重力异常的地质解释及重力资料的应用
磁法勘探-重磁异常的地质解释与应用
第十一章重磁异常的地质解释与应用一、重磁异常的地质解释1、地质解释的主要内容1）重磁资料的预分析：使资料的解释建立在资料完整、可靠、便于解释的基础上。
→→有用异常是否得到明显反映。
2）数据处理将有意义的异常从叠加异常中分离出来，去掉与任务无关的异常。
其他：延拓，化极，求导等。
3）定性解释ⅰ：初步解释引起磁异常的地质原因。
ⅱ：大体判定异常源的形态、分布范围、异常界面的起伏变化等。
4）定量解释得到异常源的形状大小，界面深度等几何参数。
5）地质结论和图示2、重磁异常的多解性：1）不同岩石的同一物性参数。
可以具有同一数量级，可能在地表引起相同的异常。
2）地表观测的异常分布不是全部空间场值的分布。
二、重力和磁法勘探的主要应用：1、重力勘探的主要应用：①研究地壳深部结构和划分大地构造单元。
②研究区域地质构造：基岩顶界面的深度起伏变化。
③查明沉积岩内部的局部构造和岩相变化：④圈定隐伏的岩浆岩体：⑤探明矿井下和地下浅部的某些地质问题：岩溶、采空区、破碎带、老窑等⑥金属矿床。
2、磁法勘探的主要作用：①研究结晶基底的起伏变化：预测含煤远景区。
②圈定不同类型岩石的分布范围：③确定断层构造。
④研究褶皱构造。
⑤煤层燃烧带。
三、实例1) 圈定含煤岩系的岩浆岩体我国许多煤田不同程度的受到岩浆岩侵入体的影响。
目前，主要是应用磁法勘探来解决岩浆岩的圈定问题。
1980年，中国矿业大学物探教研室曾在甘肃窑街煤田进行过圈定超基性岩的磁测工作，目前是研究该区煤矿开采过程中二氧化碳气体突然涌出的原因。
同时，磁测结果还提供了断裂构造和烧变岩石的边界位置等资料。
窖街煤田是中生代山间盆地性煤田，盆地基底是弱磁性的前震旦系变质岩，含煤岩系为侏罗纪地层，煤系上覆的层为白垩纪、第三纪红色地层或直接为第四系黄土覆盖。
区内断裂发育，岩浆活动频繁，岩浆岩主要是中等磁化强度的超基性岩，它与周围岩石磁性差异明显。
图13—9是窖街煤田磁异常平面等值线图。
对其中四个局部正磁异常(编号为M1、M2、M3、M4)进行了更大比例尺的详测。
地质勘探中的重力异常识别与解释方法探讨
地质勘探中的重力异常识别与解释方法探讨地质勘探是一项复杂的工作，为了对地下资源进行准确的勘探与评估，科学家和地质工程师们经常借助不同的方法和技术。
重力异常识别与解释是其中重要的一部分，它可以提供有关地下物质分布和岩石结构的重要信息。
本文将探讨一些常用的重力异常识别与解释方法，包括重力测量、异常特征的识别以及异常与地质构造的关联。
首先，重力测量是重力异常识别与解释的基础。
重力是地球上任何一点受到地球引力作用的结果，它与质量和距离的乘积成正比。
地面上的重力测量仪器可以测量地球表面上的重力场强度，从而获得重力数据。
这些数据被用来计算重力异常，即地球上表面的重力场与理论预期的重力场之间的差异。
一般来说，重力异常可以是正值也可以是负值，其数值大小与地下物质分布有关。
其次，重力异常的特征识别是重力勘探的关键步骤。
在地球表面上，不同的物质具有不同的密度，从而对应着不同的重力场。
通过观察重力异常的特征，可以识别地下存在的物质和结构。
常见的重力异常特征包括正异常和负异常。
正异常通常是由密度较大的物质引起的，如岩石体或矿床，而负异常则通常是由密度较小的物质引起的，如岩浆侵入或断层。
此外，异常的形状、强度和分布特征也可以提供有关地下物质和构造的信息。
最后，重力异常与地质构造之间的关联是解释重力异常的关键。
地质构造是地球表面和地下的岩石形态和结构。
在地球的不同地区，不同的地质构造通常与特定类型的重力异常有关。
例如，地球上的隆起和坳陷地区通常存在正和负的重力异常。
在解释重力异常时，科学家和地质工程师们通常会结合地质图、地震和电磁数据等多种信息来识别地下的地质构造，并与重力异常进行对比。
通过对比，可以确定异常的形成机制和异常下可能存在的地下矿产或构造。
总之，在地质勘探中，重力异常识别与解释是一项重要的技术。
通过重力测量和分析，我们可以获得有关地下物质和地质构造的宝贵信息。
重力异常的特征识别和异常与地质构造的关联是解释重力异常的关键步骤。
关于布格重力异常计算及资料处理与反演和解释的报告
关于布格重力异常计算及资料处理与反演和解释的报告姓名：***班级：061084-27学号：**********指导老师：***日期：2011.4.14目录前言 (2)目的 (2)任务要求 (2)工作过程 (2)成果 (2)工作内容及步骤 (3)§1-布格重力异常计算 (3)§2-布格重力异常处理 (3)1.绘制平面等值线图 (3)2.异常处理（分离区域异常和局部异常） (6)§3-布格重力异常反演——特征点法反演 (11)§4-布格重力异常的解释 (13)评述与结论 (13)评述 (13)结论 (14)关于布格重力异常计算及资料处理与反演和解释的报告 前言目的：熟悉并掌握布格重力异常计算及资料处理与反演和解释 任务要求：根据在一个地区重力测量的结果，计算出布格重力异常，并根据异常进行资料处理和解释，并完成一份工作报告。
