重力异常推断解释的方法
布格重力异常
布格重力异常布格重力异常（Bouguer gravity anomaly）：重力仪的观测结果(g测)，经过纬度改正(g 纬)、高度改正(g高)，中间层改正(g中)和地形改正(g形)以后，再减去正常重力值（γ）后所得到的重力差(Δg= g测- g高- g中- g纬- g形-γ)称为布格重力异常。
布格重力异常一般用相对重力测最方法获得。
如某点对总基点的实测重力差为Δg'，则布格重力异常为Δg=Δg'+ g高+ g 中+ g纬+ g形（g高、g中、g纬、g形分别为测点与总基点的相对高度、中间层、纬度和地形变化的改正项)。
布格重力异常资料是重力勘探的基础资料。
重力（g）观测首先要从地球内部研究：地壳，地幔，地核。
地壳分为上地壳和下地壳，上地壳主要由密度较小的富含硅铝岩的花岗岩组成，称为花岗岩层，平均密度为2.7g/cm^3;下地壳是由富含硅镁的玄武岩组成，称为玄武层，平均密度 3.1/cm^3。
花岗层与玄武层的分界面称为康德界面，简称”康氏面“。
从地壳底部一直向下倒2900km处称为地幔，地幔也分为上地幔和下地幔，上地幔深度为33-900km，主要为基性岩，超基性岩，物质密度在3.32~4.49g/cm^3，下地幔物质则主要为铁镍等金属氧化物，深度为900~2700km，密度约为4.60~5.68km，地幔与地壳的分界面称为莫霍维奇面，简称”莫霍面“。
从2700km以下一直到地心称为地核，地核又分为外核，过渡带，内核三部分，组成地核的物质目前不清楚，推测主要为铁镍物质，故称为铁镍核，密度约为从9.69g/cm^3曾至12。
17g/cm^3.地球平均密度为5.53g/cm^3。
重力（g）观测可以通过对地壳和地幔的勘测，推断区域布格重力异常和均衡重力异常及地壳深部的构造起伏情况。
地球物理勘察概论笔记
勘察地球物理概论笔记绪论：地球物理勘探：它是以岩（矿）石之间的地球物理性质的差异为基础，应用地球物理学利用力、声、电、磁、热、光及核变等物理方法，通过专门的装置和先进的仪器观测物理场的变化，来研究地下地质体（构造或矿体等）存在状态（产状、埋深、规模等），以解决资源和能源的开发、工程、水文地质问题的一门学科。
地球物理场：所谓地球物理场，是指地球内部及其周围的、具有物理作用的空间。
重力场：地球内部及其周围具有重力作用的空间，成为重力场。
磁场：具有磁力作用的空间，称为地磁场。
辐射场：具有放射性作用的空间，称为辐射场。
电（电磁）场：具有电（磁）力作用的空间，称为地电（电磁）场。
地热场：具有热力作用的空间，称为地热场；弹性波场：质点振动传播的空间，称为弹性波场。
地球物理勘探方法：是以各种地球物理场的理论为基础，凭借仪器对地质体引起的地球物理异常进行观测，是一种间接观测地球地质的手段。
六种主要的物探方法：（1）以岩（矿）石磁性差异为基础，研究磁性地质体引起的磁异常的磁法勘探；（2）以岩（矿）石密度差异为基础，研究密度不均匀地质体引起的重力异常的重力勘探；（3）岩（矿）石电（介电、磁）性差异为基础，研究导电（介电、导磁）地质体引起的地电（电磁）异常的点法勘探；（4）岩（矿）石弹性差异为基础，研究弹性波在岩石中传播规律的地震勘探；（5）岩（矿）石中放射性元素含量及种类差异为基础，研究天然的或人工激发的辐射异常的核地球物理勘探；（6）岩（矿）石温度差异为基础，研究储热地质体引起的地热异常为基础的地热勘探；物探的分类：依据环境分为：地面物探、航空物探、海洋物探、地下物探（包括坑道中进行的物探工作）、遥感物探等；依据探测对象和目的分为：金属（非金属）物探、石油（天然气）物探、煤田物探、水文工程（环境）物探、深部物探、城市物探；物探在地质工作中的作用：（小比例尺地质填图）探测结晶基底的起伏即内部构造，划分大地构造单元，研究沉积岩构造，追索大断裂带；（大比例尺地图）确定岩层接触带和浮土厚度，圈定岩体、矿化带，寻找有工业意义的矿体；（勘察阶段）进一步确定矿体的位置和产状，划分层带；（矿场开采中）指示矿体走向，确定矿体形态，寻找盲矿区。
