地球物理勘探之重力勘探

重力勘探重力勘探是以研究對(duì)象與圍巖存在著密度上的差異為前提條件的?？筛艣r一句話：從觀測值中去掉與研究對(duì)象無關(guān)的各種因素的影響，可以獲得單純由礦產(chǎn)或構(gòu)造等密度不均勻體產(chǎn)生的重力異常，通過對(duì)異常的解釋就有可能達(dá)到找礦勘探的目的。應(yīng)用范圍——主要用于勘察含油氣遠(yuǎn)景區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、研究深部構(gòu)造和區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造；與其他物探方法配合，也可以尋找金屬礦。近年來，在城市工程環(huán)境方面也得到應(yīng)用。第一節(jié)重力勘探的理論基礎(chǔ)一、重力場、重力場強(qiáng)度與重力位

地球上任何物體都要受到重力的作用。物體所受的重力P是除該物體之外的地球質(zhì)量及其他天體質(zhì)量對(duì)物體產(chǎn)生的萬有引力F和該物體隨著地球自轉(zhuǎn)而引起的慣性離心力C的合力。P=F+C1、重力場慣性離心力C的方向垂直于地球自轉(zhuǎn)軸，并沿著R指向球外，并且是由赤道向兩級(jí)逐漸減小的。

重力P基本上是由地球的引力確定的，其方向大致指向地心。地球周圍具有重力作用的空間稱為重力場。地球正常重力——重力的數(shù)學(xué)表達(dá)式引力場的數(shù)學(xué)表達(dá)式離心力場的數(shù)學(xué)表達(dá)式重力場的數(shù)學(xué)表達(dá)式2、重力場強(qiáng)度

※注：

由于重力P與試探質(zhì)量m有關(guān)，不易反映客觀重力的變化，所以在重力測量學(xué)及重力勘探中，總是研究重力場強(qiáng)度g。因而，以后不特別注明時(shí)，凡提到重力都是指重力場強(qiáng)度。牛頓第二定律P=mg重力單位：CGS單位（厘米克秒制）：Gal（伽），mGal（毫伽），uGal（微伽）國際單位（SI）（米千克秒制）：m/s2重力勘探常用單位：g·u1Gal(伽)=103mGal(毫伽)=106uGal(微伽)=1m/s21g·u=10-6m/s2=10-1mGal(毫伽)3、重力位

由于重力g是矢量，從前面數(shù)學(xué)解析式看出它的計(jì)算是相當(dāng)麻煩的，為了方便而深入地研究重力的性質(zhì)，引入重力位函數(shù)：

根據(jù)場論，必存在一個(gè)新的原函數(shù)，這個(gè)函數(shù)同樣是研究點(diǎn)坐標(biāo)的單值連續(xù)函數(shù)，而且對(duì)這個(gè)函數(shù)沿不用的方向求導(dǎo)數(shù)，恰好等于重力場強(qiáng)度在求導(dǎo)方向的分量。這個(gè)原函數(shù)就叫重力位函數(shù)，簡稱重力位。重力位=引力位+慣性離心力位即：

理論可以證明：重力位沿任一方向s的偏導(dǎo)數(shù)，等于重力g在該方向上的投影（分量）。式中為g與s之間的夾角的方向余弦?！?dāng)s與g的方向垂直時(shí)，

故(常數(shù))。該式為一個(gè)曲面方程，這個(gè)曲面是由重力位等于c的一切點(diǎn)所構(gòu)成的面，其上任一點(diǎn)的重力方向皆與過該點(diǎn)的曲面的法線方向重合。在上式的右端．若給以不同的常數(shù)c，就得到一簇曲面．稱為重力等位面，或水準(zhǔn)面。平靜的水面上任一點(diǎn)的重力方向皆與該水準(zhǔn)面垂直，否則水就會(huì)流動(dòng)而不能靜止。所以水準(zhǔn)面也就是重力等位面，當(dāng)c為某一特定值時(shí)的水準(zhǔn)面與海平面重合，這個(gè)等重力位面就是大地水準(zhǔn)面。注意：

（1）等位面上任一點(diǎn)的重力方向與過該點(diǎn)曲面的法線方向重合（與等重力位面相垂直）（2）所有的等位面都不是等重力面。

（3）重力等位面應(yīng)是一簇互不平行、又不交叉的曲面。

證明不平行：假設(shè)s與g方向一致，則用有限量來表示：兩等位面重力位之差一定，但同一等位面上不同點(diǎn)的g不同，因此距離s也不同。

證明不交叉：（反證）若在A點(diǎn)交叉，則A點(diǎn)重力位不可能等于不同的兩個(gè)數(shù)。二、地球的重力場正常重力場重力場隨時(shí)間的變化重力異常（一）正常重力場要想求取地球的正常重力值，引入一個(gè)與大地水準(zhǔn)面形狀十分接近的正常橢球體來代替實(shí)際地球體（梨形），我們把它稱為參考橢球體。其赤道半徑約6378.160km，兩極半徑約6356.755km。

假定正常橢球體的表面是光滑的，內(nèi)部的密度分布是均勻的，或者呈層分布，而各層的密度是均勻的．且各層界面都是共焦點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)橢球面。這樣，其表面上各點(diǎn)的重力位便可根據(jù)其形狀大小、質(zhì)量、密度、自轉(zhuǎn)的角速度及各點(diǎn)所在的位置等計(jì)算出來。在這種條件下的重力位就稱為正常重力位，求得的相應(yīng)重力值就稱為正常重力值。

計(jì)算公式：（1）赫爾默特公式（多用于測繪部門）（2）1930年卡西尼國際正常重力公式（多用于勘探部門）（3）1979年國際地球物理及大地測量聯(lián)合會(huì)推薦的正常重力公式（人造衛(wèi)星資料推算的，與赫爾默特在約80年前推算的公式相差很?。┙Y(jié)論：

①地球的正常重力是人們根據(jù)研究的需要而確定的，不同的學(xué)者計(jì)算出的正常重力值還有所區(qū)別，并不是客觀上存在的正常重力場；②正常重力值只與計(jì)算點(diǎn)的緯度有關(guān)，沿經(jīng)度方向沒有變化；

③正常重力值在赤道處最?。趦蓸O處數(shù)值最大，相差約5萬g.u④正常重力值沿緯度方向的變化率與緯度有關(guān)，在緯度45°處的變化率最大(不是線性變化)

⑤正常重力值隨高度增加而減小，其變化率約為-3.086g.u／m。（二）重力場隨時(shí)間的變化（長期變化和短期變化）（10-2g﹒u）（三）重力異常將地面上某點(diǎn)的重力觀測值與該點(diǎn)的正常重力值比較，發(fā)現(xiàn)二者之間總是存在一些偏差，原因如下：1、重力觀測是在地球自然表面而不是在水準(zhǔn)面上進(jìn)行的，自然表面與水準(zhǔn)面間的物質(zhì)及觀測點(diǎn)與水準(zhǔn)面間的高差會(huì)引起重力的變化。2、地殼內(nèi)部物質(zhì)并不是呈同心層分布的，地殼內(nèi)部物質(zhì)密度的不均勻分布，會(huì)造成實(shí)測值與正常值的差異。3、地球內(nèi)部物質(zhì)的變動(dòng)及重力日變會(huì)引起重力場的變化。廣義的說：將實(shí)測的重力值減去該點(diǎn)的正常值，其差值就稱為重力異常。絕對(duì)重力值是正的，但是重力異常有正有負(fù)練習(xí)1：下面哪個(gè)圖的矢量代表重力異?！鱣？練習(xí)2：畫出地質(zhì)體在ABC三點(diǎn)產(chǎn)生的附加引力△E及重力異?！鱣的方向和大小ABCσσ0

σ＜σ0第二節(jié)重力儀重力測量可分為動(dòng)力法和靜力法兩類。動(dòng)力法觀測的是物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(時(shí)間與路徑)，用以測定重力的全值(絕對(duì)重力值)；一、重力儀基本原理自由下落法絕對(duì)重力儀觀測原理靜力法是觀測物體的平衡狀態(tài)，用以確定兩點(diǎn)間的重力差值(相對(duì)重力值)。通常說的重力儀就是這種作相對(duì)測量的儀器。