工作过程：(1)利用实测的相对重力值、相对高程值和X,Y 坐标值，计算各种校正（地形校正除外），纬度校正用 计算，自由空间（或高度）校正用计算，中间层校正用 计算，已知地表物质密度为2.50g/cm 3，起算点纬度为45°；(2)获得各点处的布格重力异常值后，绘出平面等值线图，等值线距为0.5mGal ；(3)根据异常（平面或剖面）特征，选用适当的方法进行处理（如压制干扰、消除区域场等）进行处理，并对处理效果进行描述； (4)将处理后的异常进行反演；(5)写出全部过程和所采用的处理与反演方法之应用理由。
成果：根据布格重力异常数据计算及资料处理与反演初步结果判断，该异常应由地区下一球体引起，球体埋深98.8m ，剩余质量t 6103.07⨯，球体中心在地面的投影点坐标为（248.8,248.8）m 。
):,()2sin(814.0mkX mGal X g ∆⋅-=ϕδϕ):,(3086.0m h mGal h g f ∆⋅=δ):/:,(0419.03m h cm g mGal h g ρρδσ∆⋅-=工作内容及步骤§1-布格重力异常计算用excel先算出各项校正（除地形校正外），需要注意的是在纬度校正中为测点到总基点间纬向距离，由于测点都位于总基点以北，故取正值；为总基点纬度即45°; 单位要划为km。
布格重力异常的地质地球物理意义-概述说明以及解释
布格重力异常的地质地球物理意义-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分主要介绍本篇长文的主题——布格重力异常的地质地球物理意义。
布格重力异常是指在地球表面上的某个区域内，由于地下构造、地质体或其他因素的影响，引起地球重力场的异常变化。
它可以用来揭示地壳下的岩石结构、地壳变形以及岩石密度分布等信息。
本篇长文将从三个方面对布格重力异常的地质地球物理意义进行详细探讨。
首先，我们将对布格重力异常的概念进行解释，并阐述其产生的原因。
其次，我们将介绍布格重力异常的测量方法和数据分析，以及相关的技术工具和仪器。
最后，我们将重点讨论布格重力异常在地质地球物理领域的意义和应用。
通过对布格重力异常的研究，我们可以深入理解地球的内部结构和过程，探究地球演化的规律。
同时，布格重力异常还可以为矿产资源勘探和地下水资源的开发提供重要的信息和指导。
此外，布格重力异常的研究还对于地震活动的监测和地质灾害的预测具有重要意义。
本篇长文旨在全面系统地阐述布格重力异常的地质地球物理意义，并展望其在未来的应用前景。
通过本文的阅读，读者将对布格重力异常有更加深入的理解，并能够了解布格重力异常在地质地球物理领域的重要作用。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构本篇长文将从引言、正文和结论三个部分来论述布格重力异常的地质地球物理意义。
具体结构如下：引言引言部分将首先概述布格重力异常的背景和基本概念，包括对布格重力异常产生原因的简要介绍。
随后，文章将介绍本篇长文的结构和目的，以引导读者了解本篇文章的内容框架。
正文正文部分将分为三个子节：布格重力异常的概念及产生原因、布格重力异常的测量方法和数据分析以及布格重力异常的地质地球物理意义。
首先，在2.1节中，将详细介绍布格重力异常的概念和其产生原因，包括重力异常的基本定义和重力场的变化机制。
接下来，在2.2节中，将介绍布格重力异常的测量方法，包括重力测量仪器和数据处理技术，并说明如何从测量数据中分析和解释布格重力异常。
重力勘探在某一带地质勘查中的应用
重力勘探在某一带地质勘查中的应用摘要：根据以往地质资料成果，围绕勘查区内圈定的磁异常及新发现矿（化）点开展铁多金属矿找矿工作，进行重力测量，建立重力异常特征与成矿地质环境、矿（带）体间的相互关系。
了解工作区的重力场分布特征，圈定了布格重力异常区及重力变化梯级带，以取得找矿突破。
关键词：布格重力异常磁异常梯度带1 矿区地质概况1.1地层、火成岩、构造⑴工作区位于恰普河金铜铁多金属成矿远景区，工区隶属于塔里木-南疆地层大区、中天山-马鬃山地层分区之伊宁地层小区。
工区出露地层为下石炭统大哈拉军山组。
下石炭统大哈拉军组为一套中-基性海相火山喷发-沉积岩建造，为矿区的含矿地层。
地层走向近东西，岩性以基性-中性及酸性火山岩为主，按其岩性特征由上至下可分为两个岩性阶段，大哈拉军山组第一段（C1d1）：分布于工作区北部，主要岩性有玄武质安山岩、辉石安山岩、安山质火山角砾岩、晶屑岩屑凝灰岩。
该岩性段分布有高磁异常，火山岩相也略具环状分布特征。
大哈拉军山组第二段（C1d2）：岩性为一套紫色、紫红色安山岩、英安岩、流纹岩，多为火山喷发后期中酸性岩浆侵出相产物，均呈小型岩丘状产出，颜色多为深肉红色。
由西往东，韵律具由辉石安山岩、玄武安山岩、安山质熔岩、英安岩、凝灰岩组成。
工区以早期火山喷发-沉积旋回最为重要，该旋回火山岩含有磁铁矿，表现为高磁异常，目前还未发现较好的铁矿化蚀变。
⑵区内西南部出露一套次火山岩相玄武安山玢岩，呈岩珠状产出。
在工区南部玄武安山岩中出露少量肉红色花岗闪长斑岩，脉长40 m，宽20 m。
⑶工区构造以断裂为主，由于第四系覆盖可识别出三条断层。
