Giáo trình Địa vật lý đại cương

1. Định nghĩa Phương pháp địa vật lý là phương pháp quan sát trường địa vật lý đ ể nghiên cứu cấu trúc địa chất vỏ quả đất và tìm kiếm khoáng sản có ích. 2. Phân loại Để phân loại phương pháp địa vật lý người ta dựa trên các nguyên tắc sau: * Dựa vào lĩnh vực nghiên cứu người ta chia ra: - Vật lý địa cầu: Nghiên cứu vỏ quả đất, cấu trúc sâu từ một vài km đến manti. - Địa vật lý thăm dò: Nghiên cứu cấu trúc vỏ trái đ ất từ mặt đất đến một vài km. Nếu chia nhỏ hơn ta có: + Cấu trúc từ một vài m đến 25 m: Thuộc lĩnh vực “Địa chất công trình - Địa kĩ thu ật”; + Cấu trúc từ một vài chục m đến vài trăm m: Thuộc lĩnh v ực “Tìm nước ngầm và khoáng sản rắ n”; + Cấu trúc sâu một vài km: Thuộc lĩnh vực “Tìm kiếm dầu khí”.

pdf75 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 2287 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Giáo trình Địa vật lý đại cương, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Giáo trình Địa vật lý đại cương 1 LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình “Địa vật lý đại cương” đã được các Thầy, Cô giáo trong Bộ môn Địa vật lý giảng dạy trong nhiều năm không những cho ngành Địa vật lý mà còn cho các ngành Địa chất Dầu khí, Kỹ thuật khoan, Địa chất thăm dò, Địa chất thủy văn và Địa chất công trình. Trước đây Bộ môn vẫn sử dụng giáo trình “Địa vật lý đại cương” do GS.TSKH Mai Thanh Tân biên soạn để giảng dạy theo chương trình niên chế với thời lượng dành cho môn học này là 60 tiết. Hiện nay dạy theo chương trình tín chỉ, thời lượng dạy môn học này chỉ còn là 30 tiết. Điều đó gây không ít khó khăn cho các CBGD, nhất là các CBGD trẻ. Để đáp ứng yêu cầu giảng dạy “Địa vật lý đại cương” theo chương trình tín chỉ, Bộ môn Địa vật lý thống nhất biên soạn lại giáo trình này với với tiêu chí vẫn bảo đảm kiến thức cơ bản, khái quát các phương pháp địa vật lý, cơ sở vật lý địa chất, máy móc thiết bị đo, phương pháp xử lý tài liệu và phạm vi áp dụng của nó. Giáo trình do PGS. TS Nguyễn Trọng Nga biên soạn, được tập thể Bộ môn Địa vật lý chỉnh biên. Nội dung chỉ còn lại 6 chương: Mở đầu Chương 1: Phương pháp Trọng lực do TS. Đào Ngọc Tường chỉnh biên. Chương 2: Phương pháp Thăm dò Từ do GVC Bùi Thế Bình chỉnh biên. Chương 3: Phương pháp Thăm dò Điện, do ThS Kiều Duy Thông bổ sung, PGS.TS Nguyễn Trọng Nga chỉnh biên. Chương 4: Phương pháp Thăm dò Địa chấn do TS Phan Thiên Hương chỉnh biên. Chương 5: Phương pháp Phóng xạ do GS.TS Lê Khánh Phồn chỉnh biên. Chương 6: Phương pháp Địa vật lý giếng khoan do PGS.TS Lê Hải An chỉnh biên. Giáo trình này được biên soạn rất ngắn gọn nhưng vẫn cập nhật các kiến thức mới với các thí dụ minh họa được áp dụng trong thực tế sản xuất ở Việt Nam. Với thời gian biên tập ngắn để kịp phục vụ sinh viên đào tạo theo tín chỉ nên chắc chắn không tránh khỏi thiếu