重力异常与地壳构造解译
重力异常与地壳构造解译地球上的地壳构造是由多种因素共同作用形成的，其中重力异常是一项重要而神秘的现象。
它与地壳的变动和形态密切相关，探究其背后的原因和机制对于地球科学的研究和地质勘探具有重要意义。
本文将为读者介绍重力异常的概念以及其与地壳构造之间的关系。
首先，我们需要了解什么是重力异常。
地球的重力场并非均匀分布，存在着一定的差异，使得在某些地方所感受到的重力力度与标准重力力度不同。
这种差异被称为重力异常。
重力异常的形成与地球内部的物质分布和排列有关，其中包括地壳、地幔和内核等不同密度的物质构成。
然而，以往对重力异常的解读一直存在着难题。
重力异常的大小通常与地壳构造的变化有密切关系，但具体的解释并不简单。
一种可能的原因是地壳的密度不均匀分布所致。
地壳的厚度和组成在不同地区存在差异，从而导致重力场的分布也不均匀。
比如，在山区，由于地壳的变厚，重力异常可能会表现为较大的正值。
相反，海洋地壳相对较薄，重力异常则可能呈现较小的负值。
此外，重力异常还可以用来推断地壳下方的地幔流动和构造特征。
地幔流动可以通过沿着地壳边缘形成的重力梯度来进行分析。
对重力梯度的研究可以帮助我们了解地球内部的热流以及岩石物质的上升和下沉等运动。
这对于研究板块构造、地壳运动以及地震等现象有着重要的意义。
在现代科学技术的发展下，利用重力异常进行地质勘探和资源勘探成为了可能。
地壳下所蕴藏的宝贵资源例如矿藏、石油和天然气等，在地质勘探中占据着重要的位置。
通过对重力异常的观测和解读，我们可以获得更多关于地下资源分布和储量的信息。
这为资源勘探提供了一种快速而有效的手段。
然而，要准确解译重力异常，并获取可靠的地质信息仍然需要多学科的合作和综合研究。
地质学、物理学、地球物理学等领域的专家需要共同参与，利用各自的专业知识来解决重力异常背后的科学难题。
例如，结合地震学和重力异常的观测结果，可以更好地揭示地震波在地壳中的传播路径和速度变化，为地震灾害预警和防治提供支持。
两种新的长方体重力异常正演公式及其理论推导
+(
z) arctan ( z)R | 2 | 2 | 2 ( x)( y) 1 1 1
g(x, y, z) = G ||| ( x) ln{( y) + R} + ( y) ln{( x) + R}
( z) arctan ( x)( y) | 2 | 2 | 2 ( z)R 1 1 1
g(x, y, z) = G ||| ( x) ln{( y) + R} + ( y) ln{( x) + R}
两种新的长方体重力异常正演公式及其理论推导
骆遥 1, 2
1 中国科学院地质与地球物理研究所，北京（100029） 2 中国科学院研究生院，北京（100049） E-mail：geo@
摘 要： 在前人推导长方体重力场、磁场正演理论表达式工作的基础上，重新对长方体重 力场正演理论表达式进行理论推导，提出了两种全新的长方体重力异常正演公式形式，并给 出了全部的理论推导过程，对比模型正演计算结果表明，新导出长方体重力场正演理论表达 式的正确。 关键词：长方体，重力场，正演，积分 中图分类号：P631
线数据单位为 g.u.