F1断裂：分布于区内中部，该断层呈北西南东走向，长约 1.5 km，北东倾，产状35°∠70°。
断层经过处岩石具碎裂岩化、泥化、褐铁矿化;F2 断裂：分布于区内北西部。
该断层北西走向，长约0.2km，北东倾，产状75°∠65°。
重力勘探及其应用
重力勘探及其应用作者：任丽孟小红刘国峰来源：《科技创新导报》 2013年第8期任丽孟小红刘国峰(中国地质大学（北京）北京 100083)摘?要：重力勘探主要是通过测量由地下密度不均匀体引起的重力异常来推断测区的地质构造或矿产分布情况等。
重力数据通过整理、各项校正、异常分离等可以得到勘探目标的重力异常特征。
通过解重力反演问题，可以确定地质体的埋深、大小等几何参数、密度等物性参数以及密度分界面的起伏。
实际应用中，要尽可能多的利用已有的信息约束反演过程，从而提高反演结果的质量。
重力勘探在区域地质构造研究、寻找矿产、油、气资源、工程地质调查、水文地质调查等领域中发挥着重要的作用。
实例说明，不同的地质特征对应不同的重力异常特征，重力勘探正是利用获得的异常特征分析、推断测区的地质构造。
关键词：重力异常密度不均匀体重力反演地质构造矿产分布中图分类号：P631文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）03（b）-0-04重力勘探主要是通过测量由地下密度不均匀体引起的重力异常来推断测区的地质构造或矿产分布情况等，是地球物理勘探的重要方法之一。
野外测量的重力数据通过整理和一系列校正可以得到需要的重力异常—布格重力异常或者自由空气重力异常。
校正后得到的重力异常是地下不同深度、规模的地质因素产生的叠加异常，异常分离可以将具有不同“频率”特征的异常分离开，得到单纯由勘探目标引起的异常。
重力反演一般需要在异常分离的基础上进行，反演存在着多解性问题，其主要原因是不同埋深、大小、组合的地质异常体可以引起相同的重力异常效应，以及重力数据的不完整性。
因此，在反演过程中，需要尽可能利用已有的地质、钻探和地球物理资料来对目标异常体进行约束，从而减少多解性，最后的模型实验说明了反演过程中加约束条件的重要性。
重力勘探在很多领域发挥着重要的作用，可以利用它进行区域地质构造的研究、寻找矿产、油、气等资源，也可以用在工程地质调查、水文地质调查中。
《重力学与地磁学》磁异常数据处理与解释部分
x
x
g g(x, y y) - g(x, y)
y
y
实例：塔里木盆地东部及邻区布格重力与重力水平梯度
塔东重力5水4 平梯度
2.3.3 重、磁场的解析延拓
1. 重、磁异常解析延拓概念：
观测面 o
向上延拓：
g(x, y,0) 数学变换 g（x, y,h)
z
向下延拓：
g(x, y,0) 数学变换 g（x, y, h)
重、磁异常是叠加异常，来源于地下不同的 物质源，解释中希望将不同场源的异常分开
2. 重、磁异常数据处理的目的
将各种场源引起的异常分开，用于定量反 演计算与定性解释
3. 数据处理的思路
根据重磁异常特点
异常体埋深、规模大，异常宽缓，异常 值幅度大，在频率域中表现为低频成分多
一般异常体规模、埋深小，异常宽度窄， 幅值变化大，在频率域中表现为高频成分多
起 长江坳陷
带
海礁隆起
西湖凹陷
10 g.u.
28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10
闽 浙
隆
美人峰1井
虎皮礁隆起
起 长江坳陷
带
海礁隆起
西湖凹陷
10 g.u.
18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4
自兴地东开始，近 EW向延伸；
从辛格尔向东延伸， 延伸方向近EW向；
辛格尔北NWW向 延伸异常与中间EW向 异常在东端相交
2. 两个不同特征的磁场界限，往往是断裂存在的表现
不同构造单元的地质情况不同， 磁场也显示出明显不同的特征。 不同构造单元的边界存在断层
9重力勘探解释
9. 重力异常的地质解释及应用重力异常的地质解释，根据重力资料、岩（矿）石物性资料以及地质、地球物理资料，运用重力勘探理论和地质理论，解释推断引起重力异常的地质原因及相应地质体的空间位置和形状。
这是重力勘探的最终目的。
重力勘探的前提条件: (1)勘探目标体与围岩具有明显的密度差异，且密度差异在横向上有变化；（2）密度差异产生的重力异常能够被重力仪测出来；（3）目标体重力异常能从非目标体异常或干扰因素异常中分离出来。
9.1 重力异常解释的一般原则、基本步骤一般原则（1）以地质为依据充分占有地质资料，掌握已有地质规律，建立测区可能有的几种地质模型，指导重力异常的识别和正反演。
（2）以岩石物性为基础岩石物性是地球物理勘探的基础，是联系地质与地球物理场的桥梁，是减小异常反演多解性的重要途径。
把地质规律与岩石物性结合起来就可以建立合理的地质-地球物理模型，作为重力异常解释的初始模型。
需要总结研究区内的岩矿石物性特征和规律。
（3）从面到点、从已知到未知的认识过程从面到点就是从区域地质环境入手，先把握全局，再深入到局部。
