1、矿产综合勘查技术 重力放射性,谭 俊,Any question, please send e-mail to or QQ:272813431,重力勘探是观测地球表面重力场的变化，借以查明地质构造和矿产分布的物探方法,1 基本原理 2 重力异常的推断解释,1 基本原理,地壳内不同地质体之间存在的密度差异，是重力勘探的地质地球物理前提条件,（1）岩矿石密度,影响岩矿石密度的主要因素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。,地球上任何物体都要受到重力 的作用，用P表示。重力由两个 分力组成，一个是整个地球质 量对物体的引力F，另一个是物
2、体在自转的地球上的所受到的 惯性离心力C。P=F+C,（2）重力场强度,F=G .m1. m/r2 式中m1 和 m2 分别为两质点的 质量，为两物体之间的距离， G为万有引力常数。C=m2R 向两极减小，最大值仅为平均重力值的1/300 因此，重力基本是由地球的引力确定，其方向大致指向地心重力场：地球周围所存在的重力 空间称为重力场。,重力场强度单位质量的物体在重力场中所受的力，称为重力场强度P =mg g=P/m 上式左边为重力场强度，右边为重力加速度因此，重力场强度，无论在数值上，还是量纲上都等于重力加速度，而且两者的方向也一致。在重力勘探中，凡是提到重力都是指重力加速度（或重力场强度）
3、,高精度重力测量,重力测量,（3）地球的重力场,地球的重力场可分为正常重力场、重力随时间的变化及重力异常三部分,参考椭球体,地理纬度,大地水准面,长期变化变化缓慢、幅度小，在短时间内变化很弱，在重力勘探中不予考虑。 短期变化（日变化）原因：地球与太阳、月亮之间的相互位置变化引起特点：周期短（24小时）、变化幅度较大，可达23g.u.,高精度重力测量中不可忽略,产生重力异常的前提： （1）探测对象与围岩要有一定的密度差。 （2）岩层密度必须在横向上有变化，即岩层内有密度不同的地质体存在，或岩层有一定的构造形态。 （3）剩余质量不能太小（即探测对象要有一定的规模） （4）探测对象不能埋藏过深 （5
4、）干扰场不能太强或具有明显的特征。,（4）重力资料整理,g=g观g校g0,地形改正值恒为正,测点高于大地水准面或基准面（通过基点的水准面）时，h取正，反之取负 中间层密度通常取为2.67g/cm3，具体测区具体对待。,测点高于大地水准面或基准面时，h取正，反之取负,布格校正：高度校正和中间层校正都与测点高程h有关，将这两项合并起来，统称为布格校正（g布）,布格重力异常,正常场校正（g地）：当测点与总基点不在同一纬度时，测点重力值包含了总基点与测点间的正常重力场的差值，这一差值需要消除(相对重力测量中)。,（1）在大面积测量时，按1909赫尔默特公式计算正常重力值，再从观测值中减掉它； （2）在
5、小面积重力测量中按下式计算：为总基点纬度或测区的平均纬度；D为测点到总基点的纬向（南北向）距离（km），在北半球，当测点位于总基点以北时D取正号，反之取负号，单位km,经正常场校正的布格重力异常:,自由空间重力异常就是对观测值仅作正常场校正和高度校正，反映的是实际地球的形状和质量分布与参考椭球体的偏差,若对布格重力异常再作均衡校正，即得均衡异常。表示了一种完全均衡状态下其异常所代表的意义,是将全球海平面以上的物质填入海平面以下一定深度，然后计算充填的部分对测点所产生的引力铅直分量,2 重力异常的推断解释,注意问题： （1）重力异常的推断解释必须紧密结合地质资料 （2）加强各类物探、化探资料的综
6、合分析 （3）要遵循由简到繁、由浅入深、由已知到未知的认识原则 （4）要加强对异常的验证 （5）要反复多次解释,（1）重力异常的识别和划分,重力异常是从地表到深部各种地质因素产生异常的总和 -目的在于提取对找矿或解决地质问题有意义的异常,区域异常,场源：大而深的岩体或地质构造,异常特征：幅值大、异常范围大、变化平缓,局部异常,场源：小而浅的岩体、矿体或地质构造,异常特征：幅值小、异常范围小、变化大,如何识别局部重力低?,A 重力异常的区域校正方法,1)异常曲线平滑法,局部重力高还是低？,2)圆周平均法,3)网格法,4）趋势分析法以一个一定阶次的数学曲面来代表测区内异常变化的趋势，并以此趋势作为
