重力勘探思考題

1、2011重力勘探復(fù)習(xí)資料思考題及作業(yè)題這次考試給人的感覺就是自由發(fā)揮題體較多，像舉例說明重力勘探的前提，綜合題（舉例說明重力勘探的應(yīng)用領(lǐng)域10分，重力大作業(yè)也考到了20分:分析數(shù)據(jù)處理過程及步驟與理由，對(duì)異常原因進(jìn)行解釋）具體分值是：名詞解釋10個(gè)，共三十分，局部重力高、大地水準(zhǔn)面、重力梯級(jí)帶、剩余質(zhì)量、密度界面、布格重力異常、零點(diǎn)漂移。剩下的三個(gè)，可能是因?yàn)樘?jiǎn)單了，沒記住。問答題五個(gè)40分：重力與重力位的關(guān)系、三重小循環(huán)的觀測(cè)方式與特點(diǎn)、舉例說明重力勘探的前提、異?？臻g延拓的原理及上、下延拓的作用，如何理解異常區(qū)分產(chǎn)生的“虛假異?！?？在資料解釋中應(yīng)如何注意。最后綜合題兩道，30分。第二章很

2、重要，但考得較少，可能因?yàn)樵诠腆w地球物理中已考了吧。 這次復(fù)習(xí)中，名詞解釋和問答題都還差不多，當(dāng)然每年的題都不一樣，希望能對(duì)大家有所作用，這份資料中有些地方欠妥，希望大家能辨別，要想考的好成績(jī)，還得平時(shí)努力，最后衷心希望每個(gè)人都能考的好成績(jī)。1、地球重力全球分布總體特征以及與這些有關(guān)的因素。答：兩極扁平的球體的引力，在同一個(gè)水準(zhǔn)面上的兩極處數(shù)值最大，赤道處最??；而慣性離心力則距旋轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)數(shù)值越大，顯然在地球表面赤道處最大，兩極處為零；總體上，地球重力的數(shù)值隨緯度變化，并且在兩極處最大，赤道處最小。影響因素：地球的形狀扁橢球體引力隨緯度變化，在大地水準(zhǔn)面上，兩處最大，赤道處最小，兩者相差約180

3、0mGal；地球自轉(zhuǎn)慣性離心力隨緯度變化，在大地水準(zhǔn)面上，兩極等于零，赤道最大，最大變化達(dá)3400mGal；地球內(nèi)部物質(zhì)密度分布不均勻；太陽(yáng)與月球的引力，最大變化達(dá)0.2mGa2、重力等位面及其的性質(zhì)。（和重力的關(guān)系）問答題答：可見，上式為一簇曲面方程，任意一個(gè)方程為一個(gè)重力等位面，在重力場(chǎng)空間有無數(shù)個(gè)重力等位面。 1）重力位是一個(gè)標(biāo)量函數(shù)，重力位沿任意方向的偏導(dǎo)數(shù)就等于重力在該方向的分量或投影； 2）重力等位面是空間曲面，在重力場(chǎng)空間內(nèi)有無窮多個(gè)重力等位面，該空間中任何一點(diǎn)都處于某個(gè)重力等位面上； 3）重力場(chǎng)空間內(nèi)任意一點(diǎn)的重力值等于重力位在沿等位面內(nèi)法線方向偏導(dǎo)數(shù)，重力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)內(nèi)法線方

4、向重力位變化梯度最大方向； 4）重力等位面上重力位處處相等，但重力的方向和大小均不一定相等。 任何兩個(gè)重力等位面互不相交，也不一定平行。3、水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面的物理含義。（名詞解釋）答：在測(cè)繪技術(shù)中稱重力等位面為水準(zhǔn)面同一個(gè)水準(zhǔn)面上的高度或高程是相等的，而且它與用一根懸吊靜止重物時(shí)的鉛垂線垂直，這個(gè)鉛垂線實(shí)際上代表了重力方向。由于地球表面70%以上為海水覆蓋，若海水面是一個(gè)平靜，大地水準(zhǔn)面是由靜止海水面并向大陸延伸所形成的不規(guī)則的封閉曲面，但海水面永遠(yuǎn)不會(huì)平靜，一般是將平均的海平面作為大地水準(zhǔn)面1.4 如何利用地球重力模型數(shù)據(jù)研究地球內(nèi)部問題。 全球重力場(chǎng)模型是衛(wèi)星大地測(cè)量精密定軌的基礎(chǔ)，通過