即先对异常进行分区和分类，分析研究各区各类异常特征与区域地质环境可能的内在联系，在此基础上，对各区内局部异常的地质因素给出合理解释。
相近的地质条件引起的异常具有相似的特征，应先从已知地质情况着手，找出异常与地质体的对应规律，以此指导类似条件的未知区的异常解释。
利用一口钻井资料（一个点）或一条地震剖面资料（一条线）的解释做控制，或者根据露头区的异常特征推断相邻覆盖区的异常成因。
（4）定性与定量、正演与反演、平面与剖面解释相结合定性与定量解释的结合可以使两者互为补充，逐渐深化；正演和反演相结合，可以不断修改补充原有解释模型，减少反演解释的多解性；平面解释与剖面解释相结合，一方面利用典型剖面的精细解释、控制修正平面解释，另一方面也可以利用平面解释的总体规律指导剖面模型建立。
（5）综合解释为了克服重力异常反演的多解性以及重力勘探应用的局限性，有条件时应尽可能进行综合地质、地球物理解释，以正确确定重力异常的地质原因。
重力勘探_精品文档
重力勘探重力异常：在重力勘探中，将由于地下岩石，矿物密度分布不均匀所引起的重力变化，或地质体与围岩密度差异引起的重力变化，成为重力异常。
引力位重力位关系：重力位等于引力位及离心力位之和，重力位处处连续而有限。
引起重力异常的原因地壳厚度的变化；结晶基岩内部成分、构造和基底顶面的起伏；沉积岩的成分和构造；金属矿及其它矿产的赋存；剩余密度：地质体密度与围岩密度的差称为地质体的剩余密度，即σ=σσ0，该地质体相对于围岩的剩余质量为σ第三章重力测量仪器绝对重力测定测量地球上特定点的绝对重力值，绝对重力测量测的是重力的全值。
原理：动力法，观测物体的运动状态（时间与路径），用以测量重力的全值。
相对重力测定测定地球上两点间的重力差值（即各点相对于其中一基准点的重力差）。
原理：静力法，观测物体的平衡状态，用以确定两点间的重力差值。
零点位置：选取平衡体的其中一平衡位置作为测量重力变化的起始位置。
影响重力仪精度因素：温度、气压、电磁力、安置状态不一致零点漂移：弹力重力仪中的弹性元件，在一个力（如重力）的长期作用下将会产生蠕变和弹性滞后（弹性疲劳）等现象，致使弹性元件随时间推移而产生极其微小的永久形变而导致仪器读数的零点值随时间而不断变化。
怎样克服零漂：制造仪器时，应选择适当材料和经过时效处理，尽量使零点漂移小并努力做到使它成为时间的线性函数。
零点读数法含义及意义（优点）：p37第四章重力测量重力测量分类（按空间位置）：地面重力测量、地下重力测量、海洋重力测量、航空重力测量、卫星重力测量重力测量分类（按地质任务）：区域重力调查、能源重力勘探、矿产重力勘探、水文及工程重力测量、天然地震重力测量等。
各自解决的地质问题见p53-p54、比例尺的确定：重力概查：1:100万，1:50万，用于区域构造和壳慢深部构造重力普查：1:20万，1:10万，用于能源普查和成矿远景区重力详查：1:5万，1:2、5万，盆地内或成矿区，基底构造，局部构造，岩体，小断裂等重力细测：1:1万以上，浅部小构造，小局部地质体测网的大小布设规律：1、在小比例尺测量中，没有严格要求，可以沿一些交通路线布置，并使测点均匀分布全区，在图上每平方厘米能有0。
重力学和重力勘探总结
地球重力的组成部分（引力和惯性离心力的合力，方向指向地心 G=F+C）
重力的单位(1m/s2=106g,u, 1cm/s2=1Gal=10-2m/s21Gal=104g.u.=10-2m/s2=103mGal)重力位与重力的关系
卫星重力梯度测量：利用卫星携带的重力梯度仪直接测定引力位的二阶导数张量来确定地球重力场。
重力：除该物体以外的地球质量及其他天体质量对物体产生的引力（F）体随地球自转而引起的惯性离心力（C）的合力。G=F+C
重力场：地球周围空间任何一点存在的一种重力作用或重力效应。
引力位的定义；由于场做功与路径无关，只决定于路径的起点P1和P的位置，所以我们可以引入相应的标量函数V（P1）和V（P）
影响岩石密度因素
（1）岩石中各种矿物成分及其含量的多少
（2）岩石中孔隙度大小及孔隙中的充填物多少
（3）岩石所受压力的多少
三大岩石的分布规律；
（1）火成岩；从酸性到中性过度是密度都要加大，边缘相的密度比过渡相、内陆相的密度大。倾入岩与喷出岩的密度差异较大。
（2）沉积岩；近地表的沉积岩由于压力小，孔隙度大所以密度小。随着深度的加大，压力大，孔隙度小所以密度大。
△
1x=0时，异常的极大值△g=GM/ (2)因含 项，异常相对于原点对称当x趋向于无穷大时△g=0（3）当某点的异常为极大值的1/n时，GM/N =GMD/
则 = 则可得d
（2）重力异常密度均匀的水平圆柱体的柱体（典型而度体）;假设地质体长2l,半径r,中线埋深d，线密度λ=σs, △g=gλ =
重力异常的名词解释
重力异常的名词解释重力异常是指地球表面或其它天体表面上存在的一种与正常情况相比有所不同的重力场现象。
在地球上，重力以普遍的形式存在，使得物体向地球的中心运动，保持稳定的状态。
然而，地球上并非所有地方的重力场都是均匀的，有些地方可能存在重力异常。
一、重力异常的类型1. 局部重力异常：局部重力异常通常是指地球表面上特定区域的重力场与周围地区相比存在较大差异的情况。