xót. Chúng tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quí báu để giáo trình được hoàn hảo hơn. TÁC GIẢ PGS.TS Nguyễn Trọng Nga 2 MỞ ĐẦU CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ 1. Định nghĩa Phương pháp địa vật lý là phương pháp quan sát trường địa vật lý để nghiên cứu cấu trúc địa chất vỏ quả đất và tìm kiếm khoáng sản có ích. 2. Phân loại Để phân loại phương pháp địa vật lý người ta dựa trên các nguyên tắc sau: * Dựa vào lĩnh vực nghiên cứu người ta chia ra: - Vật lý địa cầu: Nghiên cứu vỏ quả đất, cấu trúc sâu từ một vài km đến manti. - Địa vật lý thăm dò: Nghiên cứu cấu trúc vỏ trái đất từ mặt đất đến một vài km. Nếu chia nhỏ hơn ta có: + Cấu trúc từ một vài m đến 25 m: Thuộc lĩnh vực “Địa chất công trình - Địa kĩ thuật”; + Cấu trúc từ một vài chục m đến vài trăm m: Thuộc lĩnh vực “Tìm nước ngầm và khoáng sản rắn”; + Cấu trúc sâu một vài km: Thuộc lĩnh vực “Tìm kiếm dầu khí”. * Dựa vào các trường địa vật lý được áp dụng người ta chia thành các phương pháp địa vật lý sau: + Phương pháp “Thăm dò Trọng lực” - khảo sát trường Trọng lực; + Phương pháp “Thăm dò Từ” - khảo sát trường Địa từ; + Phương pháp “Thăm dò Phóng xạ” - khảo sát trường Phóng xạ; + Phương pháp “Thăm dò Địa chấn” - khảo sát trường Sóng đàn hồi; + Phương pháp “Thăm dò Điện” - khảo sát trường Điện; + Phương pháp “Thăm dò Địa nhiệt” - khảo sát trường Địa nhiệt; + Phương pháp “Địa vật lý giếng khoan” - khảo sát trong lỗ khoan. 3. So sánh với phương pháp địa chất Khác với phương pháp địa chất, nghiên cứu trực tiếp qua mẫu khoan và vết lộ, các phương pháp địa vật lý nghiên cứu gián tiếp qua trường địa vật lý. 4. Trường địa vật lý Trường là khoảng không gian xảy ra các tương tác vật lý. Trái đất luôn tồn tại các trường địa chấn (động đất), trường địa từ, trường trọng lực, trường địa điện, trường phóng xạ, trường địa nhiệt. Quan sát các trường này trên mặt đất giúp ta tìm ra nguồn gây ra chúng. * Để phân loại trường người ta dựa trên nguồn gốc sinh ra nó: + Trường có nguồn gốc tự nhiên là trường vốn có trong tự nhiên như động đất, phóng xạ…; + Trường có nguồn gốc nhân tạo là trường do con người tạo ra như nổ mìn, phát điện… 5. Bài toán thuận và bài toán ngược địa vật lý * Bài toán thuận địa vật lý Bài toán thuận địa vật lý là bài toán tính toán trường trên mô hình môi trường đã biết rõ về hình dạng, kích thước đối tượng, cấu trúc môi trường vây quanh và các tham số vật lý của nó. Bài toán thuận luôn đơn trị, có nghĩa là chỉ có một nghiệm duy nhất. * Bài toán ngược địa vật lý Bài toán ngược địa vật lý là bài toán xuất phát từ việc quan sát trường dẫn đến việc giải đoán cấu trúc môi trường trên cơ sở xử lý, biến đổi toán học trường quan sát. Bài toán 3 ngược có tính đa trị, nghĩa là có thể có nhiều kết quả. 6. Kênh thông tin địa vật lý Quá trình khảo sát đo đạc địa vật lý, từ khâu tài liệu quan sát, xử lý tài liệu dẫn đến kết luận địa chất thực chất là một kênh thông tin như sau: Nguồn trường Môi trường địa chất Trường địa vật lý Đo đạc khảo sát trường Số liệu địa vật lý Xử lý phân tích Kết quả địa vật lý địa chất 7. Tín hiệu và nhiễu địa vật lý Các số liệu đo trường địa vật lý f(t, r) trong không gian và thời gian bao gồm tín hiệu có ích phản ánh đúng đối tượng trong môi trường S(t, r) và nhiễu n(t, r) - do nguồn khác với đối tượng như nhiễu kĩ thuật, nhiễu có trong tự nhiên, tất cả tác động vào số liệu đo: f(t, r) = S(t, r) + n(t, r) Trong thực tế sẽ xảy ra các trường hợp như sau: - S(t, r) >> n(t, r) nghĩa là tín hiệu mạnh hơn nhiễu, khi xử lý sẽ dễ nhận biết đối tượng; - S(t, r)  n(t, r) nghĩa là tín hiệu xấp xỉ nhiễu, khi xử lý khó nhận biết đối tượng; - S(t, r) << n(t, r) nghĩa là tín hiệu nhỏ yếu so với nhiễu, khi xử lý sẽ rất khó nhận biết đối tượng. Người ta sử dụng bộ lọc k(t, r) để làm yếu nhiễu, làm rõ tín hiệu có ích nghĩa là tín hiệu đo chập với bộ lọc sẽ cho tín hiệu có ích mạnh lên. f’(t, r) = f(t, r) * k(t, r)  S(t, r) 8. Điều kiện áp dụng phương pháp địa vật lý Để áp dụng có hiệu quả các phương pháp địa vật lý phải có hai điều kiện: - Đối tượng có tính chất vật lý (tham số) khác biệt với đất đá môi trường vây quanh. Với tính chất vật lý nào đó thì phải áp dụng phương pháp địa vật lý tương ứng thích hợp mới có hiệu quả. - Đặc điểm hình thái đối tượng: Đối tượng gây ra trường địa vật lý nằm càng nông, kích thước lớn thì càng dễ phát hiện. Gọi kích thước đối tượng là d, nằm ở chiều sâu h, thì điều kiện phát hiện là h phải nhỏ hơn d. Để đánh giá khả năng phát hiện của một phương pháp địa vật lý nào đó người ta thường làm như sau: - Dự kiến mô hình đối tượng với các tham số của nó; -Tính bài toán thuận từ mô hình đã cho, kết quả có tín hiệu phản ánh đối tượng là tốt. 9. Mạng lưới quan sát và biểu diễn kết quả địa vật lý a. Mạng lưới quan sát địa vật lý Mạng lưới quan sát địa vật lý gồm tuyến đo hay mạng lưới tuyến đo có giá trị nhất định đến hiệu quả của phương pháp địa vật lý. Vì vậy khi quan sát địa vật lý phải chọn mạng lưới như sau: - Phương tuyến đo phải chọn vuông góc với phương kéo dài của đối tượng để bảo đảm gặp đối tượng và tín hiệu có ích mạnh nhất; 4 - Khoảng cách điểm đo phải đủ dày sao cho có ít nhất 2 hoặc 3 điểm đo nằm trên đối tượng để bảo đảm độ tin cậy của tín hiệu có ích; - Căn cứ vào mức độ khảo sát chọn tỉ lệ đo vẽ thích hợp từ tỉ lệ nhỏ tới tỉ lệ lớn: 1:1.000.000 đến 1:500, cứ 1÷2 cm trong tỉ lệ đo vẽ có một tuyến đo. Như vậy bảo đảm không bỏ xót đối tượng ở tỉ lệ đo. b. Biểu diễn kết quả địa vật lý - Kết quả khảo sát theo tuyến thường biểu diễn dưới dạng: + Đồ thị kết quả đo địa vật lý và kèm theo lát cắt địa chất vẽ ở dưới ; + Lát cắt địa vật lý theo tham số địa vật lý là bức tranh “Lát cắt kết quả theo hai chiều x, z” - Kết quả khảo sát theo diện tích được biểu diễn dưới dạng bản đồ đẳng trị tham số đo địa vật lý ở hai mức: + Bản đồ kết quả địa vật lý trên mặt đất (z = 0); + Bản đồ kết quả địa vật lý ở các chiều sâu (z = h). 