5、地球重力場(chǎng)模型及對(duì)地球外部重力場(chǎng)的分析，可為地球物理學(xué)和地質(zhì)學(xué)提供地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和狀態(tài)的信息。 地球內(nèi)部深處的物質(zhì)密度主要根據(jù)地震波速度以及巖石物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果和地球內(nèi)部物理研究推測(cè)而來。不同的球諧系數(shù)，可以得到不同的地球重力模型。球諧系數(shù)及是根據(jù)地球的質(zhì)量、形狀、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及地球表面及空間重力測(cè)量數(shù)據(jù)等解算來獲得的，實(shí)際的階次不可能無限大而是有限數(shù)。地球重力模型的最高階次越高且高階系數(shù)解算精度越高，表明模型空間分別率越高，模型所能反映地球重力變化細(xì)節(jié)越豐富。2.1 正常地球重力的由來，物理上代表什么。（考了）答：正常重力公式指的是計(jì)算地球橢球在其表面上的正常重力值的公式。 地球從總體上說處于流體平

6、衡狀態(tài)，大地水準(zhǔn)面接近于旋轉(zhuǎn)橢球體面。所以假定：一個(gè)旋轉(zhuǎn)橢球作為真實(shí)地球的理想模型，稱為地球橢球。它產(chǎn)生規(guī)則的重力場(chǎng)稱為正常重力場(chǎng)。 正常重力橢球表面上正常地球重力場(chǎng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式其計(jì)算公式稱為正常重力公式。2.2 研究正常重力的空間變化率有何作用？2.3 各種校正的概念及其物理意義高程為h處的正常重力值為 通?？梢詫⒆杂煽臻g校正量近似為上式相當(dāng)與對(duì)原橢球面上的正常重力值進(jìn)行了一項(xiàng)校正，（1）這種校正稱為“自由空間”校正，也稱為“高度校正”自由空間校正只是將重力測(cè)量值中高程變化的部分影響去掉，其物理意義在于：將大地水準(zhǔn)面或地球橢球面上的正常重力值換算到測(cè)點(diǎn)高程處正常重力值。（2）地形校正（TC）

7、：將測(cè)點(diǎn)周圍起伏地表與該測(cè)點(diǎn)所在水準(zhǔn)面所包含的（無論高于或是低于測(cè)點(diǎn)的）物質(zhì)在測(cè)點(diǎn)處產(chǎn)生的引力之鉛錘分量加到觀測(cè)重力值中。（3）中間層校正是布格（Pierre Bouguer）首先提出來的，所以又稱“布格校正”，中間層校正是以大地水準(zhǔn)面或地球橢球面作為基準(zhǔn)面，將以各測(cè)點(diǎn)高程為厚度的物質(zhì)層在測(cè)點(diǎn)處產(chǎn)生的引力之鉛錘分量，該點(diǎn)從重力觀測(cè)值中減去。（4）均衡矯正：若把地殼視為均衡的，按照均衡理論，根據(jù)高程和海水深度變化，將均衡地殼物質(zhì)密度或厚度按正常地殼進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算補(bǔ)償物質(zhì)產(chǎn)生的引力效應(yīng)，作為均衡校正，2.4 均衡異常與布格異常的物理上的差異？思考傳統(tǒng)的均衡理論存在的問題？巖石圈厚度變化以及橫向密度不