这种差异可能是由于地下的地质构造或地下物质的分布不均所引起的。
例如，地下脉动的矿石矿床或岩石体的存在都会导致局部重力异常。
2. 地表重力异常：地表重力异常是指地球表面上一定范围内存在的重力场异常。
常见的地表重力异常形态有山脉、盆地等。
这些地貌的存在使得该区域的重力场相对于周围区域发生了变化。
3. 区域重力异常：区域重力异常是指一定地域范围内的重力场与平均值相比存在变化的情况。
这种异常可能是由于地球的形状或密度分布不均匀所引起的。
例如，地球上的大陆板块运动和地壳的变形等都会导致区域重力异常。
二、重力异常的测量方法测量重力异常的常用方法是重力测量，主要包括重力仪器测量和卫星重力测量。
1. 重力仪器测量：重力仪器测量是通过使用重力仪器在地表或水下直接测量地方的重力场强度。
重力仪器通常由一个受力臂和一个重力感应器组成，通过测量重力感应器受力臂的位移来确定重力场的强度。
这种方法相对较为精确，但需要人工操作和精密仪器。
2. 卫星重力测量：卫星重力测量是利用专门的重力测量卫星对地球的重力场进行观测和测量。
这种方法主要通过卫星上搭载的重力测量仪器对地球表面的重力场进行监测。
卫星重力测量具有高精度和广域性的优点，可以提供大范围的重力异常数据。
三、重力异常的科学研究意义重力异常的存在和研究对地质、地球物理学和空间科学等领域的科学研究具有重要意义。
1. 地质勘探：通过研究重力异常可帮助地质工作者寻找矿产资源和能源储量的分布情况。
重力异常可以揭示地下的地质构造，例如地下的断层、褶皱、岩浆体等，这对于寻找矿床和预测地质灾害具有重要参考价值。
重力资料处理与分析
异常检测
通过模式识别和机器学习方法 ，检测重力数据中的异常值， 识别潜在的地质构造和矿产资 源。
模型拟合
利用地球重力模型和地球物理 理论，对重力数据进行模型拟 合，推算地球内部结构和地球
参数。
数据应用技术
地质勘探
利用重力资料分析地壳结构、地质构造和矿 产资源分布，为地质勘探提供依据。
导航定位
利用重力资料辅助导航定位系统，提高定位 精度和稳定性。
地质解释的方法包括绘制地质剖面图、 制作地质图和进行地质填图等，这些 方法可以帮助研究人员更好地了解地 下地质情况。
资源评估
资源评估是重力资料分析的重要应用之一，它 涉及到对地下矿产资源的评估和预测。
资源评估的方法包括绘制资源量图、进行矿产 资源量估算和进行成矿预测等，这些方法可以 帮助研究人员了解矿产资源的分布和规模。
重力资料处理与分析
目录
• 重力资料处理 • 重力资料分析 • 重力资料应用 • 重力资料处理与分析技术 • 重力资料处理与分析的挑战与展望
01 重力资料处理
数据采集
野外测量
通过重力测量仪器在野外实地测量，获取原始重 力数据。
精度要求
保证测量精度，减少误差，确保数据可靠性。
测量环境
考虑地形、气候等环境因素对测量结果的影响。
地球科学研究
通过重力资料分析地球重力场变化，研究地 球内部结构和地球动力学过程。
灾害预警
通过分析地震、火山等地质灾害发生前的重 力变化，预警和防范地质灾害。
05 重力资料处理与分析的挑 战与展望
面临的挑战
数据量庞大
重力资料数据量庞大，需要高效的数据处理和存储技 术来应对。
精度要求高
重力资料分析需要高精度测量和计算，以满足地质勘 探和地球科学研究的需求。
地球物理勘探之重力勘探
重力场；
③正常重力值在赤道处最小．而在两极处数值最大，相差约
②正常重力值只与计算点的纬度有关，沿经度方向没有变化；
5万g.u
④正常重力值沿纬度方向的变化率与纬度有关，在纬度 45°处的变化率最大(不是线性变化) ⑤正常重力值随高度增加而减小，其变化率约为-3.086 g.u ／ m。
（二）重力场随时间的变化（长期变化和短期变化）
测量出两点间的重力差值。
日常生活中使用的弹簧秤从原理上说就是一种简单的重力仪。 弹簧原始长度S0，弹力系数K，挂上质量为m的物体，弹簧长度为 Sx则：
mg k (Sx S0 )
k g g 2 g1 ( S 2 S1 ) c s m
如果将该系统分别置于重力值为g1、g2的两点上，则弹簧对 应长度为S1和S2
一致性试验是测定各台重力仪测定重力值的一致性情况，
CHZ海洋重力仪能在垂直加速度500伽 和水平加速度200伽的恶劣海况下正 常工作，其测量精度优于1毫伽。 投放海底重力仪
L& R SII型空-海重力仪是当今 世界上最为完美的重力仪之一。
二、影响重力仪观测精度的因素
(1)温度影响 (3)电磁力影响 (5)零点漂移 (2)气压影响 (4)安置状态不一致的影响 （6）震动的影响
或者呈层分布，而各层的密度是均匀的．且各层界面都是共焦点 的旋转椭球面。 这样，其表面上各点 的重力位便可根据其形状大 小、质量、密度、自转的角 速度及各点所在的位置等计 算出来。在这种条件下的重
力位就称为正常重力位，求
得的相应重力值就称为正常 重力值。
计算公式： （1）赫尔默特公式（多用于测绘部门）
W( x , y , z ) G
1 2 2 w (x y2 ) 2 ※ 当 s 与 g 的方向垂直时，
重力异常的地质解释及重力资料的应用