10. Tổ hợp phương pháp địa vật lý Để hạn chế tính đa trị của bài toán ngược địa vật lý phải áp dụng nhiều phương pháp địa vật lý, mỗi phương pháp phản ánh một tính chất địa vật lý của đối tượng, khi tổng hợp số liệu sẽ cho kết quả khẳng định về đối tượng tìm kiếm, trong những trường hợp thuận lợi có thể cho phép khẳng định về bản chất của đối tượng tìm kiếm. Thí dụ như đó là loại quặng gì, cấu tạo có khả năng chứa dầu khí cao hay thấp… 5 CHƯƠNG I: PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ TRỌNG LỰC Thăm dò trọng lực là phương pháp địa vật lý quan sát (đo) trường trọng lực trên mặt đất để nghiên cứu cấu trúc địa chất, tìm kiếm khoáng sản và giải quyết các nhiệm vụ địa chất. Cơ sở áp dụng của phương pháp trọng lực là do đất đá khác nhau về mật độ (khối lượng của một đơn vị thể tích đất đá) nghĩa là đối tượng phải có sự chênh lệch về mật độ hay tồn tại mật độ dư: 0    . Với:  là mật độ của đối tượng; 0 là mật độ của đất đá vây quanh. Mật độ  luôn dương nhưng mật độ dư  có thể dương hoặc âm do 0   hoặc 0   . §1.1 Cơ sở vật lý địa chất của phương pháp trọng lực 1.1.1. Trường trọng lực Trường trọng lực của trái đất bằng tổng của trường hấp dẫn do khối lượng trái đất và trường ly tâm do sự quay quanh trục trái đất tạo ra tại mặt đất (xem hình 1.1) g f C     (1.1) Với: 3 Mf k R R    là trường hấp dẫn do khối lượng M của trái đất gây ra. 2C .d    là trường ly tâm do sự quay của trái đất.Trường ly tâm C  nhỏ, bằng 1/300 trường hấp dẫn f  . Ở đây: k = 6,67 .10-8 cm3/g.s2 là hằng số hấp dẫn. Nguồn gây ra trường trọng lực là khối lượng M và vận tốc quay  của trái đất. Đơn vị đo trọng lực trong hệ CGS là cm/s2, gọi là Gal. 1Gal = 1 cm/s2 1mGal = 10-3 Gal 1.1.2. Trường hấp dẫn của một vật thể Giả sử vật thể có thể tích V, xét yếu tố khối lượng dm .dV  gây ra trường hấp dẫn df  tại điểm M trên mặt đất (xem hình 1.2). 3 .dVdf k r r     Với       1/22 2 2r x y z          df  có các thành phần theo các trục tọa độ và tương ứng có các thành phần trường hấp dẫn là: Hình 1.1: Trọng lực và các thành phần của nó Hình 1.2: Trường hấp dẫn của một vật thể 6    x x3 3 V . x.dVdf k x f k dV r r             y y3 3 V . y.dVdf k y f k dV r r        (1.2)    z z3 3 V . z.dVdf k z f k dV r r          1.1.3. Giá trị trọng lực bình thường và dị thường a. Giá trị trọng lực bình thường Giá trị trọng lực bình thường là giá trị trọng lực trên mặt đất lý thuyết có dạng elipxoit gồm các lớp đồng tâm, đồng nhất. Với một vùng nhỏ hẹp trên mặt đất lý thuyết gần như trùng với mặt geoit là mặt biển yên tĩnh nên ta có giá trị trọng lực bình thường là:  2 2 20 e 1 2g 1 .sin .sin 2 .cos .cos2 ...        (1.3) Trong đó: ge là giá trị trọng lực ở xích đạo; 1 2, ,   là các hệ số liên quan đến độ dẹt, vận tốc quay, sự phân bố khối lượng của trái đất; ,  là vĩ độ, kinh độ của vị trí điểm xác định. Vì giá trị 2 1  nên thực tế 0 coi như không phụ thuộc vào kinh độ. b. Dị thường trọng lực * Dị thường trọng lực Dị thường trọng lực là giá trị trọng lực quan sát trừ đi giá trị trọng lực bình thường tại điểm quan sát: qs 0g g g      (1.4) * Ý nghĩa của dị thường trọng lực:    qs 0 qs 0qs 0g g g f C f C f f                  (1.5) Như vậy trường trọng lực hoàn toàn khác trường hấp dẫn nhưng dị thường trọng lực lại hoàn toàn trùng dị thường hấp dẫn. Nguồn gây ra dị thường trọng lực là khối lượng dư m .V  . Do đó dị thường trọng lực càng lớn khi đối tượng có mật độ dư  càng lớn và kích thước càng lớn. * Tính dị thường trọng lực Do điểm quan sát và điểm có giá trị trọng lực bình thường 0 không cùng một vị trí. Do đó phải thực hiện một số hiệu chỉnh để đưa 0 về 0g : 0 hcqsg g g         (1.6) Trong đó: hcg là lượng hiệu chỉnh ảnh hưởng do điều kiện đo đạc. * Lượng hiệu chỉnh hcg gồm các hiệu chỉnh sau: - Hiệu chỉnh độ cao: Khi tăng độ cao, giá trị trọng lực sẽ giảm như vậy hiệu chỉnh độ cao có giá trị dương (gọi là hiệu chỉnh Fai). Hg 0,3086.H  Hình 1.3: Hiệu chỉnh trọng lực 7 - Hiệu chỉnh lớp giữa: Có lớp đất đá mật độ  nằm giữa điểm đo với mặt geoit, coi như là lớp mỏng có chiều dày H làm tăng giá trị trọng lực vì vậy hiệu chỉnh lớp giữa có giá trị âm. lgg 0,0418. .H    - Hiệu chỉnh địa hình: Địa hình lồi lõm quanh điểm quan sát làm cho dư thừa vật chất hoặc thiếu vật chất đều làm giảm giá trị trọng lực, vì vậy hiệu chỉnh địa hình có giá trị dương và được tính khi biết mặt địa hình quanh điểm quan sát. Người ta chia diện tích quanh điểm quan sát thành các yếu tố xéctơ có diện tích Sij và sự chênh độ cao ijH với điểm đo. Giá trị hiệu chỉnh địa hình là: dh ij i j g g   Trong đó: ijg là giá trị hiệu chỉnh của xéctơ có thể tích là một khối diện tích đáy Sij và chiều cao là ijH Như vậy dị thường trọng lực sẽ là: qs 0 H lg dhg g g g g           qs 0 dhg 0,3086 0,0418 H g        (1.7) 1.1.4. Cơ sở địa chất - Mật độ đất đá Mật độ đất đá là khối lượng riêng của đất đá m / V  . Đơn vị đo mật độ  là g/cm3, được xác định bằng cân kỹ thuật. Mật độ đất đá được tính theo ba lần cân mẫu.   1 2 1 2 3 P P P PP P       (1.8) Trong đó: P1 là trọng lượng mẫu cân lần 1 trong không khí; P2 là trọng lượng mẫu bọc parafin cân lần 2 trong không khí; P3 là trọng lượng mẫu bọc parafin cân lần 3 trong nước; P là mật độ parafin (đã biết trước). Các loại đá khác nhau có mật độ khác nhau, phụ thuộc vào thành phần thạch học và độ rỗng của đá (xem bảng 1.1) Bảng 1.1: Mật độ đất đá Tên đá Mật độ (g/cm3) Tên đá Mật độ (g/cm3) Tên đá Mật độ (g/cm3) Đá trầm tích