8、均勻能在布格異?；蚓猱惓Ｖ蟹从硢?？ 答：將測(cè)點(diǎn)上觀測(cè)的重力值，經(jīng)過自由空間校正、地形校正、和布格校正，在與正常重力進(jìn)行比較，得到的重力異常只反映地下物質(zhì)密度不均勻狀態(tài)，這種異常稱為布格異常。按假說所給出的均衡補(bǔ)償方法，對(duì)均衡范圍以內(nèi)的，均衡狀態(tài)下地殼密度或厚度所產(chǎn)生的引力效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，并從地面重力值中減去，即得到均衡異常 均衡異常物理意義：若把地殼視為均衡的，按照均衡理論，根據(jù)高程和海水深度變化，將均衡地殼物質(zhì)密度或厚度按正常地殼進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算補(bǔ)償物質(zhì)產(chǎn)生的引力效應(yīng)，作為均衡校正，把它從自由空間重力異常中減去，即可以得到均衡異常。2.5各種重力異常的地球物理意義比較實(shí)際地球重力值的物理含義：在

9、實(shí)際地球所產(chǎn)生引力和慣性離心力，它包含了各種地球內(nèi)部密度變化產(chǎn)生引力效應(yīng)。正常重力的物理含義：在假定條件下，理想地球在橢球面上產(chǎn)生的引力和慣性離心力。自由空間重力異常的物理含義：反映地表物質(zhì)質(zhì)量和地下物質(zhì)密度與正常地球密度差異形成的“剩余質(zhì)量”產(chǎn)生的引力之鉛錘方向的投影。布格重力異常的物理含義：?jiǎn)渭兎从车叵挛镔|(zhì)密度與正常地球密度差異所形成的 “剩余質(zhì)量”產(chǎn)生的引力之鉛錘方向的投影。均衡異常的物理含義：在地殼厚度或密度滿足均衡假設(shè)下，反映地殼厚度偏離正常地殼厚度和地下物質(zhì)密度偏離正常地球密度所形成的 “剩余質(zhì)量”產(chǎn)生的引力效應(yīng)之鉛錘方向的投影。大區(qū)域上，均衡異?？梢砸暈榈貧な欠襁_(dá)到均衡的標(biāo)志2.

10、6一度體、二度體、三度體：一度體：幾何上僅一個(gè)方向有限，表示物體密度僅在一個(gè)坐標(biāo)方向變化，如水平平行層狀物體，也稱一維模型；二度體：幾何上兩個(gè)方向有限，表示物體密度僅在兩個(gè)坐標(biāo)方向變化，如水平無限長(zhǎng)（圓或方）柱體，也稱二維模型；三度體：幾何上三個(gè)方向有限，表示物體密度在三個(gè)坐標(biāo)方向都變化，如球體、立方體、長(zhǎng)方體，也稱三維模型。3.1 重力儀動(dòng)態(tài)、靜態(tài)試驗(yàn)的目的3.2 操作重力儀時(shí)為什么需要保持儀器水平，這與布格異常物理含義以及 dgTC的計(jì)算的是否有關(guān)系？ 3.3 相對(duì)重力儀“零位漂移”和“零點(diǎn)讀數(shù)”(考了)答 ：（1）零點(diǎn)讀數(shù)法 當(dāng)重力發(fā)生改變后，平衡系統(tǒng)位移，達(dá)到新的平衡，通過外界加力補(bǔ)償

11、，使其重新回到重力變化以前的位置。通過測(cè)算外力，即可得到重力變化。 （2）利用彈性體制成重力儀，彈性體在外力長(zhǎng)期作用下，會(huì)產(chǎn)生彈性疲勞，即彈性性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變。當(dāng)超出了彈性限度，則彈性體發(fā)生永久變形。 在重力儀中，這種現(xiàn)象表現(xiàn)為在同一點(diǎn)上的讀數(shù)有變化（不考慮任何其它因素），這種變化稱為零點(diǎn)漂移，簡(jiǎn)稱零漂。 零漂是所有彈性重力儀不可克服的一個(gè)弱點(diǎn)。一臺(tái)重力儀的精度高低，質(zhì)量好壞主要看它零漂值的大小和是否線性。4.1 重力勘探施工設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容（1）技術(shù)設(shè)計(jì)的要素 工作比例尺：控制測(cè)量點(diǎn)空間分布密度的指標(biāo) 1:200萬1:50萬 (預(yù)查) 1:25萬1:10萬 (普查) 1:5萬1:2.5萬 (詳查

