重力异常的分离
海洋地球物理探测4—海洋重力测量3
GM D2
式中：G=6.67×10-11m3／(kg s)，
D的单位为m，M的单位为t。
（2）异常相对原点对称分布。当
x 时，异常趋近于零。
均匀球体的理论异常示意（剖面） 均匀球体的理论异常示意（平面）
（3）在平面图上，异常等值线为以球 心在地面的投影点为圆心的不等间距 的同心圆。
（4）当某点的异常值为极大值的1／n时，对应的该点横坐
可得到其表达式为：
g
V z
Vz
G
V
( z)ddd
(
x)2
(
y)2
(
z)2
3 2
(1)
g
GMD (x2 D2)3
2
b. 重力异常特征
（（ab））
g
GMD (x2 D2)3
2
（1）x=0(即原点)处，异常取得极大值
为：
g m a x
g
GMD (x2 D2)3
2
（5）当D不变，使M加大或减小m倍时，异常也同样加大或减 小m倍；当M不变，D增大m倍时，异常极大值减为原值的1 m，2
而 x1 n 值将增大为原值的m倍。所以，随着D的加大，异常迅
速衰减，曲线明显变缓。
1.在实测重力异常平面图上，近于圆形或长短轴差别不大 的近椭圆形异常，多半是近于球形地质体产生的；
海洋地球物理探测
第四章 海洋重力测量
§4.1 重力场的基本特征 §4.2 野外测量方法 §4.3 重力异常的计算 §4.4 重力资料解释方法 §4.5 重力法的应用
正演问题与反演问题：
正演问题 就是给定地
下某种地质体的形状、产状和剩 余密度等，通过理论计算求取它 在地面上或空间范围内引起的异 常大小、特征和变化规律等，即
重力3.4和3.5
• 两种不同性质的力矩-稳定力矩D和反 稳定力矩E同时作用于这个摆上。比例 N=D/(D-E),称为助动系数。 • 它可以使观测的数值扩大几十至几百 倍，从而大大降低观测值精度的要求。 提高了对重力变化的灵敏度。
• 助动型优缺点 • 优点是灵敏度系统本身就预先将灵敏度提高了几 百乃至几千倍，所以不必采用高倍的量测系统。 • 缺点是受倾斜和温度的影响很大，必须采用特殊 的读数方法和温度计补偿方法来避免其缺点。 • 石英弹簧重力仪、金属弹簧重力仪、超导重力仪
重力测量学是研究重力测 量的方法和仪器的一门学 科。 分为： 绝对重力测量 相对重力测量
3．5．1 绝对重力测量
伽利略（意大利物理学家）： 物体下落的速度与物体重量无关，物 体下落不是等速度的，而是越来越快， 即物体下落具有加速度。 滚动的球体在单位时间内所走的距离 不同，越来越长，从而计算出地球的 重力加速度的粗略数值为9.8m/s2,这大 约是最早所测定的重力加速度。
惠更斯（荷兰物理学家）： 数学摆公式：
T 2 l / g
给出了摆长、周期与重力之间的关系，为重 力测量奠定了理论基础。 在研究摆的周期和摆长的过程中，发现 在地球不同的地点其重力g是不同的。因此 以后的发展都是测定摆的周期与长度来测定 重力。重力的测量转变为同时进行周期（时 间）和长度的测定。 这种用摆的原理进行的重力测量是从17 世纪70年代一直延续至20世纪中叶，近300 年。
3．4．2 重力场的解析延拓
重力异常随着场源深度变化而变化。 浅部地质体随着观测平面高度的变化具有较 高的敏感性。 在高度越高的观测平面上的重力异常中，埋 藏深、水平延深范围大的异常体的重力异常 占的比重大，而埋藏浅、水平延伸范围小的 异常体的重力异常占的比重小。根据这种性 质，将地面的实测异常换算到不同高度来划 分场源深度不同的叠加异常，这种方法称为 重力异常的解析延拓。
重力数据处理过程
数据处理与异常推断解释一、数据处理方法的选择实测的重力异常是地下由浅至深各类地质体的物性差异在地面综合叠加效应，其中包括界面起伏，岩性不均匀等诸多地质因素在内。
为了从实测异常中提取和强化有用信息，压抑干扰噪声，提高重力勘探综合地质解释的能力，故需对实测资料进行数据处理和综合分析。
1、数据处理目的通过不同的数据处理手段，达到突出区域重力场信息、突出与强化断裂带异常信息、突出局部重力异常信息，有效地克服或压制不同干扰异常。
顺利达到完成区域重力场特征分析、提取剩余异常、断裂构造划分与分析，圈定钾矿成矿有利部位等地质任务。
2、常用的数据处理方法数据处理采用中国地质调查局发展研究中心推广的多元信息处理系统软件—GeoExpl及中国地质大学MAGS软件进行数据处理。
数据处理的目的是在消除各类误差的基础上从叠加场中分离或突出某些目标物的场，并使其信息形式（或信息结构）更易于识别和定量解释。
常用的处理方法有：各种滤波、趋势分析、解析延拓（上延和下延）、导数转换（水平和垂直导数）、圆滑（圆环法和窗口法）、多次切割、差值场法、小波多尺度分析法等方法。
（1）、数据网格化为空间分析模块及其它数据处理提供数据源。
本次采用克里格法，200米×200米，搜索半径1500米。
（2）、异常分离采用不同滤波因子的正则化滤波、差值场法、小波多尺度分析法、向上延拓等，可分别求取“区域场”和“局部场”，达到异常分离目的。
