dòng)主彈簧，讓擺桿回到零點(diǎn)位置。主彈簧工作原理平衡方程式mglsinα=KLd因mglsinα=Kx1y又x1=bcos(π/2-α)=bsinαmglsinα=Kbysinα或mgl=Kby即是該儀器測(cè)量重力變化的原理表達(dá)式。對(duì)于mglsinα=Kx1y對(duì)變量g、α、x1，求微分，則mglcosαdα+mlsinαdg=Kydx1因dx1=bcosαdα，則若采用零點(diǎn)讀

3、數(shù)法，觀測(cè)時(shí)使α→π/2，靈敏度就會(huì)趨于無(wú)窮大。美國(guó)LCR型金屬?gòu)椈芍亓x1、4－水平調(diào)節(jié)螺旋(橫向)；2－縱向水準(zhǔn)器；3－讀數(shù)鈕鼓及計(jì)數(shù)器；5－外殼；6－檢流計(jì)；7－目鏡筒；8－水平調(diào)節(jié)螺旋(縱向)；9－橫向水準(zhǔn)器；10－夾固螺旋；11－溫度計(jì)窗6789101112345重力儀的基本操作步驟：將儀器小心從箱中取出，輕輕放在鋁盤上。將電池與儀器接上，打開(kāi)溫度顯示，對(duì)儀器內(nèi)部進(jìn)行電恒溫處理，直到達(dá)到儀器指定的恒溫溫度（大約需要2-5小時(shí)）。將儀器縱、橫水泡調(diào)節(jié)居中。打開(kāi)讀數(shù)燈泡，從目鏡中觀察擺絲位置，這時(shí)擺絲停靠在左側(cè)終止線上。打開(kāi)擺絲開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)刻度盤，使擺絲可以自由擺動(dòng)。進(jìn)一步調(diào)節(jié)刻

4、度盤，使擺絲與儀器指定的讀數(shù)線重合。記錄記數(shù)器上的讀數(shù)。鎖上擺絲，把儀器放回箱中.四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、小結(jié)。實(shí)驗(yàn)二、重力資料整理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆罩亓c(diǎn)網(wǎng)平差及平差系數(shù)的計(jì)算方法；掌握重力異常值的計(jì)算方法及各種改正的地質(zhì)—地球物理含義；學(xué)會(huì)使用MATLAB或C語(yǔ)言編寫相關(guān)程序。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、基點(diǎn)網(wǎng)平差實(shí)驗(yàn)下圖為三環(huán)路基點(diǎn)網(wǎng)，各邊段差值如圖所示，順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?。假設(shè)各邊段時(shí)間差均為1，試采用線性方程組法求解平差系數(shù)，要求用MATLAB或C語(yǔ)言編程求解并輸出各環(huán)路的平差系數(shù)。2、布格重力異常值計(jì)算下表為某10個(gè)重力測(cè)點(diǎn)的地理坐標(biāo)和相對(duì)基點(diǎn)的重力值

5、，試用MATLAB或C語(yǔ)言編程求各測(cè)點(diǎn)的布格重力異常值。已知基點(diǎn)緯度為33°11′33″，坐標(biāo)x=0，y=0，海拔高程為14.8米，地表巖石平均密度為2.2g/cm3。（不用作地形校正）。2、扇形法地形校正值計(jì)算已知測(cè)點(diǎn)高程為10米，在其周圍進(jìn)行了三環(huán)八方位地形測(cè)量（見(jiàn)下圖），近環(huán)0~5m，中環(huán)5~10m，遠(yuǎn)環(huán)10~20m，各點(diǎn)高程見(jiàn)下表，地表巖石平均密度為2.3g/cm3。試用MATLAB或C語(yǔ)言編程求測(cè)點(diǎn)的地形校正值。1、重力基點(diǎn)網(wǎng)平差如果沒(méi)有誤差存在，各邊段構(gòu)成的每一個(gè)閉合環(huán)路內(nèi)段差相加后應(yīng)為零，ΣΔgi=0由于聯(lián)測(cè)中的誤差，上式一般是得不到滿足的，往往存在一個(gè)不等于零的偏差值

6、，稱為基點(diǎn)網(wǎng)的閉合差。產(chǎn)生閉合差的主要原因在于重力儀混合零點(diǎn)校正的不完全。三、實(shí)驗(yàn)原理III0.6-0.8平差是將每個(gè)環(huán)路中的閉合差按照一定的方法和條件分配到相應(yīng)環(huán)路的每個(gè)邊上，使分配后環(huán)路上各邊的重力增量能滿足上式，因而這種平差又稱為條件平差。平差無(wú)誤后，可以求出各基點(diǎn)相對(duì)起始基點(diǎn)（或總基點(diǎn)）的相對(duì)重力值（或絕對(duì)值）。若只有一個(gè)環(huán)路，閉合差為V，每邊上觀測(cè)的平均時(shí)間為ti，在按各邊觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)分配閉合差時(shí)，其平差系數(shù)為：第i邊上的平差值為δgi=-kti這樣，該閉合環(huán)滿足了V+∑δgi=0的條件。當(dāng)基點(diǎn)網(wǎng)是由多個(gè)環(huán)路組成，每個(gè)環(huán)上都有一個(gè)或多個(gè)公共邊時(shí)，就要求用每個(gè)環(huán)的閉合差所求

7、得的ki來(lái)進(jìn)行平差，并使同一公共邊上兩側(cè)的平差值大小相等而符號(hào)相反。建立線性方程組聯(lián)立求解平差系數(shù)VⅠ、VⅡ分別為第Ⅰ、Ⅱ環(huán)的閉合差，tiⅠ與tiⅡ?yàn)橛^測(cè)Ⅰ、Ⅱ環(huán)某邊的閉合時(shí)間(包含公共邊的tFC)，kⅠ、kⅡ?yàn)榇蟮钠讲钕禂?shù)。2、布格重力異常計(jì)算布格校正公式：緯度校正公式：扇形法地形校正公式：布格重力異常是對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行地形校正、布格校正(高度校正與中間層校正)和正常場(chǎng)（緯度）校正后獲得的。布格重力異常值公式：其中，h—測(cè)點(diǎn)海拔高程或測(cè)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)的高差，m