Fig2. The cubic model gravity contour map
5. 结论
综合前人对长方体重力场正演理论表达式的推导过程，并借鉴长方体磁场及其梯度场理 论表达式的推导，推导出了两种新的长方体重力场正演理论表达式（11）式和（13）式，对 比模型正演计算结果表明，新导出长方体重力场正演理论表达式是完全正确的。
似积分的推导[15~17]，对 2 的推导有：
2= 2( 1
z)2 ( {(
y) {( x) +
R}2
重力异常的计算
重力异常是指地表重力场的偏离，它是由地球内部的物质结构和外部的物质结构所引起的。
重力异常可以用来研究地球内部的物质结构，从而探测地球内部的物质分布，以及地球表面的地质构造。
重力异常的计算是一个复杂的过程，它包括以下几个步骤：
1.首先，需要测量地表重力场，并将其转换为数字数据。
这可以通过使用重力仪或其他测量工具来实现。
2.然后，需要使用数学方法来计算出理想的重力场，即假定地球内部和外部物质分布是均匀的时候的重力场。
3.接下来，需要将实测的重力场与理想的重力场进行对比，从而得出重力异常。
4.最后，需要使用数学方法对重力异常进行分析，从而得出有关地球内部物质分布和外部物质分布的信息。
重力异常计算是一个复杂而又有意义的过程，它可以为我们了解地球内部物质分布和外部物质分布提供有价值的信息。
因此，它对于研究地球内部物质结构和外部物质结构有着重要意义。
重力异常解释与地热资源可持续开发
重力异常解释与地热资源可持续开发地球是我们人类赖以生存的家园，而地球内部独特的地热资源，是我们能源开发的宝贵财富。
然而，在地热能源开发过程中，我们经常会遇到一个问题，即重力异常现象的出现。
本文将探讨重力异常的解释以及如何实现地热资源的可持续开发。
一、重力异常的解释重力异常是指地球表面重力场与正常重力场相比的畸变现象。
正常情况下，地球的重力场应该是均匀的，但在某些地区或特定环境下，我们会观测到重力异常现象。
重力异常的产生与地下岩石体的密度分布、地壳构造变化、矿物资源分布等因素密切相关。
当地下岩石密度分布不均匀时，会导致重力场的畸变。
例如，在地壳有断层、褶皱等构造变化的地区，由于存在岩石体密度的差异，重力异常较为明显。
此外，地下的矿产资源富集区域也常常出现重力异常。
为了解释重力异常现象，科学家提出了多个理论，其中最重要的是引力梯度与引力异常理论。
引力梯度理论认为，当地下岩石密度发生变化时，对应的重力场就会发生畸变。
而引力异常理论则是指通过测量地球重力场的变化，可以推断出地下岩石密度的分布情况。
二、重力异常的应用重力异常不仅仅是地球物理学中的研究对象，还具有重要的地质勘探和资源开发应用价值。
利用重力测量技术，我们可以推断出地下岩石体的分布、深度以及构造特征等信息，为矿产勘探、油气勘探以及地热能源开发提供重要数据支持。
在地热能源开发中，重力异常常常被用来确定地热资源的分布情况。
地热能源主要来自于地球内部的热能，而地下岩石密度分布的差异对地热资源的储存和分布有重要影响。
通过重力异常测量和分析，我们可以推测出地下地热资源的分布条件，从而指导地热能源的开发利用。
另外，重力异常还广泛应用于矿产勘查领域。
不同岩石和矿石的密度差异会导致不同的重力异常特征，通过对重力异常的测量与解释，可以推断出地下的矿产资源的潜在储量和分布情况。
这对于矿产勘探的选择和开发具有重要意义。
三、地热资源的可持续开发地热能源是一种可再生能源，具有稳定、清洁、可持续的特点。
一种断层重力异常定量解释方法_李丽丽
图 １ 倾斜断层示意图
上述方法基础上提出一种适用于二维反演的广义梯 此法仅 采 用 垂 直 导 数 进 行 断 层 参 数 的 度分析方法 ， 但该 方 法 被 证 明 不 适 用 于 倾 角α 较 小 （ 计算 ， α＜
５］ ５］ ） ； 的情况 ［ 随后 ， 魏伟等 ［ 提出 利 用 重 力 异 常 的 １ ０ ° 二阶水平与垂直导 数 进 行 倾 斜 断 层 的 解 释 ， 并指出
ρ＝
（ ） １ ５
图 ２ 断层解释模型
（ ） ） 断层所引起的水平与垂直导数 ；（ 断层模型 ａ ｂ
ρ＝
（ ） １ ６
令 ｄ＝Ｈ －ｈ， 则 ｄ、 Ｄ ＝ Ｈ ＋ｈ， Ｄ 与Ｈ、 ｈ 的关 系式如下
