综合和地球物理勘探(重磁勘探)课后习题答案

习题一
1.1.说明地核地幔地壳的特征和划分依据
地壳：莫霍面以上的地球物质，组成物质成分主要为硅铝镁等。

上地壳为花岗岩层，主要有硅铝氧化物构成，下地壳为玄武岩层，主要由硅镁氧化物构成。

全球大陆地壳平均厚度月39〜41km。

大洋地壳为8~10km
地幔：莫霍面和古登堡面之间的地球物质，厚度约2865km，体积最大，质量最大一层。

上地幔顶部存在一个软流层，软流层以上地幔部分和地壳共同组成岩石圈。

下地满温度压力和密度君增大，物质成可塑性固态
地核：古登堡面至地心之间的地球物质，平均厚度约3400km。

外地核厚约2080，物质大致呈液态，可流动，过渡层厚约140km，内地核是半径约1250km的球心，物质大概为固态，主要由铁镍构成。

划分依据：
莫霍面：地壳和地幔间，横纵波传播速度陡增古登堡面：地幔和地核之间，纵波减速，横波消失。

4.假定地球是一个密度均匀的正球体，位于球心处单位质点所受的引力应是多大?有人说，按牛顿万有引力定律，该处的引力应为无穷大（因为lim^^），对不对？为什么？
r T0r2
答：不对，应为零，万有引力定律适应于两质点之间或两物体的大小相对于距离可以忽略的情况。

7.重力等位面上重力值是否处处相等?为什么?如果处处相等，等位面的形状如何?如果重力有变化，等位面的形状又有何变化?
答：等位面上重力位相等，重力值是矢量，有大小和方向，若处处相等则为平面。

8.分析重力等位面，水准面，大地水准面区别与联系。

重力等位面：连结重力位相同点所构成的面，它处处与重力g的方向
垂直。

大地水准面：由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面。

是水准面向大陆的延伸
水准面：静止的水面称为水准面。

它是重力场的一个等位面。

9.利用用赫尔默特公式计算：
1）从我国最南边的南沙群岛（约北纬5。

）到最北边的黑龙江省漠河（约北纬54。

），正常重力值变化有多大？请用用赫尔默特公式计算。

答：1901-1909年赫尔默特公式
g=9.78030（1+0.005302sin23一0.000007sin223）m/s2隼
南沙群岛处有：g=1.000040059
1
漠河有：g=1.00346367
2
贝心g—g=0.003423611m/s
21
2）两极与赤道间的重力差是多大?
3）若不考虑地球的自转，仅是由于地球形状引起的极地与赤道间重力差为多少?
13.指出：“同一质量的地质体在各处产生的重力异常应该一样”说法
正误和原因。

重力异常：由于地球质量分布不规则造成的中各点的重力矢量g和矢
量Y的数量之差。

说法错误，影响重力异常的因素是1、地质体表面光滑起伏程度；2、地质体地球内部介质密度分布均匀程度。

因此，同一质量地质体因为表面起伏程度和内部介质密度分布程度不同，会导致各处重力异常不同。

12、请考虑如图1-14所示的两种剖面情况，能否在地面上观测出有相
对变化的重力异常来?这对重力勘探的应用条件提供了什么启示?
地:hi地前
图1-14
答:横向密度变化导致地面上横向上的相对变化的重力异常，（b）能，（a）不能。

习题二
4.简述相对重力仪工作原理。

答：用外力平衡某个恒定质量为m在重力场内重量随g变化而产生重力矩的变化，通过观测平衡状态就能测出两点间重力差值。

平移（线位移）式重力仪即弹簧秤，平衡时mg=k（s-
s0）,力g=g2-g1=k（s2-s1）/m=C力s,比例系数C称为重力格值，
测量位移量即可求出重力差。

7.通常在同一点上，不同重力仪的测量读数会有所不同，并且同一台重力仪在不同时刻的测量读数也会有所不同，试分析这时什么原因造
成的。

答：在同一点上，由于不同重力仪的灵敏度，读数分辨率和精度不同，所以测量读数不同，灵敏度即力2/力g,读数分辨率通常为一个读格的1/10，精度分为准确度、精密度和精确度。

同一台重力仪在不同时刻测量读数不同是由于温度、气压、电磁力、零点漂移和震动影响。

不同时刻温度变化使
重力仪部件热胀冷缩，弹力系数变化，气压变化改变空气密度进而改变平衡体所受浮力，电磁力即随时间变化静电荷不断积累是读数变化，零点漂移即弹性元件随时间推移产生微小形变，导致精度变化，震动即不同时刻仪器可能受震动导致精度和零点漂移加大影响读数。