12、) 1:50001:1000 (細(xì)測(cè)或精測(cè)) 異常精度: 控制測(cè)量質(zhì)量的指標(biāo)。一般取最小有效異常幅度的1/3。 測(cè)量方式：路線測(cè)量、自由網(wǎng)、規(guī)則網(wǎng)、剖面測(cè)量。 依據(jù)：工作任務(wù)、測(cè)區(qū)條件、經(jīng)費(fèi)（2）測(cè)網(wǎng)布設(shè) 一般原則：測(cè)線與測(cè)區(qū)主要構(gòu)造方向垂直 若測(cè)區(qū)內(nèi)有多組不同方向構(gòu)造或構(gòu)造方向不明，測(cè)線選擇南北向。（3）測(cè)量精度分配：重力觀測(cè)誤差：與儀器和工作方式有關(guān)；高程、坐標(biāo)測(cè)量誤差；與資料和測(cè)量?jī)x器和工作方式有關(guān)地形校正誤差：與資料和地形負(fù)雜程度有關(guān)其它： 4.2 測(cè)網(wǎng)布設(shè)原則基點(diǎn)、基點(diǎn)網(wǎng)布設(shè) 目的：控制重力儀零位漂移和觀測(cè)誤差。 選擇交通條件好、相對(duì)穩(wěn)定的、永久性好的地點(diǎn)。4.3 三重小循環(huán)觀測(cè)的特

13、點(diǎn)（考了）4.4 航空、海洋重力測(cè)量主要特點(diǎn)，與陸地測(cè)量的區(qū)別 海洋與航空重力測(cè)量是指在海域、空中進(jìn)行重力測(cè)量。海域重力測(cè)量有兩種形式，一種是海底重力測(cè)量，一種是船載重力測(cè)量；航空重力測(cè)量是指機(jī)載重力測(cè)量。 (1)動(dòng)態(tài)測(cè)量特點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)過程中測(cè)量重力； 運(yùn)動(dòng)過程中的載體工具很難提供一個(gè)平穩(wěn)的水平平臺(tái)； 各種作用力的干擾較大。 (2)各種擾動(dòng)影響水平加速度的影響。這種影響有常量的和周期性的兩種，例如船以加速度航行時(shí)，水平加速度是常量的；由于波浪起伏或機(jī)器振動(dòng)而引起船在水平方向上(前、后、左、右)的振動(dòng)則為周期性的。垂直加速度的影響。它主要是波浪起伏和機(jī)器振動(dòng)而引起船在垂直方向上的振動(dòng)，它只能是周期性

14、的。 旋轉(zhuǎn)影響。它是由于波浪或其它因素引起的船身繞三個(gè)互相正交軸的轉(zhuǎn)動(dòng)(即前后、左右搖動(dòng)和繞豎直軸的旋轉(zhuǎn))，這種影響也有常量的和周期性的。此外，當(dāng)船的航向改變而沿曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)儀器還會(huì)產(chǎn)生徑向加速度的作用。3）艾特維斯效應(yīng) 由于用來測(cè)定重力的儀器隨載體相對(duì)于地球在運(yùn)動(dòng)，作用在儀器上的離心力改變了，因而也改變了重力的大小這種影響稱為艾特維斯效應(yīng)。 這些擾動(dòng)力的影響通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過重力測(cè)量的觀測(cè)誤差，甚至達(dá)到幾十伽。因此必須采取相應(yīng)的措施來消除或從重力觀測(cè)值中加以改正，這就需要一些特殊的儀器和方法。 4.5 經(jīng)自由空間校正后，起伏地形上的布格異常值是否被移至基準(zhǔn)面（大地水準(zhǔn)面）上？否4.6 如何對(duì)海上觀