即 可 获 得 断 层 的 产 状 信 息 。总 通过上述 步 骤 ， 结本文上述方法计算断层参数的基本步骤为 ： （ ）利用空间域或频率域方法计算出原始重 力 １ 异常的水平 （ 与垂直 ） 导数 ； ） （ 根据垂直 （ 与水平） 导数曲线给出坐标原点 ２ ｏ ′的横坐标 ； （ ） 将垂直 （ 与水平 ） 导数上延一个高度 Ｔ； ３ ） （ 得出不同水 平 导 数 与 垂 直 导 数 的 最 大 值 相 ４ 对原点ｏ ′的横坐标 ； （ ） 根据式（ 得 出 断 层 的 参 数 ｈ、 ５ １ １） １ ６） ～式（ Ｈ、 α 和ρ。 通过上 述 计 算 过 程 可 知 ， 该方法并不适用于
Ｈ ２ ） 系的原 点 处 有Ｖｚ ０ ＝２ Ｇ ｓ ｉ ｎ ｌ ｎ 和 Ｖｚ ０） ＝ α ｘ（ ｚ（ ρ ｈ Ｈ 因此可以得到地质体与围岩的密 Ｇ ｓ ｉ ｎ ２ ｌ ｎ 成立 ， α ρ ｈ
度差ρ 的表达式为 ） Ｖｚ ０ ｘ（ Ｈ ２ ２ Ｇ ｓ ｉ ｎ ｌ ｎ α ｈ ） Ｖｚ ０ ｚ（ Ｈ Ｇ ｓ ｉ ｎ ２ ｌ ｎ α ｈ
《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
16重力勘探-重力异常正反演解析
△gz
△g
FHale Waihona Puke rh1R0
测量垂直梯度原理 gz h2 h1
g h2 g h1
g ( z z ) g ( z )) g h1 g h2 z h2 h1
△g △g(x+△x) △g(x-△x)
△gx
A（x,0,0）
△g
F r
h
1
R
0
2 x1
2 3
2 3
2 3
h2
n 2 3
（n 1 ）
x1 h
n
（n 1）
2 3
• （3）反演剩余质量
m g max G 2 h
• （4）反演半径
g max h 2 m G
g max h 2 m G
4 3 m R 3
3 m R( ) 4
• 重力异常的正反演（正反演问题的关系：异常场源（地
形状
质因素产生的剩余质量）和重力异常之间的对应关系（互相关系）包 括数量上关系。 ）
大小
异常场源 位置 产状 深度 物性
根据数学物理方法： 万有引力 重力异常的 推断：定性或者定量 △g
分布规律 形态特征 幅度大小
A F △g
1）正问题是反问题的基础； 2）反问题强烈依赖于正问题。
2 7 2 2
②均匀的水平圆柱体（二维水平柱状体）
• • • • • •
在实际的地质现象中，如长轴背斜、向斜等， 可以近似看成水平圆柱体来讨论。 水平柱状体：向两端无限延伸 半径：R 埋深：h 延伸方向：y 剩余密度
定义：线密度
S R 2 dd
hx g x 4G 2 ( x h2 )2 h2 x2 g z 2G 2 ( x h2 )2 h 2 3x 2 g zz 4Gh 2 ( x h 2 )3
地理学中的重力异常测量原理
地理学中的重力异常测量原理地质学家和地球科学家常常使用重力异常技术来研究地球和它的外层结构。
这项技术是基于观察地球表面上的重力梯度差异。
在这篇文章中，我们将讨论重力异常的原理和测量方法，以及它们在地质学中的应用。
重力异常的原理在地球表面上，各地区的重力场并不完全相同。
关于这个重力场的强度的测量就是重力异常。
在地球表面的任何一点，由质量所引起的重力场在方向和强度方面是固定不变的。
例如，在海拔高度相同的两个区域中的一个区域的重力场强度更强的话，这个因素就已经被认为是重力异常。
重力场的测量是通过以测量重力加速度区域的变化，也就是说，重力场的强度和方向的改变被测量。
地球物理学家使用重力计来测量重力场的变化。
这些重力计可能是非常灵敏的机器，可以检测到非常微小的重力变化。
重力异常的测量方法使用重力计进行重力异常的测量，需要在不同的地点获取重力的读数。
因此，地球物理学家需要使用全球定位系统（GPS）来测定测量点的理论位置。
此外，地球物理学家也需要考虑到地球的自转和月球引力。
重力异常通常是用mGal（毫伽尔）来衡量的。
在地球表面上，一个mGal等于一个密度为2.67克/立方厘米，深度为1千米的球形区域的质量密度变化。
这个球形区域大小取决于地球表面的测量点和一个引力计直径的长度。
在进行重力异常测量时，需要考虑到地球的形态、密度分布、深度和绕轴自转等因素，以确定重力异常平原。