习题三
1.根据地质任务及勘探对象的不同，重力测量可以分为哪些，分别能解决什么问题？
根据重力测量或重力勘探所承担的地质任务及勘探对象的不同。

大体上可分为：区域重力调查；能源重力勘探；矿产重力勘探；水文及工程重力勘探；天然地震重力测量等。

（一）区域重力调查
1）研究地球深部构造
2）研究大地及区域地质构造，划分构造单元。

3）探测、圈定与围岩有明显密度差异的隐伏岩体或岩层。

4）根据区域地质、构造及矿产分布规律，为划分成矿远景区提供重
力场信息。

（二）能源重力勘探
重力测量可以在沉积覆盖区快速、经济地圈出对寻找石油、天然气或煤有远景的盆地。

（三）矿产重力勘探
包括金属及非金属矿产的重力测量
（四）水文及工程重力测量
（五）天然地震重力测量
3．重力观测野外施工前为什么需要对仪器进行检查试验？对使用的重力仪器都要进行哪些检查与标定？
答：因为为了确保取得合格的测量数据，所以在整个野外施工过程中，必须要确保重力仪一直处于良好的工作状态。

一．重力仪的检查与调节
重力仪在投产前，要进行测程、水泡、光线灵敏度、水准器等的检查与调节。

石英弹簧重力仪应根据测区重力值的变化情况，将测程调到合适的位置。

光线灵敏度、水准器、电子灵敏度等的测定与调节，要根据有关规范及仪器说明书去执行。

二．重力仪格值的标定
准确标定重力仪格值是消除系统误差的重要保证。

重力野外工作之前以及工作结束之后必须对仪器格值进行标定，在野外施工过程中，仪器受到强烈震动后或进行中修、大修后也要进行标定。

（包括已知点法和倾斜法）
7.试说明中间层改正、地形改正、高度改正、纬度改正和布格改正概念之间的联系与区别，并说明为什么要做这些改正、这些改正都有什么作用？
1)地形改正在重力测量过程中，由于各个测点的地形起伏不同，地形对
各测点的重力测定结果的影响也不一样。

地形改正的目的，就是消除这种测点地形起伏不同给各个测点造成的影响。

2)中间层改正在经过地形改正的基础之上，测点平面以上多余物质的影
响得到了消除，测点平面以下缺少物质的影响也得到了补充，可认为测点周围平坦了。

但测点所在的平面与基点相比仍高h,即测点比基点多了一层厚度为h,密度为p的中间物质层的影响，消除这个中间物质层的影响就称为中间层改正。

3)高度改正在经过地形改正、中间层改正之后，测点处于基点之上高度
为h的空间，和基点相比，测点距地心的距离相应增大了h，因而测点的实测重力值要比基点平面上小，故对测点的实测值要进行改正，消除这个自由空间的影响，称为高度改正。

4)纬度改正由于正常重力场是纬度W的函数因此当重力测点和基点不在
同一纬度时,实测重力值的变化就包括了这一部分的影响,这种消除纬度的影响称为纬度改正。

5)布格改正高度改正和中间层改正都和测点相对总基点的高程差有关，因
此，在重力测量的改正中，常把这两项改正合并到一起进行，就称为布格改正。

这些改正都是按照顺序一个接一个进行的，前一个是后一个的基础，这些改正之间是相互联系的，缺一不可，目的都是消除外部环境对重力测量的影响，来提高重力测量精度。

3、布格重力异常的定义及其地质--地球物理含义？
布格重力异常包含了壳内各种偏离正常密度分布的矿体与构造的影响，也包括了地壳下界面起伏而在横向上相对上地幔质量的巨大亏损或盈余的影
响。

从大范围来说，在陆地，特别在山区，是大面积的负值区，山越高，异常负得越大；而在海洋区，则属大面积的正值区。

9.请比较在求取绝对和相对布格重力异常的过程中的异同点。

答：绝对布格重力异常以大地水准面作为基准面，观测值为绝对重力值，布格校正用的高度为海拔高程，密度用统一的2.67g/cm3，正常场校正用正常重力公式算。

多用在中、小比例尺中，以便大面积的拼图和统一进行解释。

相对布格重力异常取总基点所在的水准面作为基准面，观测值是相对重力值，布格校正用的高程是测点相对总基点的相对高程，密度用当地地表实测的平均密度值，而正常场校正就用小面积纬度校正算。

多用在小面积大比例尺的测量中，以便对局部地区的异常作较深入的分析。

10、在有起伏的自然地表面进行重力测量，经各项校正后所获得的重
力异常
是大地水准面（或总基点所在水准面）上的异常还是原测点处
的重力异
常，为什么？
地表实测重力值是地下密度均匀体（地球正常椭球体）和密度不均匀地质体（如地质构造，岩矿体）的综合影响，上述校正消除了起伏地形上各测点与大地水准面活基准面密度均匀体（地球正常椭球体）对实测重力值的影响，并没有消除密度不均匀体的影响及对空间坐标进行变换，因此，对于校正后仅由密度不均匀体引起的异常而言，上述校正后，各测点人在起伏的自然表面上。