實驗2 重力測點觀測數(shù)據(jù)的整理.doc

實驗2 重力測點觀測數(shù)據(jù)的整理一、實驗目的 學會重力儀在普通測點上單次觀測數(shù)據(jù)的初步整理和異常整理，并加深對布格重力異常的地球物理意義的認識。二、方法概述1. 普通點觀測數(shù)據(jù)的初步整理 用重力儀在野外普通點上進行觀測時，其讀數(shù)的變化既包含了測點間相對重力的變化，又包含了儀器本身的零位變化。初步整理的目的就是除去觀測過程中重力儀的零位變化值(稱為零位改正)，獲得各測點的絕對重力值或相對于起始基點間的相對重力值。整理內(nèi)容包括： (1) 求取讀數(shù)差式中，Si、S首基表示第i個測點和起始基點上的平均讀數(shù)。當野外工作一天中對三次或更多次基點時，應以相鄰兩次基點觀測時間間隔為一段，分段進行計算，中間的各基點既作為前一段的尾基點，又作為下一段的首基點。 (2) 求取重力差 式中，C為儀器的格值。(3) 求各測點的混合零位校正值（在精度要求較高時，應先作固體潮校正后再進行零位校正）。由于儀器在相鄰兩基點間的零位變化看作線性變化，所以儀器在該時間間隔內(nèi)的零位變化值gi；為 而各普通測點上的零位校正值gi為 式中，s尾、s首分別為重力儀在尾、首基點上的讀數(shù)平均值；g尾. g首尾基點與首基點上的已知相對重力值；t首、t尾、ti重力僅在首、尾基點和第i個普通點上的觀測時間。 (4) 求取各測點的相對重力值gi 上述各項計算均取至O.01g.u.單位。如要獲得各測點的絕對重力值，只需將各測點的相對重力值上加上總基點的絕對重力值即可。 (5) 計算普通點觀測精度。普通點的觀測精度，以檢查觀測來評定。當同一點上僅作一次檢查觀測時，衡量觀測精度的均方誤差為g.u. 式中，di原始觀測值與檢查觀測值之差；n檢查點數(shù)。2. 普通點的異常整理 對重力觀測值作初步整理后，便獲得了各測點的相對重力值(或絕對重力值)，其中既包含與地質(zhì)體分布有關的地下剩余質(zhì)量的影響，也包含有因測點水平坐標、高程、中間物質(zhì)層和測點周圍局部地形等的影響。所謂異常整理就是根據(jù)不同要求對上述影響進行相應的校正計算(也稱歸算)。布格重力異常就是對實測重力變化值進行高度校正、中間層校正、地形校正和正常場校正后所得到的重力異常值。它單純地反映了地下與地質(zhì)體有關的剩余質(zhì)量的分布。 布格重力異常可分為絕對布格重力異常與相對布格重力異常。當實測重力值換算成絕對重力值，并且上述各項校正都是以大地水準面作為起算標準，便得到絕對布格重力異常值；當實測所得是相對于測區(qū)總基點的相對重力值，各項校正均是以總基點和通過總基點所在的水準而作起算標準，則便得到相對布格重力異常值。在不大的區(qū)域范圍內(nèi)，絕對布格異常與相對布格異常值的變化形態(tài)是一樣的，僅在數(shù)值上相差一個常數(shù)。布格重力異常值的計算包括以下校正內(nèi)容： (1) 高度校正。高度校正值的計算公式為g.u.式中，測點的地理緯度()，h測點的海拔高程(m)；h0總基點的海拔高程(m)，若以大地水準而為校正基準面，則h0=0。當測區(qū)較小，h-h0不太大時，上式可簡化為g.u.(2) 中間層校正。中間層值的計算公式為g.u. 式中，測點以下，厚度是(h-h0)中間物質(zhì)層的巖石平均密度，以10kg/m為單位。當求取絕對布格重力異常時，規(guī)定取地殼的平均密度 2.67 10噸/m，當求相對布格重力異常時，應取當?shù)氐牡乇韼r石平均密度；h、h0分別是測點、總基點的高程(m)，求絕對布格異常時h0 = 0。通常，將高度校正、中間層校正合并，稱之為布格校正g.u.(3) 局部地形校正。當測點周圍地形起伏不平時，若過測點作一水平面，這時一部分地形高于水平面(多余地形質(zhì)量)，一部分地形低于水平面(缺少地形質(zhì)量)。無論是多余的，還是缺少的地形質(zhì)量，都是使測點處的重力位減小，因而相應的局部地形校正值總是正的。