原理：一個(gè)恒定的質(zhì)量在重力場內(nèi)的重量隨g值變化而變化，如果用另外一種力或力矩來平衡這種重力(即重量)或重力矩的變化，則通過對(duì)該物體平衡狀態(tài)的觀測，就有可能測量出兩點(diǎn)間的重力差值。

日常生活中使用的彈簧秤從原理上說就是一種簡單的重力儀。彈簧原始長度S0，彈力系數(shù)K，掛上質(zhì)量為m的物體，彈簧長度為Sx則：

如果將該系統(tǒng)分別置于重力值為g1、g2的兩點(diǎn)上，則彈簧對(duì)應(yīng)長度為S1和S2

可見，只要k與m不變，兩點(diǎn)間的重力差就與重物的線位移△s成正比，比例系數(shù)c就稱為重力儀的格值，用它就可以將重物的位移量換算成重力差，在實(shí)際數(shù)據(jù)采集過程中，就是讀出每個(gè)測點(diǎn)的彈簧位移△s，最后乘以格值c，從而計(jì)算出兩點(diǎn)之間的重力差。

陸地用重力儀一些常見的相對(duì)重力儀GMeterw/CPI

ZeroLength?MetalSpring

Reliable-LowMaintenanceWorldwideRange-NoResetting

LowDrift-<1mGalperMonth

NoDataLogging

ManualReading

CPISystem-improvesrepeatability

0.005mGalDataResolution

0.01to0.02mGalRepeatabilityGMeterw/Aliod100xZeroLength?MetalSpring

Reliable-LowMaintenance

WorldwideRange-NoResetting

LowDrift-<1mGalperMonth

InternalDataLogging

AutomaticReading&Leveling

AutomaticTide&TiltCorrection

0.001mGalDataResolution

0.003to0.02mGalRepeatabilityCHZ海洋重力儀能在垂直加速度500伽和水平加速度200伽的惡劣海況下正常工作，其測量精度優(yōu)于1毫伽。投放海底重力儀L&RSII型空-海重力儀是當(dāng)今世界上最為完美的重力儀之一。(1)溫度影響(2)氣壓影響(3)電磁力影響(4)安置狀態(tài)不一致的影響(5)零點(diǎn)漂移（6）震動(dòng)的影響二、影響重力儀觀測精度的因素

零點(diǎn)漂移：彈性重力儀中的彈性元件，在一個(gè)力(如重力)的長期作用下將會(huì)產(chǎn)生蠕變和彈性滯后(彈性疲勞)等現(xiàn)象，致使彈性元件隨時(shí)間推移而產(chǎn)生極其微小的永久形變，它嚴(yán)重地影響了重力儀的測量精度，帶來了幾乎不可克服的零點(diǎn)漂移。重力儀讀數(shù)的這種隨時(shí)間而改變的現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移(或叫零位變化)。為消除這一影響，必須獲得重力儀零漂的基本規(guī)律和在工作時(shí)間段內(nèi)零漂值的大小，以便引入相應(yīng)的校正。所以，在制造儀器時(shí)，應(yīng)選擇適當(dāng)材料和經(jīng)過時(shí)效處理，盡量使零漂變小并努力作到使它為時(shí)間的線性函數(shù)。這一點(diǎn)，在恒溫精度提高以后，是衡量重力儀性能好壞的重要標(biāo)志。此外，在野外工作中，必須在一批重力值已知的所謂重力基點(diǎn)網(wǎng)的控制下進(jìn)行，才有可能進(jìn)行零點(diǎn)校正。第三節(jié)重力勘探工作方法一、重力測量的技術(shù)設(shè)計(jì)（1）確定工作比例尺在金屬礦、非金屬礦區(qū)，工作比例尺應(yīng)根據(jù)地質(zhì)任務(wù)、探測對(duì)象的大小及其異常特征來確定，對(duì)普查金屬礦產(chǎn)來說，要求以不漏掉最小有工業(yè)開采意義的礦體產(chǎn)生的異常為原則，即至少應(yīng)有一條測線穿過該異常，所以線距應(yīng)不大于該異常的長度。

