重力勘探思考题1

2011重力勘探复习资料思考题及作业题

这次考试给人的感觉就是自由发挥题体较多，像举例说明重力勘探的前提，综合题（举例说明重力勘探的应用领域10分，重力大作业也考到了20分:分析数据处理过程及步骤与理由，对异常原因进行解释）具体分值是：名词解释10个，共三十分，局部重力高、大地水准面、重力梯级带、剩余质量、密度界面、布格重力异常、零点漂移。剩下的三个，可能是因为太简单了，没记住。问答题五个40分：重力与重力位的关系、三重小循环的观测方式与特点、举例说明重力勘探的前提、异常空间延拓的原理及上、下延拓的作用，如何理解异常区分产生的“虚假异常”？在资料解释中应如何注意。最后综合题两道，30分。

第二章很重要，但考得较少，可能因为在固体地球物理中已考了吧。

这次复习中，名词解释和问答题都还差不多，当然每年的题都不一样，希望能对大家有所作用，这份资料中有些地方欠妥，希望大家能辨别，要想考的好成绩，还得平时努力，最后衷心希望每个人都能考的好成绩。

1、地球重力全球分布总体特征以及与这些有关的因素。

答：两极扁平的球体的引力，在同一个水准面上的两极处数值最大，赤道处最小；而惯性离心力则距旋转轴越远数值越大，显然在地球表面赤道处最大，两极处为零；总体上，地球重力的数值随纬度变化，并且在两极处最大，赤道处最小。

影响因素：

⑴地球的形状——扁椭球体引力随纬度变化，在大地水准面上，两处最大，赤道处最小，两者相差约1800mGal ；

⑵地球自转——惯性离心力随纬度变化，在大地水准面上，两极等于零，赤道最大，最大变化达3400mGal ；

⑷地球内部物质密度分布不均匀；

⑸太阳与月球的引力，最大变化达0.2mGa

2、重力等位面及其的性质。（和重力的关系）问答题

答： 可见，上式为一簇曲面方程，任意一个方程为一个重力等位面，在重力场空间有无数个重力等位面。

1）重力位是一个标量函数，重力位沿任意方向的偏导数就等于重力在该方向的分量或投影；

2）重力等位面是空间曲面，在重力场空间内有无穷多个重力等位面，该空间中任何一点都处于某个重力等位面上；

3）重力场空间内任意一点的重力值等于重力位在沿等位面内法线方向偏导数，重力的方向为该点内法线方向——重力位变化梯度最大方向；

4）重力等位面上重力位处处相等，但重力的方向和大小均不一定相等。 任何两个重力等位面互不相交，也不一定平行。

3、水准面、大地水准面的物理含义。（名词解释）

答：在测绘技术中称重力等位面为水准面同一个水准面上的高度或高程是相等的，而且它与用一根悬吊静止重物时的铅垂线垂直，这个铅垂线实际上代表了重力方向。由于地球表面70%以上为海水覆盖，若海水面是一个平静，大地水准面是由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面，但海水面永远不会平静，一般是将平均的海平面作为大地水准面

1.4 如何利用地球重力模型数据研究地球内部问题。

全球重力场模型是卫星大地测量精密定轨的基础，通过地球重力场模型及对地球外部重力为任意常数）

（（C C z y x W ),,

场的分析，可为地球物理学和地质学提供地球内部结构和状态的信息。 地球内部深处的物质密度主要根据地震波速度以及岩石物理实验结果和地球内部物理研究推测而来。不同的球谐系数，可以得到不同的地球重力模型。球谐系数及是根据地球的质量、形状、转动惯量以及地球表面及空间重力测量数据等解算来获得的，实际的阶次不可能无限大而是有限数。地球重力模型的最高阶次越高且高阶系数解算精度越高，表明模型空间分别率越高，模型所能反映地球重力变化细节越丰富。

2.1 正常地球重力的由来，物理上代表什么。（考了）

答：正常重力公式指的是计算地球椭球在其表面上的正常重力值的公式。 地球从总体上说处于流体平衡状态，大地水准面接近于旋转椭球体面。所以假定：一个旋转椭球作为真实地球的理想模型，称为地球椭球。它产生规则的重力场称为正常重力场。

正常重力——椭球表面上正常地球重力场的数学表达式

其计算公式称为正常重力公式。

2.2 研究正常重力的空间变化率有何作用？

2.3 各种校正的概念及其物理意义 高程为h 处的正常重力值为

通常可以将自由空间校正量近似为

上式相当与对原椭球面上的正常重力值进行了一项校正，

（1）这种校正称为“自由空间”校正，也称为“高度校正”自由空间校正只是将重力测量值中高程变化的部分影响去掉，其物理意义在于：将大地水准面或地球椭球面上的正常重力值换算到测点高程处正常重力值。

（2）地形校正（TC ）：将测点周围起伏地表与该测点所在水准面所包含的（无论高于或是低于测点的）物质在测点处产生的引力之铅锤分量加到观测重力值中。

（3）中间层校正是布格（Pierre Bouguer ）首先提出来的，所以又称“布格校正”，中间层校正是以大地水准面或地球椭球面作为基准面，将以各测点高程为厚度的物质层在测点处产生的引力之铅锤分量，该点从重力观测值中减去。

（4）均衡矫正：若把地壳视为均衡的，按照均衡理论，根据高程和海水深度变化，将均衡地壳物质密度或厚度按正常地壳进行补偿——计算补偿物质产生的引力效应，作为均衡校正，

2.4 均衡异常与布格异常的物理上的差异？思考传统的均衡理论存在的问题？岩石圈厚度变化以及横向密度不均匀能在布格异常或均衡异常中反映吗？

答：将测点上观测的重力值，经过自由空间校正、地形校正、和布格校正，在与正常重力进行比较，得到的重力异常只反映地下物质密度不均匀状态，这种异常称为布格异常。 按假说所给出的均衡补偿方法，对均衡范围以内的，均衡状态下地壳密度或厚度所产生的引力效应进行计算，并从地面重力值中减去，即得到均衡异常

均衡异常物理意义：若把地壳视为均衡的，按照均衡理论，根据高程和海水深度变化，将均衡地壳物质密度或厚度按正常地壳进行补偿——计算补偿物质产生的引力效应，作为均衡校正，把它从自由空间重力异常中减去，即可以得到均衡异常。

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(3086.0mGal h g f ⋅=δ