由于地形校正計算工作量較大，本次實驗數(shù)據(jù)又取自平原區(qū)，所以不作此項校正。地形校正值一般以gr表示。 (4) 正常場校正。正常場校正一般分為絕對緯度校正及相對緯度校正兩種方式: 絕對緯度校正。在求絕對布格重力異常時通常是以測點的x，y坐標計算出測點的經(jīng)、緯度，然后代入正常重力公式，求出該點的正常重力值。目前地礦系統(tǒng)同意利用赫爾默特(1901-1909)正常重力公式來計算正常重力值0g.u. 式中的是測點的地理緯度()。 為了提高工作效率，常常由計算機進行此項校正的計算，或事先制作出正常重力值表供使用。 相對緯度校正(緯度校正)，當測區(qū)范圍較小，且求取相對布格重力異常時，是以總基點的正常重力值當作零，每一測點都相對于總基點進行校正，以消除因緯度不同引起的重力變化。其公式為： g.u. 式中，總基點的緯度成測區(qū)的平均緯度()；x測點距總基點的南北向距離，即測點與總基點x坐標的差值，單位km。 (5) 絕對布格重力異常與相對布格重力異常。絕對布格重力異常值由下式計算：g.u. 式中，g測點的絕對重力位；0測點的正常重力值；h測點的海拔高程(m)。相對布格重力異常值由下式計算：g.u.式中，g測點相對總基點的相對重力值；h、h0測點、總基點的海拔高程(m)；g相對緯度校正值。 上述各項校正值的計算均取值至。兩人對算，各項校正值相差應不超過。最后布格重力異常值采用四舍五人取至。兩人對算 。不超過。 在布格異常計算中，有關參數(shù)取下列數(shù)值：總基點的緯度是321133，總基點坐標x=0，y=0，總基點海拔高程h0=14.80m，地表巖石平均密度為2.20103/m3。重力異常計算表的備注欄中帶*號的為檢查觀測結(jié)果。表7-2-1 重力儀觀測數(shù)據(jù)初步整理表工區(qū)：洛陽盆地儀器號：77計算者：日期：1978.2.22格值：1.0911g.u./格校對者：點線號平均讀數(shù) 讀數(shù)差重力差時間零點改正相對重力值G15 414 415 416 417 418 419 420 421 422 523 522 521 520 519 518 517 516 515 514 G15 838.10 911.45 812.40 769.75 748.70 711.25 717.60 741.60 721.05 748.50 750.95 705.55 716.00 758.80 868.65 906.10 924.35 914.05 923.95 886.65 837.75 7:10 7:44 8:15 8:24 8:31 8:48 9:00 9:22 9:34 10:00 10:36 11:05 11:23 11:32 11:49 11:57 12:03 12:11 12:20 12:29 12:51 表7-2-2 重力異常計算表日 期1984.8.6計算者工作地區(qū)江蘇鎮(zhèn)江校對者點號橫坐標Y(m)縱坐標X(m)相對重力值(g.u.)海拔高程(m)布格校正地形校正相對緯度校正布格異常區(qū)域校正剩余異常備注-1 -2 -3-4-5 -6 -7-8-9 -10 -11-3-5 -6 -812140628197104123 145165187371372368364 360 356347349349350350 19.36 19.5521.4623.2927.95 30.31 29.72 29.0929.0128.8126.44 21.52 27.5430.25 29.63 6.786.866.906.936.37 5.50 5.32 5.32 4.79 5.01 5.89*三、實驗報告編寫內(nèi)容 1. 實驗目的 2. 實驗內(nèi)容 (1) 簡述布格重力異常值的計算內(nèi)容 (2) 附上初步整理表，異常計算表及檢查觀測精度3. 問題討論 (1) 當用重力儀沿東西向二度剖面(見圖7-2-1)進行測量時，若已知儀器的格值為1.0000g.u./格，地表巖石平均