在相應(yīng)的共作成果圖上，線距一般等于1cm所代表的長度，允許變動(dòng)范圍為20％，這樣就可以定下比例尺了。至于點(diǎn)距，應(yīng)保證至少有2—3個(gè)測點(diǎn)在所確定的工作精度以內(nèi)反映其異常特征，一般為線距的1/2—1/10常見的工作比例尺注意：1至少應(yīng)有一條測線穿過異常，所以線距應(yīng)不大于該異常的長度2測線應(yīng)垂直（或大致垂直）于探測對(duì)象的走向。（2）精度要求及誤差分配

包括重力觀測值的均方誤差、對(duì)重力觀測值進(jìn)行校正時(shí)各項(xiàng)校正值的均方誤差等（3）重力測量的方式

路線測量剖面測量面積測量二、儀器的檢查與標(biāo)定1、重力儀的靜態(tài)試驗(yàn)2、重力儀的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)3、重力儀的一致性試驗(yàn)4、重力儀格值的標(biāo)定靜態(tài)試驗(yàn)是通過繪制靜態(tài)零點(diǎn)位移曲線了解和確定儀器的線性零點(diǎn)位移特點(diǎn)以及讀數(shù)隨溫度的變化情況。

動(dòng)態(tài)試驗(yàn)是在接近野外施工條件下進(jìn)行，了解儀器動(dòng)態(tài)混合零點(diǎn)偏移的速率；動(dòng)態(tài)觀測下達(dá)到的可能精度；最佳工作時(shí)間范圍和確定最大線性時(shí)間間隔。（10-2g﹒u）

一致性試驗(yàn)是測定各臺(tái)重力儀測定重力值的一致性情況，超出精度要求的儀器，不能參加野外施工。

格值標(biāo)定可以在國家建立的高精度的重力格值標(biāo)定場完成。C為新格值△g為校準(zhǔn)點(diǎn)間已知的重力差值為多個(gè)獨(dú)立增量的平均值（不少于6個(gè)）三、基點(diǎn)網(wǎng)點(diǎn)布置與觀測1、基點(diǎn)的概念：基點(diǎn)：重力值已知的、精度較高的點(diǎn)?；c(diǎn)網(wǎng)：由基點(diǎn)聯(lián)成的封閉網(wǎng)絡(luò)?；c(diǎn)網(wǎng)的作用：控制重力普通點(diǎn)的觀測精度，避免誤差的積累；檢查重力儀在某一段工作時(shí)間內(nèi)的零點(diǎn)漂移，確定零點(diǎn)漂移校正系數(shù)；推算全區(qū)重力測點(diǎn)上的相對(duì)重力值或絕對(duì)重力值。注：重力普通點(diǎn)的觀測均應(yīng)在最大線性時(shí)間間隔內(nèi)從基點(diǎn)開始，并終止于基點(diǎn)。2、基點(diǎn)網(wǎng)的布置根據(jù)儀器的最大線性時(shí)間間隔和交通運(yùn)輸條件、觀測時(shí)間長短來確定基點(diǎn)網(wǎng)的密度，使之均勻分布全區(qū)；為保證基點(diǎn)網(wǎng)測量的精度，應(yīng)用一臺(tái)或多臺(tái)精度高的儀器觀測；采用快速的交通工具運(yùn)送；觀測路線應(yīng)按閉合環(huán)路進(jìn)行，環(huán)路中的首尾必須聯(lián)測；當(dāng)需建立多個(gè)環(huán)路時(shí)，每個(gè)環(huán)路中必須包含相鄰環(huán)路中兩個(gè)以上基點(diǎn)作為公共基點(diǎn)，以便最后對(duì)基點(diǎn)網(wǎng)進(jìn)行平差；基點(diǎn)應(yīng)布置在交通干線上，地物地貌標(biāo)志明顯，周圍無震源，穩(wěn)固，并按規(guī)定統(tǒng)一編號(hào)和建立永久和半永久性標(biāo)志。3、基點(diǎn)網(wǎng)上的觀測方法：