（3）、延拓处理向上延拓：压制了浅部小的地质体场的干扰，了解重力异常衰减规律，随着上延高度增加，突出了深部大的地质体的场。
区域场反映了测区深部地质环境和地质构造特征的差异性，为测区地质构造分区划分提供了重要信息；本次向上延拓自100 m、200 m、500 m、1000 m、2000 m，共5个高度。
向下延拓：利用向下延拓可以分离水平叠加异常。
密度体埋深大，异常显得宽缓。
越接近密度体，异常的范围越接近其边界。
本次向下延拓自100 m、200 m、300m、500 m四个高度。
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。
奇特的“重力异常”
奇特的“重力异常”世界尚有现代科学无法解释的现象，包含着不可思议的谜。
如美国加州的神秘点，它是一个重力异常的地方，还有在发生日全食前后，地球上的重力仪数据会出现突然的降低，这个也是一种重力异常的现象。
然而，依据牛顿的万有引力理论和爱因斯坦广义相对论，用在一定范围内物体的重力变化理论很难解释该现象。
难道还存在着目前尚不为人们所知的力量?科学家认为，日全食期间奇妙的重力异常现象的背后隐藏着一个极有新意的物理本质，一旦重力异常现象被证实，万有引力定律将被修正或改写，与之相关的宇宙起源等一系列理论都将被修正，但是这个至今仍然是一个来解出的谜。
从旧金山搭车沿公路南下，不到几个小时就抵达一个名叫圣塔克斯的小镇，神秘点就在离该镇约5分钟车程的近郊。
该处附近的树木都斜向一方生长。
有两块长50厘米、宽20厘米的石板埋在地面，间隔约4O厘米，乍看没什么不寻常的地方，其实两块石板就是不可思议的神秘点。
神秘点已经成为人们旅游的胜地。
去过加州神秘点的人都会发现这样一种奇怪的现象，当两个身高不同的人分别踏上两块石板时，就会发生最不可能的事：身材矮的竟然会变得比原来身材高的人高!两人之间仅有4O厘米的距离，但却产生了身高的变异，这不禁使人目瞪口呆但当两人再踏出一步时，两人的身高又恢复正常，这真是不可思议的事情，再尝试互相交换位置，高的一个又变矮了，这些现象旁观者最能看清楚，只有一步之差却能使身材忽高忽矮。
如果到达神秘中心点，这里会发生更惊人的事情。
该处是一幢破烂小屋，倾斜地靠在树干边，其倾度像是完全倚靠在这株大树上似的。
走出小木屋前的大片空地，每一个人都像要跌倒似的斜立着。
冥冥中像有股强烈的吸力把人拉向斜立的姿势。
小屋一堵墙上凸出一块木板，谁看了都会误认为是条斜坡道。
如果在木板的上方放一个高尔夫球，虽然木板看上去是斜的，球却停在原处一动也不动。
而用劲将球推下，还会发现球滚到半途又像受牵制般地再滚回原处。
无论如何推动都是同样的结果，球最后还是回到木板上方。
第八讲 重力异常反演课件
应用重力学第八讲重力异常反演d?解正问题是解反问题的基础，解反问题是目的。
仅从地质角度，解重力反演问题的目标9矿体类问题:寻找、研究或推断金属或非金属矿体；9构造类问题:研究地质构造，包括控矿构造，如含石油、天然气、煤的构造以及区域性的深部构造等。
从地球物理角度，解重力反演问题的目标9矿体类问题:确定地质体的几何和物性参数；9构造类问题:确定物性分界面的深度及起伏；9密度分布问题:确定密度的分布。
一、计算地质模型体的几何及物性参数(一)直接法直接利用由反演目标引起的局部异常，通过某种积分运算和函数关系，求得与异常分布有关地质体的某些参量。
(二)特征点法根据异常曲线上的一些点或特征点（如极大值点、零值点、拐点）的异常值及相应的坐标求取场源体的几何或物性参数;仅适用于剩余密度为常数的几何形体。
异常曲线形态分类第一类是单峰异常，零值点在无穷远处如球体的Δg曲线、台阶的Vxz曲线等；第二类是具有极大值、极小值和一个零值点如球体的Vxz曲线、台阶的Vzz、Vzzz曲线；第三类是具有一个极大值、两个极小值和两个零值点如球体、水平圆柱体的Vzz和Vzzz曲线；第四类是台阶的Δg曲线，一边高一边低的形态应用条件对异常作平滑处理，尽量准确确定原点的位置； 对异常曲线作分离处理，获得单纯由研究对象引起的异常；对剩余（局部）异常进行分类，判明该异常的场源体接近于何种可能的几何形体，然后选用相应的反演公式。
2223/2212()(GMDGMDg x D x D Δ=++)(6524.2/12/1x x ′−)(4811.03/13/1x x ′−)(4056.04/14/1x x ′−{{{ D1/2)nGD πμ=(三)选择法根据异常分布和变化特征，结合地质和其他地球物理和物性等资料，给出初始地质体模型;进行正演计算，将理论异常与实测异常对比; 若两者偏差较大，对模型进行修改，重算其理论异常计算，再次进行对比……;如此反复进行，直至两种异常的偏差达到事前要求的误差范围为止，则这最后的理论模型就可作为所求的解答了。
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。
布格重力异常和自由空气重力异常
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