曲度影响物体的质量分布，从而影响重力的分布。
这种因素称为重力归一化数据。
重力异常的应用重力异常是研究地球深处物质分布的一个重要工具。
比如，地球内部的岩石和泥浆具有不同的密度和厚度，并且对地球重力场的影响也不同。
重力异常通过测量重力场的变化来检测这些差异。
地震学家使用重力异常来研究地球的板块构造。
板块边界通常被认为是大量岩浆和地壳的高密度区域。
重力异常允许地震学家明确确定板块边界的位置和原样。
重力异常技术还被用于研究地下水资源，这是因为重力异常对地下水储量有一定的影响。
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。
重力异常推断解释的方法99页PPT
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
重力梯度数据处理与解释方法研究
重力梯度数据处理与解释方法研究重力梯度数据是探地物理学中的一种重要数据类型，它可以提供地下物质分布的信息。
在地质勘探、矿产资源评价和地震活动研究等领域，重力梯度数据的处理与解释方法的研究具有重要的意义。
本文将探讨重力梯度数据的处理流程以及常用的解释方法。
一、重力梯度数据处理流程重力梯度数据的处理流程主要包括数据获取、数据预处理、特征提取和数据解释几个步骤。
1. 数据获取：重力梯度数据通常通过测量仪器获取，这些仪器可以记录不同位置上的重力梯度数值。
常用的重力梯度数据采集方法包括飞行测量、航船测量和陆地测量等。
2. 数据预处理：在进行进一步的数据处理前，需要对原始数据进行预处理。
这包括数据的滤波、去噪和校正等步骤，以提高数据的质量和准确性。
3. 特征提取：在对重力梯度数据进行处理前，需要提取出其中的有效信息。
传统的特征提取方法包括Hilbert-Huang变换、小波变换和傅里叶变换等。
4. 数据解释：在完成特征提取后，可以进行重力梯度数据的解释。
这包括地形解释、物性解释和异常体解释等。
地形解释可以通过重力梯度数据反演地表形态特征，物性解释可以识别地下物质的类型和性质，异常体解释可以定位地下的异常体。
二、常用的重力梯度数据解释方法1. 梯度异常推断法：梯度异常推断法是利用重力梯度场的空间变化特征来反演地下构造的方法。
通过对梯度异常场进行处理和解释，可以获得地下构造的类型和分布情况。
2. 数据反演法：数据反演法是通过建立地下模型与观测数据之间的关系来反演地下构造的方法。
常用的数据反演方法包括正演模拟、反演优化和参数反演等。
3. 特征分析法：特征分析法是通过分析重力梯度数据的特征来解释地下构造的方法。
这包括特征提取、特征分析和特征匹配等步骤，可以提供地下构造的定量信息。
4. 专家系统方法：专家系统方法是利用专家经验和知识来解释重力梯度数据的方法。
通过建立专家系统的规则和知识库，可以从重力梯度数据中提取出地下构造的信息。
地球物理学中的重力异常解释理论
地球物理学中的重力异常解释理论地球物理学是研究地球内部构造和物理学现象的学科，其中涉及到很多现代的科技手段。
其中，重力异常解释理论就是其中的一种重要的研究工具。
这种理论可以帮助地球物理学家更好地理解地球的内部结构和地质属性，并应用于地质勘探和自然资源的开发与利用。
一、重力异常的定义和分类重力异常是地球重力场在不同处产生的扰动，通俗地说，它就是地球表面处处的重量，与一定位置处平均重量之差。
重力异常可分为正负两类，正重力异常表示在正常重力场的基础上，某一区域的重力场比平均重力场增强，而负重力异常则相反。
值得注意的是，地球表面的重力异常分布是高度不均匀的，其中包含着丰富的地质信息。
二、形成重力异常的地质现象形成重力异常的地质现象主要有三种。
一种是密度不同的岩石侵占了另一种密度不同的岩石，这就形成了“重力胶合”，导致特定区域的重力场异常。
第二种情况是，在地球的构造运动过程中可能会形成溶洞、洞穴和空隙，这些洞穴等物质的密度较低，因此造成了区域重力场的异常。
第三种情况是地球内部物质组成与分布的异质性所导致，如地球内部自然放射性元素含量的不均匀分布，会形成类似的地球重力异常。
三、重力异常解释理论重力异常解释理论是一种利用重力异常研究区域地质信息的方法。