常用的三種基點(diǎn)網(wǎng)觀測方法：（1）單向循環(huán)重復(fù)觀測法1、2、3、┄、n；1、2、3、┄、n。（2）往返重復(fù)觀測法1、2、3、┄、n；n、┄、3、2、1。（3）三重小循環(huán)觀測法1、2、1、2、3、2、3、4、3、4、5、4、┄。應(yīng)保證基點(diǎn)網(wǎng)的每一個(gè)邊段上應(yīng)有3個(gè)以上的獨(dú)立增量。普通點(diǎn)的布置：普通點(diǎn)是測區(qū)內(nèi)為獲得被測對(duì)象產(chǎn)生的重力異常而布置的觀測點(diǎn)，它們應(yīng)按設(shè)計(jì)書中提出的測網(wǎng)形狀、點(diǎn)線距等均勻布設(shè)在全區(qū)。布點(diǎn)時(shí)因地物、地形限制，測線或測點(diǎn)均允許偏離，一般不得超過設(shè)計(jì)點(diǎn)線距的20％，最大不超過40％。普通點(diǎn)的觀測：在普通點(diǎn)上的觀測，一般可采用單次觀測，但都必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)（即最大線性時(shí)間間隔）起止于基點(diǎn)。即觀測順序?yàn)椋夯c(diǎn)——普通點(diǎn)——普通點(diǎn)……——基點(diǎn)四、普通點(diǎn)的布置與觀測檢查點(diǎn)的布置與觀測：為了檢查在普通點(diǎn)上重力觀測的質(zhì)量，需要抽取一定數(shù)量的普通點(diǎn)作檢查觀測。檢查點(diǎn)的布設(shè)與觀測應(yīng)做到：（1）檢查點(diǎn)的布置應(yīng)在時(shí)間上和空間上都大致均勻，即每天的觀測和每一條測線上的點(diǎn)都應(yīng)受到檢查；（2）檢查觀測與初次觀測時(shí)所有的儀器不同、操作人員不同、觀測路線不同（即一同三不同）；（3）檢查觀測不應(yīng)集中于施工后期統(tǒng)一進(jìn)行，而應(yīng)在平時(shí)的普通點(diǎn)觀測工作之中穿插進(jìn)行，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題而盡快解決；（4）檢查點(diǎn)應(yīng)占普通點(diǎn)總數(shù)的5～10％，在大面積的區(qū)域調(diào)查中也應(yīng)不少于3％。五、檢查點(diǎn)的布置與觀測六、補(bǔ)充觀測當(dāng)在施工過程中發(fā)現(xiàn)了重力異?；?qū)ふ业哪繕?biāo)異常時(shí)，有時(shí)需要布置補(bǔ)充觀測，可以另外布設(shè)垂直于異常的測線；也可以在原有的測網(wǎng)基礎(chǔ)上進(jìn)行測線、測點(diǎn)的加密，以保證異常的可靠、明顯和完整。為了重力測量的進(jìn)行和對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行各項(xiàng)校正，需配合一定的測地工作目的：確定觀測點(diǎn)位的平面坐標(biāo)進(jìn)行平面展點(diǎn)。進(jìn)行重力數(shù)據(jù)各項(xiàng)外部校正使用（平面坐標(biāo)和高程）（1）地形校正（包括野外實(shí)測近區(qū)地形校正值），利用測點(diǎn)及其測點(diǎn)以外的坐標(biāo)；（2）中間層校正，利用測點(diǎn)坐標(biāo)；（3）正常場校正（緯度校正），利用測點(diǎn)坐標(biāo)；（4）高度校正，利用測點(diǎn)坐標(biāo)；（5）均衡校正，利用測點(diǎn)坐標(biāo)及其以外的坐標(biāo)。手段：各種測量儀器（經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、紅外儀、GPS等）七、測地工作第四節(jié)重力資料的整理及圖示一、重力資料的整理（一）地形校正※地形校正值恒為正（二）中間層校正（三）高度校正（四）正常場校正根據(jù)赫爾默特公式可以計(jì)算出每一個(gè)測點(diǎn)的正常重力值，求出每個(gè)測點(diǎn)與總基點(diǎn)（全區(qū)的重力異常參照點(diǎn)）正常重力值的差值，在每個(gè)測點(diǎn)上進(jìn)行校正即可。正常重力值在赤道處最?。趦蓸O處數(shù)值最大※注意：二、重力異常圖測點(diǎn)重力值平面圖測區(qū)實(shí)際資料中區(qū)（20－1000m）地形校正值平面圖遠(yuǎn)區(qū)（1000－10000m）地形校正值平面圖地形校正高度校正值平面圖高度校正中間層校正值平面圖中間層校正正常重力值平面圖正常場校正布格重力異常平面圖原始數(shù)據(jù)第五節(jié)重力異常的地質(zhì)—地球物理含義在進(jìn)行各種重力校正過程中，對(duì)地球質(zhì)量分布進(jìn)行了不同程度的調(diào)整，因而相應(yīng)的重力異常具有各自的地質(zhì)—地球物理含義。一、自由空間重力異常對(duì)觀測重力值僅作高度校正和正常場校正即為自由空間重力異常。