15、測(cè)的重力進(jìn)行地形校正？ 5.1 決定巖石密度的主要因素各是什么？（1）巖(礦)石的礦物組分及含量；巖石通常由多種礦物組成，由于不同礦物密度存在差異，其所占巖石重量百分比決定了巖石的密度。顯然密度大的礦物所占百分比越高，巖石的密度就越大。（2）巖石結(jié)構(gòu)與礦物結(jié)晶程度；一般而言，巖石中礦物結(jié)晶程度越高，顆粒越大，密度也越大；反之，巖石密度就越小。 （3）巖石中孔隙及其充填物成分及含量（若孔隙內(nèi)部的存在充填物）； 由于天然巖石內(nèi)或多或少都存在一定孔隙，孔隙中還有可能充填了物質(zhì)。如此，巖石內(nèi)存在孔隙空間的大小孔隙度以及孔隙內(nèi)部充填的物質(zhì)成分將會(huì)影響巖石的密度。 （4）巖石的埋藏深度及埋藏環(huán)境條件。 巖

16、石的埋藏深度及環(huán)境主要是指巖石所處的壓力和溫度環(huán)境。一般壓力越大巖石（體）密度就越大，溫度升高，巖石會(huì)因熱脹作用而密度變小。5.2 地表巖石密度分布能為勘探地下構(gòu)造或地質(zhì)體提供幫助嗎？答：能5.35.2.1 巖漿巖密度分布規(guī)律及主要因素 特點(diǎn)：原生巖石，結(jié)構(gòu)緊密，巖石孔隙度很低(一般小于1%2%) ；成分及結(jié)晶程度變化大。 成巖深度：深成巖淺成巖噴出巖（火山巖） ； 礦物結(jié)晶顆粒減小， 密度減小 地球元素豐度（前六）中有：鐵、鎂、硫、鎳組成暗色礦物的主要成分。成分：超基性巖、基性巖、中-酸性巖，暗色礦物含量減少 SiO2含量增加 密度減小影響因素：巖漿巖的成分、結(jié)晶顆粒粒度對(duì)密度影響大，孔隙度

17、影響小。所以，巖漿巖密度主要取決于礦物成分及結(jié)構(gòu)。 對(duì)于同一種侵入的火成巖體，在巖漿侵入后的冷凝過程中，結(jié)晶分異作用導(dǎo)致形成不同的巖相帶。一般而言，在周圍為偏基性，向中心逐漸發(fā)育為偏酸性。邊緣相的密度要比過渡相和內(nèi)相的密度大些。 對(duì)于同類侵入巖體，不同時(shí)期侵入，其礦物成分雖然相同，但因含量有所變化時(shí)，則其密度也會(huì)有所不同。對(duì)于同源巖漿，盡管其化學(xué)成分可能一樣，但由于成巖環(huán)境不同，也可能形成不同的礦物和巖石，其密度亦不同。由此可知，侵入巖與噴出巖之間密度有較大差異。 5.2.2 沉積巖密度分布規(guī)律 特點(diǎn)：次生巖石，多呈層狀，成分復(fù)雜，孔隙多；巖石、礦物顆粒小。 埋藏深度： 深淺 孔隙度增大、密度

18、減小 地層年代： 老新 孔隙度增大、密度減小 孔隙度： 小大 孔隙充填物： 其它、水、油、氣 密度減小 密度減小 因素：沉積巖的礦物成對(duì)密度影響較小，孔隙度及充填物影響大。5.2.3 變質(zhì)巖密度分布規(guī)律 特點(diǎn)：次生巖石，因各種變質(zhì)作用而形成，其密度要取決于原巖密度和變質(zhì)類型及程度。 一般而言，變質(zhì)程度越高，尤其是變質(zhì)過程中原巖礦物發(fā)生重結(jié)晶，變質(zhì)巖比其原巖密度高。但也有相反的情況，如超基性巖橄欖巖變質(zhì)成為蛇紋巖后密度變低。 變質(zhì)程度： 深淺 密度減小 結(jié)晶程度： 高低 密度減小 影響因素： 對(duì)變質(zhì)巖來說，其密度與礦物的成分、含量和孔隙度均有密切關(guān)系，這主要由變質(zhì)的性質(zhì)和變質(zhì)的程度大小來決定。一