该理论是基于物理学原理构建的，对于区域的重力场异常进行解释和分析，以确定区域内地质物质的特征和分布。
该理论包括多种科学手段，如重力数据的采集和处理、地质勘探技术、地震勘探技术等。
在实践中，重力异常解释理论被广泛应用于地质勘探、矿产资源的开发和利用、遥感技术等领域。
例如，科学家使用重力异常解释理论研究了海洋地壳形成的过程和机制、大地构造和板块漂移等问题，并预测了地球内部某些物质的分布、某些石油和天然气资源的分布等。
此外，重力异常解释理论还被广泛应用于地震预测和监测等工作中。
四、结语地球物理学作为一门交叉学科，涉及的学科领域广泛，有着广泛的应用前景。
重力异常解释理论是其中的一种重要研究方法，通过研究地球表面区域重力场的异常来分析地质属性和分布等信息。
重力数据处理解释方法
重力数据处理解释方法重力数据处理是指对地球或其他天体的重力测量数据进行处理和分析的方法。
通过重力数据处理，人们可以了解地球内部的物质分布和结构变化，研究地质构造、地壳运动和岩石的物理性质等。
下面将介绍几种常见的重力数据处理方法。
1.重力测量数据的收集与处理在进行重力数据处理之前，首先需要进行重力测量数据的收集。
常用的重力测量仪器有落体仪和重力仪等。
测量数据包括重力值、测量点的经纬度和高程等。
然后，对采集到的重力数据进行预处理，如去除仪器漂移、大气压力和海洋潮汐等影响因素，得到相对重力值。
2.重力异常的计算与分析重力异常是指实际测量值与参考重力值之间的差异，它反映了地下物质分布和地下结构的变化。
通过对重力数据进行异常的计算与分析，可以揭示地下构造和地质过程。
常用的重力异常计算方法有布格(Bouguer)异常和自由残差(Free-air)异常等。
布格异常是将测量值减去由海平面到测量点计算得到的理论重力值，同时考虑海平面以下的地壳质量；自由残差异常则是将布格异常再减去由海平面到一些参考高度计算得到的理论重力值。
3.重力数据的噪声处理重力数据中可能存在各种噪声，如仪器误差、大气压力和海洋潮汐等。
为了提高重力数据的质量和准确性，需要对噪声进行处理。
常用的噪声处理方法有滤波、平滑和插值等。
其中，滤波是通过将数据在频域进行变换，并去除高频成分来降低噪声影响；平滑则是通过对数据进行平均或加权平均来降低噪声的波动；插值是指通过已知数据点之间的关系来估算未知数据点的值。
4.重力数据的反演与解释通过对重力数据进行处理和分析，可以推断地下的物质分布和结构变化。
重力数据反演方法主要包括正演和反演两个过程。
正演是指根据已知的地下模型，通过数值计算得到理论重力数据；反演则是根据测量的重力数据，通过数值计算反推出地下的物质分布和结构。
常用的反演方法有二维反演、三维反演和重力异常分解等。
反演结果的解释需要结合地质、地球物理等其他数据，如地震资料和磁力资料等，以确定地下结构的精确性和可靠性。
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形状的简化：
把大致规则的地质体认为是规则的地质体， 把复杂的地质体视作若干简单形体的迭加。
物性的简化：
把密度大致均匀的地质体认作密度完全均匀 的地质体。
第四章 重力异常推断解释的方法
第一节 重力异常推断解释的一般方法
第二节 解正问题的基本公式 第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法
一、均匀球体 1、解正问题的基本公式：
D g GM 2 2 3/ 2 (X D )
该公式的求取途径？ 解三度体正问题的基本公式； 利用重力异常的实质。
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法 一、均匀球体 1、解正问题的基本公式 2、 Δg正问题讨论 3、Δg反问题讨论
一、均匀球体 2、 Δg正问题讨论 求Δgmax 当x=0时， Δgmax =
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法 一、均匀球体 二、水平圆柱体 三、垂直台阶 四、垂直脉
五、无限水平板
六、一个密度分界面正反问题的解法
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法