§2异常的识别
5、重力梯级带
1)基本特征：重力异常等值线分布密集，异常 值向某个方向单调上升或下降。 2)相对应的规则几何形体：垂直或倾斜台阶。 3)可能反映的地质因素：垂直或倾斜断层、断 裂带、破碎带；具有不同密度的岩体的陡直接 触带；地层的拗曲。
§2异常的识别
三、断裂构造在 平面等值线图上 的识别
深部地壳构造——全国布格重力图
(2)西部地区重力梯阶带 走向以东西走向为主， 个别地段为北西或近南 北。 a、兰州南側北西西； b、西宁北側近北西； c、兰州南－成都近南北； d、拉萨南側东西。
深部地壳构造——全国莫霍面深度图
(3)巨大重力梯阶带大多与 我国主要褶皱山系平行或 重合，在莫霍面深度图上 表现为陡坡带。
a 、与大兴安岭－太行山 －武陵山（北京－郑州－ 贵阳连线）重力梯阶带对 应东部莫霍面陡坡带；
b、与昆仑山－阿尔金山 －龙门山重力梯阶带对应 西部莫霍面陡坡带（兰州 －西宁向西，兰州转向北 南—成都）；
c、与喜马拉雅山重力梯阶 带对应的喜马拉雅莫霍面 陡坡带
深部地壳构造——全国布格重力与莫霍面深度图
§1地质解释概述
7、有条件时．应对已解释的异常开展一定的验证工 作——做理论模型正问题对比 1）可以评价解释的可靠性； 2）特别是在出现矛盾、解释失败时可以分析原因、 寻找正确的答案，并会更加深化对异常的懈释和积累 成功的经验，以提高今后重力资料在地质解释中的成 功率。
重力勘探
第八章 重力异常的地质解释及重力资料的 应用
§3地球深部构造及地壳结构研究
一、卫星重力异常在地球深部构造研究中的应用
2)产生印度洋巨大负异常的场源存在于地球的深部．很可 能是在软流圈以下存在着巨大的质量亏损所致。因在高阶场中， 这一全球最大的负异常完全消失了。
05重力异常地质解释
h×2.67=(3.27-2.67) ×t t=4.45h
(2.67-1.03)h=(3.27-2.67) ×t t=2.73h
高山莫霍面和布格重力异常图
据地壳均衡学说，山越高，山根就越深，即 硅镁层(玄武岩类)越深，亦即莫氏面越深。 布格异常曲线和地形起伏形态有对应关系。 地形越高，异常值越低，说明山越高，其 山根越深，亦即莫氏界面越深。
③条带状重力高( 重力高带)
• 基本特征: 重力异常等值线延伸很大或闭合成条 带状, 等值线的值中心高, 两侧低,存在极大值线。 • 相对应的规则几何形体: 剩余密度为正的水平圆 柱体、棱柱体和脉状体等。 • 可能反映的地质因素: 高密度岩性带或金属矿带; 中基性侵入岩形成的岩墙或岩脉穿插在较低密度 的岩石或地层中; 高密度岩层形成的长轴背斜、 长垣、地下的古潜山带、地垒等; 地下的古河道 为高密度的砾石所充填等。
• 重力异常对沉积盖层内部的直接反映 一些实际资料表明：重力异常也会与沉积盖层 之间存在着直接的联系，例如重力高反映的是隆起， 重力低反映的是凹陷，或者相反。其他如断层等地 质因素，也同样可以存在着直接联系，不过存在这 种情况需要有以下有利条件： • ①结晶基底埋藏较深。 • ②在沉积盖层中，存在着明显的密度界面。 • ③沉积盖层中的构造幅度大。 • ④无显著的区域重力背景干扰。
②等轴状重力低
• 基本特征: 重力异常等值线圈闭成圆形或近于圆 形, 异常值中心低, 四周高, 有极小值点。 • 相对应的规则几何形体: 剩余密度为负的均匀球 体, 铅直圆柱体, 水平截面接近正多边形的铅直 棱柱体等。 • 可能反映的地质因素: 盐丘构造或盐盆地中盐层 加厚的地段; 酸性岩浆( 密度较低)侵入体, 侵入 在密度较高的地层中; 高密度岩层形成的短轴向 斜; 古老岩系地层中存在巨大的溶洞; 新生界松 散沉积物的局部加厚地段。
课件10-重力异常的地质解释
图10.3-1 2—12阶GEM10B模型全球自由空间重力异常（等值线距50g.u.）
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根据这三张图显示的异常特征，人们可作出以下几点推论：
（一）整个太平洋地区呈现清晰的高正异常环带，它包括全球主要岛弧—海沟地 区及深源地震带，与太平洋板块和纳斯卡板块边界线也吻合得较好（见图10.3-2 ）；正异常带外面包围一圈负异常带，这一正一负的双层环状结构是GEM10B全 球自由空间异常场的主要特征。产生高重力带的源既有深部的因素，也有存在于 岩石圈深度范围内的因素，较浅层的异常源似乎可以用消减板块随着下插深度增 大使密度增高来解释（因温度与压力增加所致）；
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重力异常的地质解释
7
10.2 异常的识别
10.2.1 异常特征的描述 在平面等值线图上， 主要是指区域异常的走向及其变化，从东到西（或从南到北） 异常变化的幅度多大，区域性重力梯级带的延伸长度及平均水平梯 度和最大水平梯度值等。 对局部异常来说主要指的是异常的弯曲和圈闭情况，对圈闭状异常 应描述其基本形状，如等轴状、长轴状或狭长带状；是重力高还是 重力低；重力高低的分布特点；异常的走向（指长轴方向）及其变 化；异常的幅值大小及其变化等。 在综合分析区域异常与局部异常基本特征后，有可能根据异常特征 的不同将工区划分成若干小区，以供下一步作深入的分析研究。 在重力异常剖面图上， 应注意异常曲线上升或下降的规律，异常曲线幅值的大小，区 域异常的大致形态与平均变化率，局部异常极大值或极小值的幅度 、所在位置等等。