19、般講區(qū)域變質(zhì)作用的結(jié)果，將使變質(zhì)巖的密度比原巖的要大。動(dòng)力變質(zhì)作用由于使原巖結(jié)構(gòu)遭破壞，礦物被壓碎，因而經(jīng)這種變質(zhì)后的巖石其密度自然要比原巖密度低。但有時(shí)動(dòng)力變質(zhì)作用若使原巖發(fā)生了硅化、碳酸鹽化以及重結(jié)晶時(shí)，則變質(zhì)后巖石的密度會(huì)比原巖要大些。6.1 重力異常正演與反演的概念 所謂正演問題，就是給定地下某種地質(zhì)體的形狀、產(chǎn)狀和剩余密度等，通過理論計(jì)算求取它在地面上或空間范圍內(nèi)引起的異常大小、特征和變化規(guī)律等，即“由源求場(chǎng)”。 所謂反演問題，則是依據(jù)已獲得的重力異常特征、大小、分布等，并結(jié)合地質(zhì)、鉆探及其他地球物理資料，求解重力場(chǎng)源體的空間位置、形狀、大小、產(chǎn)狀和場(chǎng)源密度等，即“由場(chǎng)求源”。 6.

20、2 為什么要研究球體、水平圓柱體的重力異常？研究這些簡(jiǎn)單形狀物體正問題的目的：一方面實(shí)際的簡(jiǎn)單地質(zhì)體可以近似視為簡(jiǎn)單形體；另一方面，復(fù)雜地質(zhì)體可以用簡(jiǎn)單形體異常的組合來模擬。6.3 如何利用臺(tái)階重力異常及其導(dǎo)數(shù)異常特征解釋地質(zhì)問題？6.4 復(fù)雜形體異常正演計(jì)算的思路與主要方法 復(fù)雜形體的正演的一般思路是將復(fù)雜形狀簡(jiǎn)單化，即可用規(guī)則形體或多個(gè)規(guī)則形體組合近似，然后分別求出每個(gè)規(guī)則形體的異常再相加常用的復(fù)雜形體分割與組合方式： 將三度體用一組平行的水平面切割成若干個(gè)水平薄片, 可以先計(jì)算出每個(gè)薄片在原點(diǎn)O處異常值，然后將所有分割的水平薄片引起的異常加起來，則得到三度體在原點(diǎn)處的異常。6.5 選擇法

21、（最優(yōu)化法）反演的原理根據(jù)獲得的重力異常（剖面或平面）的分布和變化特征，結(jié)合實(shí)際地質(zhì)和其他地球物理和物性等資料，給出引起異常的初始地質(zhì)體模型，然后進(jìn)行正演計(jì)算，將理論異常與實(shí)測(cè)異常進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)兩者偏差較大時(shí)，根據(jù)解正問題時(shí)所掌握的場(chǎng)與場(chǎng)源的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)模型進(jìn)行修改，重算其理論異常，再次進(jìn)行對(duì)比，如此反復(fù)進(jìn)行，直到兩者偏差達(dá)到精度要求范圍為止，最后的理論模型就可作為所求的反演問題的近似解。（1）建立目標(biāo)函數(shù)，確定精度e（2） 設(shè)計(jì)初始模型b(0)，進(jìn)行正演計(jì)算； （3） 再將正演計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較，得到異常差值dg(0)，構(gòu)成反演方程組（4） 采用方程組求解的方法獲得模型參數(shù)的修改量d(

22、0)，由此得到新一代的模型參數(shù)b(1)= b(0)+ d(0) ； （5） 再代入進(jìn)行正演，重復(fù)步驟（3）、（4）得到第二次修改量d(1)結(jié)果，獲得第二代模型參數(shù)b(2)= b(1)+ d(1) ；（6） 如此反復(fù)，直到有迭代得到的模型參數(shù)計(jì)算出的理論異常與實(shí)測(cè)異常之均方差小于所給定的精度e。最后的模型參數(shù)即為所求的反演解。6.6 密度界面的概念及在實(shí)際中的含義（考了）6.7 密度界面深度線性反演方法應(yīng)該在何種條件下應(yīng)用為宜？當(dāng)界面起伏不大時(shí)，即 6.8 密度成像的的特點(diǎn)是什么？若把地下密度異常體的存在視作其密度變化，用一個(gè)密度函數(shù)來表示。通過確定密度函數(shù)或函數(shù)值，達(dá)到確定異常體存在及其分布的