Đá biến chất Đá macma Đất 1,20 – 2,40 Quaczit 2,50 – 2,70 Riolit 2,35 – 2,70 Sét 1,63 – 2,60 Diệp thạch 2,39 – 2,90 Andesit 2,40 – 2,80 Cát 1,70 – 2,30 Gơnai 2,69 – 3,70 Granit 2,50 – 2,81 Cát kết 1,61 – 2,76 Cẩm thạch 2,60 – 2,90 Granodiorit 2,67 – 2,79 Phiến sét 1,77 – 3,20 Amphibon 2,90 – 3,04 Điorit 2,72 – 2,99 Đá vôi 1,93 – 2,90 Secpentin 2,40 – 3,10 Điabaz 2,50 – 3,20 Đolomit 2,28 – 2,90 Bazan 2,70 – 3,30 Gabro 2,70 – 3,50 8 Nhìn chung mật độ đá trầm tích nhỏ hơn đá biến chất và đá magma: tt bc mm     . Gây ra dị thường trọng lực là khối lượng của vật thể cómật độ dư 0    . Dị thường trọng lực phụ thuộc vào độ lớn của mật độ dư  và thể tích của vật thể V. Ví dụ: Dị thường hang Kast rỗng có 0  nên g có giá trị âm, còn dị thường do móng kết tinh có 0  nên g có giá trị dương. §1.2 Phương pháp kỹ thuật đo trọng lực 1.2.1. Máy đo trọng lực * Nguyên tắc máy đo trọng lực: Các máy đo trọng lực dựa trên các nguyên tắc sau: - Nguyên tắc động: Quan sát chuyển động của vật thể trong trường trọng lực. Ví dụ: Quan sát dao động của con lắc (đo thời gian, chu kỳ dao động) hay quan sát sự rơi tự do của một vật. - Nguyên tắc tĩnh: Quan sát trạng thái cân bằng khi trọng lực tác dụng vào thiết bị đo. a. Máy đo trọng lực con lắc Dựa trên nguyên tắc động: Với con lắc tự do chu kỳ dao động của con lắc là (xem hình 1.4). 2 2lT T .g .l const g       Giả sử ở điểm chuẩn đo được chu kỳ là T0, trọng trường là g0. Tương ứng ở điểm thứ i đo được chu kỳ Ti, trọng trường là gi. Như vậy: i 0 0 0 ΔTT = T + ΔT = T 1+ T       2 i 0 0 0 0 T 2 Tg g 1 g 1 T T                  i 0 0 0 Tg g g 2.g . T       Như vậy đo chu kì dao động, người ta xác định được gia số trọng lực ig . Sau đó tính giá trị trọng lực tuyệt đối: i 0 ig g g   (1.9) Đó là giá trị trọng lực tuyệt đối tại điểm i. b. Trọng lực kế thạch anh Dựa trên nguyên tắc tĩnh người ta chế tạo trọng lực kế thạch anh (hình 1.5) Điều chỉnh độ căng của lò xo cho phép cân bằng mô men đàn hồi của lò so với mô men trọng lực. Ở Hình 1.4: Con lắc tự do Hình 1.5: Sơ đồ hệ đàn hồi máy trọng lực thạch anh 1. Vỏ máy 2. Khung thạch anh 3. Sợi dây thạch anh 4. Lò xo thạch anh 5. Cánh tay đòn gắn trọng vật 6. Hệ thống quang học 9 trạng thái cân bằng thông qua hệ thống quang học, xác định giá trị tương đối trọng lực tại điểm đo so với điểm gốc:  iI i Ig C S S   (1.10) Trong đó: C là hằng số máy tức giá trị trọng lực của một vạch chia; Si, SI là số đo tại điểm đo thứ i và điểm gốc I. Hiện nay thường dùng các loại máy đo trọng lực loại này là: GNUK (Nga), Z-400 (Trung quốc), CG-3, CG-4, CG-5 (Scintrex- Canada), Sodin (Canada)… có độ chính xác từ 0,03÷0,001mGal. 1.2.2. Đo vẽ trọng lực Phương pháp trọng lực được đo vẽ theo tỷ lệ đo từ 1:1.000.000 ÷1:5 000. - Mạng lưới đo: Phân bố đều trên diện tích khảo sát; - Hệ thống các điểm đo: Các điểm đo trọng lực được chia thành:  Điểm đo tựa là các điểm đo có độ chính xác cao hơn và được tính ra giá trị trọng lực tuyệt đối, được phân bố theo mạng lưới đa giác phủ tương đối đều trên diện tích đo.  