自由空間重力異常；重力異常觀測值（絕對(duì)重力值，可通過基點(diǎn)推測）高度校正（以大地水準(zhǔn)面H-H’為參照）正常場校正（大面積正常場校正，去掉的是該測點(diǎn)的正常重力場）

自由空間重力異常反映的是實(shí)際地球的形狀和質(zhì)量分布與大地橢球體的偏差，大范圍內(nèi)負(fù)的自由空間異常，說明該區(qū)域下方物質(zhì)的相對(duì)虧損，反之有物質(zhì)的盈余，如果再把地形的影響去掉，就得到了第二種自由空間重力異?！ㄒ惓?。

地形校正法耶異常二、布格重力異常這是勘探部門應(yīng)用最為廣泛的一種重力異常，它是對(duì)觀測值進(jìn)行地形校正、布格校正（高度校正和中間層校正）和正常場校正后獲得的。

布格重力異常；重力異常觀測值（絕對(duì)重力值，可通過基點(diǎn)推測）地形校正高度校正（以大地水準(zhǔn)面H-H’為參照）中間層校正（以大地水準(zhǔn)面H-H’為參照）正常場校正（大面積正常場校正，去掉的是該測點(diǎn)的正常重力場）三、均衡理論與均衡異常（一）均衡理論（二）均衡校正與均衡重力異常

布格重力異常；均衡校正（將大地水準(zhǔn)面以上多余的按正常地殼密度分布的物質(zhì)全部填充到大地水準(zhǔn)面之下，將這部分質(zhì)量在測點(diǎn)處產(chǎn)生的引力鉛垂分量）第六節(jié)重力異常的識(shí)別和處理一、重力異常的識(shí)別

實(shí)測布格異?？偸怯蓛刹糠纸M成，一部分是區(qū)域異常，反映大而深得巖體或地質(zhì)構(gòu)造，范圍廣、幅度大、變化平穩(wěn)；另一部分是局部異常，反映小而淺的巖、礦體或地質(zhì)構(gòu)造，范圍窄、幅度小、變化較明顯。實(shí)際情況中二者的劃分依任務(wù)而定。