23、目的，這就是密度反演或密度成像。密度反演的特點(diǎn)： (1) 模型分割后單元體可視為密度均勻的體元，因此，反演參數(shù)（密度）與異常場(chǎng)即成為線性關(guān)系； (2) 密度的全空間分布成為反演的解，避免了形體反演中許多困難； (3) 反演算法上可考慮模型與數(shù)據(jù)聯(lián)合擬合，以提高反演解的穩(wěn)定性。6.9 引起重力異常反演多解性的原因6.5.2 位場(chǎng)反演非唯一性的成因 理論上，“零”空間的存在，必然有非唯一性解存在具體包括1）場(chǎng)源的等效性2）觀測(cè)資料的有限性3） *觀測(cè)誤差的存在 1）充分利用已知資料進(jìn)行約束 2）補(bǔ)充其它觀測(cè)資料 3）采用適當(dāng)?shù)恼齽t化措施 4）求最合理的解而不是最精確的解7.1 重力異常資料處理的主

24、要任務(wù)重力異常資料處理主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容： 壓制誤差與干擾異常區(qū)分異常轉(zhuǎn)換重力異常資料處理之目的是為突出研究對(duì)象的信息（信號(hào)）、壓制其它方面的影響和干擾。 常用的重力異常資料處理方法有以下類型：圓滑 平均法 趨勢(shì)分析 空間延拓 導(dǎo)數(shù)換算7.2 請(qǐng)思考圓滑處理的必要性，是否異常約圓滑越好？由于多數(shù)誤差和干擾具有隨機(jī)性特征，其均值為零，因此，可以通過小范圍異常進(jìn)行平均來消除這種誤差和干擾。 平均圓滑能夠有效地消除隨機(jī)誤差和干擾，但圓滑后有可能改變異常形態(tài)特征，給一些利用異常性態(tài)特征進(jìn)行異常解釋的工作帶來困難。一般情況下，希望圓滑值不要過于逼近原始值，否則，不能取得圓滑效果。另一方面，為了保證方

25、程組可解，通常要求N 2M，即保持正定或超定。 實(shí)際中，位場(chǎng)異常數(shù)據(jù)的多項(xiàng)式圓滑階次很少超過3次，即N3。7.3 異?？臻g延拓的原理及上、下延拓的作用 向上延拓具有“低通濾波”的特性，它的主要作用是使異常變得更為平滑，相對(duì)突出深部的、區(qū)域性的特征；壓制淺部的、局部的特征。 若用幾個(gè)不同高度上的異常聯(lián)合，可以分析異?？臻g特征，以助于認(rèn)識(shí)和解釋異常。 向下延拓則是向上延拓的逆過程，具有“高通濾波”的特性，其作用是相對(duì)突出淺部的、局部的特征，區(qū)分相鄰異常；壓制深部的、區(qū)域性的特征；有益于分解在水平方向疊加的異常。 7.4 歸納分析異常導(dǎo)數(shù)轉(zhuǎn)換在分析異常特征及成因方面的作用異常的導(dǎo)數(shù)可以突出淺而小的地