7、区域场来看待，从布格重力异常中减去这一区域异常，即获得测区内的局部异常。 该方法是选用一个阶（沿测区、方向是一样的）多项式来描述全测区的区域异常，阶多项式的一般形式为,B 异常变换法,1)重力异常的解析延拓,实测,向上延拓,剩余质量(1-2),向上延拓:突出区域异常 向下延拓:突出局部异常,2)重力异常高阶导数,突出局部异常 区分叠加异常,（2）重力正、反演的解法,规则形体,如矿巢、盐丘等,横截面近于圆形的扁豆状矿体 两翼较陡的长轴背斜自然界中布存在二度体，所谓无限延伸水平圆柱是指沿延伸方向的长度比圆柱体的埋深大得多的情况当水平圆柱体延长约为埋深6倍时，则可将其作为无限延伸处理，误差不大于5,
8、如某些断层、巨大侵入体、接触带等,可根据曲线不对称的情形判断倾斜台阶的倾向,重力梯级带,矿脉等,任意形体,正问题,量板法（手算）,解析法（计算机）,反问题：,选择法,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；低密度岩
9、层形成的向斜或凹陷内充填了高密度的岩体，如砾石等。,（3）典型局部重力异常的可能解释,2）等轴状重力低基本特征：重力异常等值线圈闭成圆形或近于圆形，异常值中心低，四周高，有极小值点。相对应的规则几何形体：剩余密度为负的均匀球体，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：岩丘构造或盆地中岩层加厚的地段；酸性岩浆（密度较低）侵入体，侵入在密度较高的地层中；高密度岩层形成的短轴向斜；古老岩系地层中存在巨大的溶洞；新生界松散沉积物的局部加厚地段。,3）条带状重力高（重力高带） 基本特征：重力异常等值线延伸很大或闭合成条带状，等值线的中心高，两侧低，存在极大值线。相对应的规则几
10、何形体：剩余密度为正的水平圆柱体、棱柱体和脉状体等。可能反映的地质因素：高密度岩性带或金属矿带；中基性侵入岩形成的岩墙或岩脉穿插在较低密度的岩石或地层中；高密度岩层形成的长轴背斜、长桓、地下的古潜山带、地垒等；地下的古河道为高密度的砾石所充填。,4）条带状重力低（重力低带） 基本特征：重力异常等值线延伸很大，或闭合成条带状，等值线的值中心低，两侧高，存在极小值线。相对应的规则几何形体：剩余密度为负的水平圆柱体，棱柱体和脉状体等。可能反映的地质因素：低密度的岩性带，或非金属矿带；酸性侵入体形成的岩墙或岩脉穿插在较高密度的岩石或地层中；高密度岩层形成的长轴向斜、地堑等；充填新生界松散沉积物的地下河
11、床。,5）重力梯级带 基本特征：重力异常等值线分布密集，异常值向某个方向单调上升或下降。相对应的规则几何形体：垂直或倾斜台阶。可能反映的地质因素：垂直或倾斜断层、断裂带、破碎带；具有不同密度的岩体的陡直接触带；地层的拗曲。,理论是基础 实践是关键“悟”才能超越,放射性能谱测量,能谱测量找金，主要是通过研究钾(K)、钍(Th)、铀(U)三元素的分配、分布与金矿成矿地质条件及金矿近矿围岩蚀变的关系，总结出作为间接找金的能谱标志，用来进行同类地质条件地区的找金预测。,K、Th、U含量变化及比值的 地质意义 在各种岩浆岩中，从超基性到中、酸性岩钾、铀、钍含量逐渐升高。在岩浆演化到中、晚期，铀、钍含量逐
12、渐升高。在热液作用中，随着热液温度的降低而铀与钍分离，热液阶段是金的富集阶段。,由于不同温度成矿热液在不同围岩和构造条件下形成的金矿床围岩蚀变不同，三种元素的比例也不同，故用K、Th、U的不同比值突出显示金矿的蚀变作用。在金矿找矿中选用何种比值没有固定的模式，要通过理论分析和实际经验来判断。,目前国内外常用的三种比值： 1 K/Th 比值 很多文献中都提到在热液过程中 K与Th有对抗性。在岩浆期后热 液蚀变过程中，常有大量的K带入， 使得热液中碱的浓度不断增加， Th的络合物溶解度也明显增高， 造成Th以液相的形式大量流失， 如：冰长石化的花岗岩中Th的损 失达50%。,综观冀东K/Th异常，几乎处处 都伴随钾化蚀变现象，这些蚀 变带附近几乎都是金矿找矿的 有利地段（图4-1),2 KU/Th 比值(F参数) F参数是1978年由埃菲莫夫提出， F参数指示蚀变岩有特殊功效， 他发现，非蚀变岩F值小，蚀变 岩F值大。 3 K2/UTh 比值 在热液矿床中，U与K常有分带 现象，在中低温条件下，K异常 往往是蚀变矿化的中心。,图4-6,