相對(duì)異常A而言，異常B、C都可以看成區(qū)域異常；而相對(duì)C而言，A和B又都可以認(rèn)為是它的局部異常。

疊加在區(qū)域背景場上的局部異?？墒箤?shí)測異常產(chǎn)生某些畸變，但從布格異常等直線平面圖上仍能識(shí)別局部異常的某些特征，假定區(qū)域重力異常具有不變的水平梯度（單斜異常），則圖上局部重力高變現(xiàn)為異常等直線在局部范圍內(nèi)向區(qū)域背景重力值降低方向凸出的彎曲。局部低的情況恰好相反。二、重力異常的劃分處理（一）平均場法之圓周平均法注意：求平均異常所選用的范圍應(yīng)當(dāng)大于局部異常的范圍網(wǎng)格法與圓周平均法原理類似，適用于計(jì)算機(jī)處理（二）位場轉(zhuǎn)換之解析延拓思考：（三）位場轉(zhuǎn)換之高次導(dǎo)數(shù)法經(jīng)驗(yàn)證：1、高次導(dǎo)數(shù)異常就可以認(rèn)為是局部異常2、重力位高次導(dǎo)數(shù)還可以區(qū)分多個(gè)地質(zhì)體的疊加。正演：以源求場即給定地下某種地質(zhì)體的形狀、產(chǎn)狀等參數(shù)，通過理論計(jì)算來求得它在地面上產(chǎn)生的異常大小、特征和變化規(guī)律等。反演：以場求源根據(jù)以獲得的異常特征、數(shù)值大小、分布情形等并結(jié)合物性資料來求解地下地質(zhì)體的形狀和空間位置等解正問題是解反問題的基礎(chǔ)第七節(jié)重力異常的正反演二度體：當(dāng)異常體沿著走向方向無限延伸，且在走向方向上異常體的埋深、截面形狀、大小和異常特點(diǎn)都穩(wěn)定不變，則稱此種形狀為二度體。引起的異常稱為二度異常，常見的二度體為層狀礦體、脈狀礦體、向斜、背斜等，它是二維坐標(biāo)的函數(shù)（有一個(gè)方向?yàn)闊o限延伸）三度體：引起三度異常的地質(zhì)體稱為三度體，如囊狀礦體、透鏡體等。形成的是沒有明顯走向的不規(guī)則異常，它是三維空間坐標(biāo)（x,y,z）的函數(shù)。一、簡單規(guī)則形體重力異常正演（一）球體自然界中一些等軸狀地質(zhì)體，如鹽丘、礦巢等，都可以近似當(dāng)作球體來研究。異常特點(diǎn)：一般情況，等值線較密代表異常變化快；等值線較稀代表異常變化慢，較穩(wěn)定。球體中心埋深增大時(shí)，重力極大值減小，異常寬度相應(yīng)的增大，這條規(guī)律對(duì)任何形體都是適用的。（二）水平圓柱體

剖面圖：與球體類似平面圖：假設(shè)為二度異常，則是一組不等間距的平行直線，中間異常值最大，兩邊異常值逐漸減小，但自然界中并不存在所謂“無限長”的地質(zhì)體，因此，實(shí)測曲線總會(huì)在柱體兩端附近自行封閉（形成類似于長軸拉得很長的長橢圓形封閉曲線）。（三）鉛垂臺(tái)階

斷層或不同巖層的接觸帶都可以作為臺(tái)階處理，臺(tái)階相當(dāng)于走向無限延伸的半無限物質(zhì)層（即下圖中臺(tái)階沿x軸正方向和沿y軸均為無限延伸。）xx特點(diǎn)：

平面圖中，是一簇平行臺(tái)階走向的直線，與圓柱體不同的是，這里的等值線是一邊低而另一邊高，且在臺(tái)階附近等直線最為密集（異常變化大）。剖面圖中，通過計(jì)算可知：，即在臺(tái)階的正上方和沿臺(tái)階一側(cè)延伸很遠(yuǎn)的點(diǎn)上，重力異常的值僅取決于臺(tái)階的剩余密度和厚度，而與上頂埋深無關(guān)，埋深h只影響曲線的陡緩程度，臺(tái)階埋深越淺，曲線越陡。（四）斷裂構(gòu)造異常基本特征

斷裂構(gòu)造由上盤和下盤組成，這種構(gòu)造可由兩個(gè)垂直臺(tái)階或兩個(gè)傾斜臺(tái)階組合而成。由鉛垂臺(tái)階異常的學(xué)習(xí)可知：上下盤的重力異常均為這是一個(gè)常數(shù)，在野外是測不出來的，故圖中縱坐標(biāo)是將其當(dāng)作零繪出三種情況下重力異常的變化情況。由圖可見，無論哪種情況，都是在斷層面附近重力異常變化很明顯，即水平梯度較大，在平面等直線圖中為密集的重力異常等值線分布，常稱為重力梯級(jí)帶，它是識(shí)別斷裂構(gòu)造的重要標(biāo)志之一。（五）二度板狀體

一些礦脈、巖脈、巖墻等，只要它們沿走向方向延伸較長，就可以當(dāng)作二度板狀體來研究它們的異常。1、二度鉛垂板狀體無論在平面上還是剖面上，都與水平圓柱體的異常類似，在實(shí)際工作中很難區(qū)分。巖