Điểm đo thường là các điểm đo nằm giữa các điểm tựa theo các chuyến đo. - Tọa độ điểm đo phải được biết với độ chính xác cần thiết. 1.2.3. Tính dị thường trọng lực Bughe Dị thường trọng lực Bughe được tính theo công thức (1.6). B qs 0 hcg g g      (1.11) Trong đó: qs g ig g g   gg là giá trị trọng lực ở điểm gốc; ig là giá trị trọng lực tương đối tại điểm đo so với điểm gốc;  hc dhg 0,3086 0,0418 .H g      Kết quả đo trọng lực được biểu diễn dưới dạng đồ thị dị thường (khi đo theo tuyến) hay bản đồ đẳng trị dị thường Bughe trên diện tích đo. §1.3 Xử lý tài liệu trọng lực, phạm vi áp dụng của phương pháp trọng lực Để xử lý tài liệu trọng lực, trước hết phải biết dị thường trọng lực của một số vật thể đơn giản. 1.3.1. Dị thường trọng lực của một số vật thể đơn giản Dị thường trọng lực của vật thể quyết định bởi hình dạng vật thể có thể tích V và mật độ dư 0    , do khối dư m .V  (xem hình 1.6). Xét yếu tố dV gây ra dị thường trọng lực:  z 3 zdg df x, y,z k. . dV r      Nên vật thể m .V  gây ra dị thường trọng lực: 3 V zg k. dV r      (1.12) Hình 1.6: Dị thường trọng lực của vật thể 10 a. Dị thường trọng lực của vật thể dạng cầu Với 2 2x, 0, h r x h         , vật thể có dạng cầu gây ra dị thường trọng lực là:   3 cau 3 3/22 2 V. .h 4 hg k. k. . .a . 3r x h        (1.13) Dị thường trọng lực của quả cầu có dạng như hình 1.7a Trường hợp 0  (thí dụ hang kast rỗng) gây nên dị thường trọng lực âm (hình 1.7.b). b. Dị thường trọng lực của hình trụ tròn nằm ngang Với vật thể là hình trụ tròn nằm ngang gây ra trường như trường của một thanh nằm ngang có mật độ dài 2.a .    (xem hình 1.8). Khi tuyến vuông góc với trục của hình trụ ta có dị thường trọng lực là. 2 tru 2 2 2 .h .a . .hg 2.k. 2.k. r x h        (1.14) Dị thường trọng lực của hình trụ trên các tuyến vuông góc với trục của hình trụ đều có dạng như nhau. c. Dị thường trọng lực của bậc thẳng đứng Bậc thẳng đứng như một nửa lớp mỏng phẳng có độ dày h = z2 - z1, mật độ dư  gây nên biên độ dị thường (hình 1.9).  bâc 2 1g 2 .k. . z z     (1.15) Các kết quả trên được sử dụng để nhận biết sơ bộ dị thường trọng lực. d. Dị thường mặt móng đá gốc Với đá gốc có dạng là một vòm nâng, do mật độ dư 0  nên gây ra dị thường trọng lực g đồng dạng với địa hình mặt móng (xem hình 1.10). 1.3.2. Xử lý tài liệu trọng lực Tài liệu trọng lực đo được ở một diện tích nghiên cứu được biểu diễn dưới dạng bản đồ dị thường Bughe: B qs 0 hcg g g      Dị thường trọng lực Bughe phản ánh cấu trúc địa chất, nhưng do hiệu ứng gộp gồm nhiều đối tượng nên phải dùng phương pháp xử lý để tách ra từng đối tượng gây ra dị thường. Hình 1.8: Dị thường trọng lực củavật