五、无用
五、无限水平板 （一）、正演公式
g 2Gh
五、无限水平板
六、一个密度分界面正反问题的解法
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法 二、 水平圆柱体 （一）、Δg的基本公式 （二）、 Δg正问题讨论 （三）、 Δg反问题讨论
二、水平圆柱体 （一）、Δg的基本公式
二、水平圆柱体 （一）、Δg的基本公式 水平物质线代替 较长的水平圆柱体
三、垂直台阶 (二)、正问题讨论 Δg曲线的梯度将随埋 深的增大逐渐减小。
Δg曲线随D的变化
1
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法 三、 垂直台阶
（一）、正演公式
(二) 、正问题讨论 （三）、反问题讨论
三、垂直台阶 （三）、反问题讨论 1、台阶位置的确定
剖面图上1/2Δgmax 的横坐标; 平面图上重力梯级带
6、不断解释
二、主要内容
2、定性解释和定量解释相结合
定性解释：就是根据各种异常图件和其他已 知资料作出引起异常的一般地质 原因的判断。
二、主要内容
2、定性解释和定量解释相结合
定量解释： 在定性解释确定引起异常的基础上，
通过公式计算或模拟实验来确定引起
异常的地质体的 埋深、 质量、形状、
大小及其他产状要素。
（二）、 Δg正问题讨论
2GD g 2 X D2
求Δg的最大值
求剖面图上曲线的 对称轴
（二）、 Δg正问题讨论 Δg曲线上任一点的确定
2GD g 2 X D2
Δg曲线在剖面图和 平面图上的形状
（二）、 Δg正问题讨论
g max
GM 2G 2 , g max D D
（二）、正演公式的两个实际应用
1、求正问题方面的应用 1) 、内容
2）、图例分析
3) 、实例分析
2）、图例分析
（二）、正演公式的两个实际应用
1、求正问题方面的应用 1) 、内容
2）、图例分析
3) 、实例分析
3）、实例分析
P93
五、无限水平板
（二）、正演公式的两个实际应用 1、求正问题方面的应用 2、求反问题方面的应用
第四章 重力异常推断解释的方法 第二节 解正问题的基本公式 一、三度体、二度体、一度体的理解
二、基本公式
第二节 解正问题的基本公式 二、基本公式 三度体的基本公式：P80（1.5.3)~(1.5.8) 二度体的基本公式: P81(1.5.9)~(1.5.13)
第四章 重力异常推断解释的方法
第一节 重力异常推断解释的一般方法
(二) 、正问题讨论 （三）、反问题讨论
三、垂直台阶 (二)、正问题讨论 剖面图上Δg的形状
x 时，g max 2Gh x 时，g min 0 1 x 0时, g g max 2
三、垂直台阶 (二)、正问题讨论 平面图上Δg的形状 一系列与台阶走向 平行的直线，在台 阶正上方附近等值 线最密集（重力梯 级带）
二、主要内容
2、定性解释和定量解释相结合 定性解释和定量解释是必不可分的 。
二、主要内容
1、从已知到未知
2、定性解释和定量解释相结合 3、正问题和反问题相结合 4、综合地质解释 5、地质体形状和物性的简化
6、不断解释
二、主要内容
3、正问题和反问题相结合 正问题： 由已知地质体来计算和分析它所引起 的异常的分布和变化特点的过程。
第四章 重力异常推断解释的方法
第一节 重力异常推断解释的一般方法
第二节 解正问题的基本公式 第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法
第一节 重力异常推断解释的一般方法
一、准备工作 二、主要内容
第一节 重力异常推断解释的一般方法
一、准备工作 1、充分收集和研究测区及邻区的所有地质 及地球物理工作及其成果。 2、充分收集和研究测区及邻区的各种岩石 的密度资料及其变化规律。
6、不断解释
二、主要内容
4、综合地质解释 在定性和定量解释的基础上，综合地质和
其它资料，对异常源建立的完整的地质---物理
模型进行详细的地质推断。
二、主要内容
1、从已知到未知
2、定性解释和定量解释相结合 3、正问题和反问题相结合 4、综合地质解释 5、地质体形状和物性的简化
6、不断解释
二、主要内容