图10.2-1 在g平面图上识别断裂构造的若干标志
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重力异常的地质解释
12
a 图为线性重力高与重力低之间的过渡带；
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§3地球深部构造及地壳结构研究
一、卫星重力异常在地球深部构造研究中的 应用
不同阶次的重力场模型系数反映不同尺 度的重力变化，也与不同深度的场源（密度 异常）相关。2-36阶系数对应的密度场源不 在地壳和岩石圈内，而是在上地幔或者更 深；——阶次越高，反映场源深度越浅。
因素引起的，常常是不容易的。 有必要结合地质资料或其他物探解释成果进行综
合解释。下面仅叙述常见的几种局部异常与可能反映 的地质因素的对应关系，供作地质解释时参考。
§2异常的识别
l、等轴状重力高 1）基本特征：
重力异常等值线圈闭成圆形或接近圆形，异常值 中心部分高，四周低有极大值点。 2)相对应的规则几何形体：
§2异常的识别
2、在重力异常剖面图上，应注意异常曲线上升或下 降的规律，异常曲线幅值的太小区域异常的大致形态 与平均变化率，局部异常极大值或极小值的幅度、所 在位置等。
§2异常的识别
二、典型局部重力异常的可能解释 由于不同的地质因素——重力异常平面等值线图
上或剖面图上引起相似的异常特征。 因此，根据某一局部异常来判定它是由什么地质
§3地球深部构造及地壳结构研究
一、卫星重力异常在地球深部构造研究中的应用
有人认为，产生该地区正异常的原因是喜马拉雅山的地壳薄
于相应的均衡地壳的厚度，故存在正的均衡异常。由于向北推移 的印度板块与欧亚板块互相挤压．产生了巨大的构造运动压力。 此力不仅克服了因均衡不足而产生的向下的均衡调整力，还迫使 喜马拉雅山脉继续上升。
2、区域性重力异常背景上，有几组巨大重力梯阶（级） 带。以银川－兰州－甘孜（四川）一线为界。
深部地壳构造——全国布格重力图
以银川－兰州－甘孜（四川）一线为界。
甘孜
深部地壳构造——全国布格重力图
(1)东部梯阶 带主要走向 为北东或北 北东，仅个 别地段为东 西或北北西 向，北京－ 郑州－贵阳 连线（大兴 安岭－太行 山－武陵 山）。
§3地球深部构造及地壳结构研究
一、卫星重力异常在地球深部构造研究中的应用 3、2～12阶自由空气重力异常图（图10—2)保留
了全阶场中最基本的特征；控制全球重力场的最主 要异常源应该存在于软流圈以下。
§3地球深部构造及地壳结构研究
根据三张图显示的异常特征，可以做出以下几点推论： 1）整个太平洋地区（图10—2的中部）包括全球主要的岛孤—
§1地质解释概述
4、对异常的解释必须遵循从巳知到未知的原则。因 为相近的地质条件引起的异常具有相似的特征，所以 在对局部异常的解释中，可以遵循这个原则。例 如．利用一口钻井资料(一个点)或一条地震剖面资料 (一条线)的解释作为控制，将获得的成果推广到周围 条件相似地区的异常解释中去；或者根据露头区的异 常特征推断相邻的覆盖区的异常成因。这是由已知到 未知，从点、线到面的认识过程，它与上述的从面到 点的过程是互相渗透、互为补充的。§2异常的识别5 Nhomakorabea重力梯级带
1)基本特征：重力异常等值线分布密集，异常 值向某个方向单调上升或下降。 2)相对应的规则几何形体：垂直或倾斜台阶。 3)可能反映的地质因素：垂直或倾斜断层、断 裂带、破碎带；具有不同密度的岩体的陡直接 触带；地层的拗曲。
§2异常的识别
三、断裂构造在 平面等值线图上 的识别
重力勘探
第八章 重力异常的地质解释及重力资 料的应用
地质解释就是利用实测异常或经过适当数据 处理的重力异常，结合工区地质资料对引起这些 异常的原因做出地质上的结论或推断，这是重力 勘探工作成果解释的最终目的。
针对某个具体的工作地区，一定要根据当地 的实际地质情况做出客观的、切合实际的推断。 特别是，重力资料应当结合其他地球物理资料及 地质钻探资料进行综合解释，才能做出可靠的地
§2异常的识别
2、等轴状重力低 1）基本特征：重力异常等值线圈闭成圆形或近于圆 形，异常值中心低，四周高，有极小值点。 2）相对应的规则几何形休：剩余密度为负的均匀球 体、铅直圆柱体、承平截面接近正多边形的铅直棱柱 体等。 3）可能反映的地质因素：盐丘构造或盐盆地中盐层 加厚的地段；酸性岩浆(密度较低)侵入体，侵入在密 度较高的地层中；高密度者层形成的短轴向斜；古老 岩系地层中存在巨大的溶洞；新生界松散沉积物的局 部加厚地段。
海沟地区及深源地震带，显示出清晰的高正异常环带。
§3地球深部构造及地壳结构研究
一、卫星重力异常在地球深部构造研究中的应用 异常特征与太平洋板块和纳斯卡板块边界线也
吻合得较好(图10—3).
