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重力勘探是快捷有效的地球物理勘探方法

2018-11-30 9:12:18 来源:中国矿业报 作者:韩革命

研究发现,地球表面的任何物体都受到重力作用,而这个重力主要是地球引力。在重力作用下,物体从高处下落时,越落越快,产生了向地心的重力加速度。重力加速度是自由下落物体的速度在每秒变化的量,在数值上也可以认为是单位质量所受的重力,更能客观地反映重力的变化,因此在实际应用中往往用重力加速度的大小表示重力数值。

地球上各处的重力一样吗?在地球表面重力大小随地点变化而变化,赤道的重力只有两极重力的99.5%,且随高度增加而减小,直至失重,宇航员在飞船中漂浮就是失重的表现。进一步研究发现,重力的变化还与地下物质密度分布不均匀有关。地下物质就是地质构造,是岩体、地层、断裂的组合。不同的地质构造有不同的密度,所以会有不同的重力反应,地质构造又与矿产有密切关系,因此人们可以通过研究地下物质密度差异引起的重力变化,了解和推断地球的结构、形状和地壳的构造,勘探矿产资源,这就是重力勘探。

怎样得到与地下物质密度差异有关的重力变化?要得到这个重力变化并非易事,因为这种重力变化与重力的全值相比是非常小的。首先,需要用稳定性好、灵敏度和精度高、适合野外复杂地理环境的便于携带的重力测量仪器进行测量;其次,要消除温度、气压、轻微震动等引起的干扰,去掉地形、高程、纬度等变化引起的重力变化;最后要经过数据处理,结合该处地质特征,确定引起重力异常的地质体的性质、位置、形态、大小、走向等信息,找出是什么产生了重力异常,最终完成重力勘探工作。

重力勘探大约始于20世纪初。1924年在美国德克萨斯州布拉佐里亚县,工作人员用匈牙利科学家厄缶发明的测量重力变化率的仪器——扭秤,通过一口试验井,验证了重力解释。这一结果标志着在世界上首次利用地球物理方法发现了石油,而这种地球物理方法就是重力勘探。

在新中国成立初期,国家建设急需石油资源,作为一种快速、轻便而有效的地球物理勘探方法,重力勘探在油气远景区和含油盆地的圈定以及石油普查工作中起到了先锋作用。

20世纪六七十年代,在我国两次大规模铁矿普查中,重力勘探都是一种主要的勘探方法。20世纪80年代,原地质矿产部启动了区域重力调查计划,取得的重力成果广泛应用于基础地质、矿产地质及地球形状研究。

经过科学家们持续不断的努力,目前,已有航空重力梯度测量、海上重力测量、海底重力测量、微重力测量等。同时,科学家们还研究了重力勘探在水文、滑坡、地面沉降、天然地震等与人类生活密切相关领域的应用。□

(作者单位:自然资源部中国地质调查局地球物理地球化学勘查研究所)

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