26、質(zhì)體的異常特征，而壓制區(qū)域性深部地質(zhì)因素的異常成分，在一定程度上可以分離不同深度和不同大小的異常源引起的疊加異常，且導(dǎo)數(shù)的次數(shù)越高，這種分辨能力就越強(qiáng)； 7.5 趨勢(shì)分析與多項(xiàng)式圓滑方法的本質(zhì)區(qū)別是什么？答： 平均圓滑能夠有效地消除隨機(jī)誤差和干擾，但圓滑后有可能改變異常形態(tài)特征，給一些利用異常性態(tài)特征進(jìn)行異常解釋的工作帶來困難。多項(xiàng)式圓滑是假設(shè)局部區(qū)域內(nèi)有效異常形態(tài)能用多項(xiàng)式函數(shù)擬合，將偏離這個(gè)函數(shù)的部分視為誤差或干擾。 趨勢(shì)分析法是用多項(xiàng)式擬合區(qū)域性背景場(chǎng)。其原理如下：選用一個(gè)曲面函數(shù)n階多項(xiàng)式，用于擬合一個(gè)區(qū)域內(nèi)的異常；通過若干點(diǎn)上異常值代入多項(xiàng)式可以得到一個(gè)方程組，求解方程組可得到多項(xiàng)式

27、的系數(shù)，即得到描述區(qū)域異常的多項(xiàng)式函數(shù)；由于多項(xiàng)式的階次一般視情況取14階，去擬合相對(duì)簡(jiǎn)單的異常背景，有時(shí)也用到更高階函數(shù)。 7.6 異常區(qū)分產(chǎn)生的“虛假異?！笔侵傅牡氖裁?？在資料解釋中應(yīng)如何注意答：滑動(dòng)平均法遇到最大的問題是分離后的局部異常周邊會(huì)產(chǎn)生虛假的反向異常。選擇r=500m為半徑的圓周滑動(dòng)，得到區(qū)域異常；原始異常與區(qū)域異常相減得到局部異常，可見有明顯的虛假反向異常；區(qū)分異常所得到的剩余異常與原始局部異常的比較。 平均場(chǎng)法（網(wǎng)格平均法） 采用一定區(qū)域內(nèi)異常值的平均值代替區(qū)域中心處的區(qū)域異常值，將各區(qū)域中心的區(qū)域異常值進(jìn)行內(nèi)插，得到所有點(diǎn)上的區(qū)域異常值。（1）第一步：計(jì)算各區(qū)域平均值，并

28、作為區(qū)域中心點(diǎn)的區(qū)域異常值； （2）第二步：采用雙向平面內(nèi)插方法，計(jì)算出各數(shù)據(jù)點(diǎn)上的區(qū)域異常值； （3）第三步：利用內(nèi)插函數(shù)，對(duì)區(qū)域邊緣帶上的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行外推插值。7.7常用的異常區(qū)分方法 1、平均法：平均場(chǎng)法（網(wǎng)格平均法） 采用一定區(qū)域內(nèi)異常值的平均值代替區(qū)域中心處的區(qū)域異常值，將各區(qū)域中心的區(qū)域異常值進(jìn)行內(nèi)插，得到所有點(diǎn)上的區(qū)域異常值。（1）第一步：計(jì)算各區(qū)域平均值，并作為區(qū)域中心點(diǎn)的區(qū)域異常值； （2）第二步：采用雙向平面內(nèi)插方法，計(jì)算出各數(shù)據(jù)點(diǎn)上的區(qū)域異常值； （3）第三步：利用內(nèi)插函數(shù)，對(duì)區(qū)域邊緣帶上的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行外推插值。 2、趨勢(shì)分析法 趨勢(shì)分析法是用多項(xiàng)式擬合區(qū)域性背景場(chǎng)。其原理如下： 選用一個(gè)曲面函數(shù)n階多項(xiàng)式，用于擬合一個(gè)區(qū)域內(nèi)的異常；通過若干點(diǎn)上異常值代入多項(xiàng)式可以得到一個(gè)方程組，求解方程組可得到多項(xiàng)式的系數(shù)，即得到描述區(qū)域異常的多項(xiàng)式函數(shù)；由于多項(xiàng)式的階次一般視情況取14階，去擬合相對(duì)簡(jiǎn)單的異常背景，有時(shí)也用到更高階函數(shù)。 頻率域頻譜濾波法：傅立葉頻率域方法是通過濾波來實(shí)現(xiàn)異常區(qū)分。比如，區(qū)域異常一般比較平緩，具有長(zhǎng)波長(zhǎng)（低頻）特征，而局部異常則多為短波長(zhǎng)（高頻）成分。因