第二节 解正问题的基本公式 第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法 一、均匀球体 二、水平圆柱体 三、垂直台阶 四、垂直脉 五、无限水平板
定性分析 自学 实际应用 详讲
六、一个密度分界面正反问题的解法
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法 一、均匀球体 1、解正问题的基本公式 2、 Δg正问题讨论 3、Δg反问题讨论
一、均匀球体 1、 Δg正问题讨论
g max GM
D
2
x1/ n D
3
n 1
2
当M不变,D增大 A倍, Δgmax 减少1/A2倍, X1/n增大A倍。即 Δg 曲线变得越来越平缓。
一、均匀球体 1、 Δg正问题讨论
Δg球在剖面图和平面图上的表现形式:
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法 一、均匀球体 1、解正问题的基本公式 2、 Δg正问题讨论 3、Δg反问题讨论
第一节 重力异常推断解释的一般方法
一、准备工作 3、进行必要的实地调查和补充测量工作。
4、绘制必要的辅助性图件。
第一节 重力异常推断解释的一般方法
一、准备工作 二、主要内容
二、主要内容
1、从已知到未知
2、定性解释和定量解释相结合 3、正问题和反问题相结合 4、综合地质解释 5、地质体形状和物性的简化
2、Δg反问题讨论 求解反问题是以相应的正问题为基础的
求球体球心在地面的投影位置
求球心埋深 求剩余质量M和球体实际质量M` 求剩余密度б或球体半径R 求球体顶面埋深h
2、Δg反问题讨论 求解反问题是以相应的正问题为基础的
求球体球心在地面的投影位置
根据Δg球在平面图和剖面图上的特点确定
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法
五、无限水平板
（一）、正演公式
（二）、正演公式的两个实际应用
五、无限水平板
（二）、正演公式的两个实际应用
1、求正问题方面的应用 2、求反问题方面的应用
（二）、正演公式的两个实际应用 1、求正问题方面的应用
1) 、内容
2）、图例分析
3) 、实例分析
（二）、正演公式的两个实际应用 1、求正问题方面的应用 1) 、 内容 利用无限水平板重力异常公式能计算已知 闭合度的构造或其它已知顶底高差的任意 地质体可能产生的重力异常的最大值。
二、主要内容
3、正问题和反问题相结合 反问题： 根据异常的分布及变化规律来研究 确定地质体的埋深、形态、大小及产状 的问题。
二、主要内容
3、正问题和反问题相结合 解反问题是以解正问题为基础的； 解反问题是重力资料解释的目的。
二、主要内容
1、从已知到未知
2、定性解释和定量解释相结合 3、正问题和反问题相结合 4、综合地质解释 5、地质体形状和物性的简化
'
2、均匀球体Δg反问题讨论 求解反问题是以相应的正问题为基础的 求剩余密度б或球体半径R
4 3 M R 3
3 M 当已知时，R 3 4 3M 当R已知时， 3 4R
2、均匀球体Δg反问题讨论 求解反问题是以相应的正问题为基础的 求球体顶面埋深h h=D-R
第三节 几种规则形状地质体正反问题的解法 一、均匀球体 二、水平圆柱体 三、垂直台阶 四、垂直脉
第四章 重力异常推断解释的方法 第二节 解正问题的基本公式 一、三度体、二度体、一度体的理解
二、基本公式
第二节 解正问题的基本公式
一、三度体、二度体、一度体的理解
地质体沿X、Y、Z三个方向都是有限大小的 → 三度体 地质体沿任意两个方向有限，另一个方向无限的 → 二度体
地质体沿任意一个方向有限，另两个方向无限的 → 一度体
曲线上任一点的确定：
x1/ n D
3
n 1
2
一、均匀球体 1、 Δg正问题讨论
D GM 2 2 3/ 2 (X D )
当D不变,剩余质量不变,则 Δg曲线不变;
一、均匀球体 1、 Δg正问题讨论
D GM 2 2 3/ 2 (X D )
当D不变,剩余质量(M)增大A倍, Δg也增大A倍;
三、垂直台阶 （三）、反问题讨论 2、当已知剩余密度 时，求Δh（垂直 台阶的厚度）
g max h 2G
三、垂直台阶 （三）、反问题讨论