§3地球深部构造及地壳结构研究
一、卫星重力异常在地球深部构造研究中的应用
正异常带外面包围着一圈负异常带；这一正一负的双层
§1地质解释概述
7、有条件时．应对已解释的异常开展一定的验证工 作——做理论模型正问题对比 1）可以评价解释的可靠性； 2）特别是在出现矛盾、解释失败时可以分析原因、 寻找正确的答案，并会更加深化对异常的懈释和积累 成功的经验，以提高今后重力资料在地质解释中的成 功率。
重力勘探
第八章 重力异常的地质解释及重力资料的 应用
2)产生印度洋巨大负异常的场源存在于地球的深部．很可 能是在软流圈以下存在着巨大的质量亏损所致。因在高阶场 中，这一全球最大的负异常完全消失了。
§3地球深部构造及地壳结构研究
一、卫星重力异常在地球深部构造研究中的应用
3)从喜马拉雅山脉到阿尔卑斯山脉有一条横贯东西的高正 异常带，它的走向与棱块边界线亦符合较好，但在低阶场中 反映得并不明显，说明场源深度较浅。
§3地球深部构造及地壳结构研究
一、卫星重力异常在地球深部构造研究中的应用
4)大洋海岭的重力异常在高阶场中反映得很好，形成了与海岭走
向相吻合的低幅正值异常(0-10g·u)；而在低阶场中，这种特征完 全消失，因而海岭的重力异常的场源应存在于浅部。之所以形成低 幅正异常是由于地幔流上涌处的上表面为自由或近似于自由边界条 件，因而地壳上升变形较大，从而形成与海岭走向一致的低幅正重 力异常。
二、深部地壳构造——全国布格重力图
深部地壳构造——全国布格重力图 1、重力异常变化总趋势从东到西逐渐减小；
胶东－辽东最高30х10g.u.；向西渐小，西藏南部雅鲁藏布 江河谷减为－50х10g.u.、说明：地壳厚度由东向西渐厚 （东部沿海30km，雅鲁藏布江河谷）厚度达70km。
深部地壳构造——全国布格重力图
§1地质解释概述
5、选取合适的处理解释方案 鉴于重力异常的复杂性，各种数据处理及解释方
法又都有自身的局限性，因此应针对解释的具体地质 任务和条件选用相应的方法．并通过试验确定有关的 参数(如延拓高度、滤波窗口大小等)，从中选取效果 最佳的解释方案。
§1地质解释概述
6、综合资料解释 1）应收集工区内相应的地质、钻探、物性和其他物 探资料，尽可能地增加已知条件或约束条件，限制反 问题的多解性； 2）只有综合其他物探方法的解释成果，才能从不同 侧面对引起异常的场源性质、产状等做出较为合理而 正确的判断，为重力异常的解释提供印证、补充或修 改。
要获得地质解释的良好效果，一般应注意 以下几方面的问题。
§1地质解释概述
1、分析与检查用于解释的基础资料——重力异常： 1）是否是所研究的地质因素引起的异常； 2）是否满足精度要求及必须的详细程度。 这是能否取得地质效果的前提条件。
2、要研究和分析在一个工区内，不同的研究对象引 起的重力异常之间，以及研究对象与非研究对象(或 干扰因素)所引起的重力异常之间，是否具有反映其 特征的差异。如果这种差异可能存在，则应有目的地 选用适当的数据处理方法将不同研究对象引起的重力 异常进行分离，同时消除或压制干扰体引起的异常， 这样可以获得由较为单一的地质因素引起的有效(目 标)异常，以利于进行必须的数学物理解释和做出正 确的地质推断。（分离叠加异常）
§2异常的识别
4、条带状重力低(重力低带)
1）基本特征：重力异常等值线延伸很大，或闭合成 条带状，等值线的值中心低，两侧高，存在极小值线。 2）相对应的规则几何形体：剩余密度为负的水平圆 柱体．棱柱体和脉状体等。 3）可能反映的地质因素：低密度的岩性带，或非金 属矿带；酸性侵入体形成的岩墙或岩脉穿插在较高密 度的岩石或地层中；高密度岩层形成的长轴向斜、地 堑等；充填新生界松散沉积物的地下河床。
§2异常的识别
3、条带状重力高(重力高带)
1）基本特征：重力异常等值线延伸很大或闭合成条 带状，等值线的值中心高，两侧低，存在极大值线。 2）相对应的规则几何形体：剩余密度为正的水平圆 柱体、棱柱体和脉状体等。 3）可能反映的地质因素：高密度岩性带或金属矿带； 中基性侵入岩形成的岩墙或岩脉穿插在较低密度的岩 石或地层中；高密度岩层形成的长轴背斜、长垣、地 下的古潜山带、地垒等；地下的古河道为高密度的砾 石所充填等。
剩余密度为正值的均匀球体、铅直圆柱体，水平 截面接近正多边形。 3)可能反映的地质因素：
囊状、巢状，透镜体状的致密金属矿体，如铬铁 矿、铁矿、铜矿等；中基性岩浆(密度较高)的侵入体， 形成岩株状．穿插在较低密度的岩体或地层中；高密 度岩层形成的穹窿、短轴背斜等；松散沉积物下面的 基岩(密度较高)局部隆起；低密度岩层形成的向斜或 凹陷内充填了高密度的岩体，如砾石等。
§2异常的识别
§2异常的识别
一、异常特征的描述 首先要注意观察异常的特征： 1、在平面等值线圈上异常特征： 1）主要是指区域性异常的走向及其变化，从东到西 (或从南到北)异常变化的幅度有多大。区域性重力梯 级带的方向、延伸长度、平均水平梯度和最大水平梯 度值等。 2）对局部异常来说主要指的是异常的弯曲和圈闭情 况，对圈闭状异常应描述其基本形状，如等轴状、长 轴状或狭长带状；是重力高还是重力低；重力高、低 的分布特点；异常的走向(指长轴方向)及其变化；异 常的幅值大小及其变化等。在综合分析区域异常与局 部异常基本特征后．有可能根据异常特征的不同将工 区划分成若干小区．以供下一步作较深入的分析研究。