中国科学院地质与地球物理研究所.

g。
一般所说的重力仪，都是指进行相对测量的仪器。相
对测量在探矿、地震前重力变化监测等方面有广泛应用。
将相对测量网格与绝对重力测点结合起来，可算出网
格各点的绝对重力值。
基本概念-重力改正
1、高度改正(δg高) 高度改正又称为自由空气改正。 设海平面上的重力值为g0，高度h处的重力值为gh。它们可分别写成：
g高 0.3086h
(2)当h＞700m时，包含(m)和H(km)两项： g 0.3086h 0.073H 2 高
上述公式中的 g 高以10-5m/s2为单位。
基本概念-重力改正
2、中间层改正
中间层改正又称平板改正或平层改正。在这种改正中，海平面以上的质量 用一个无限长水平板表示，厚度为测点到海平面的高度。 中间层改正，等于整个平板的垂直引力。在柱坐标中，可以写成
δ g Bt (0.3086 0.0419 )h
δ g
i
i
基本概念-重力改正
4、纬度改正 对于小范围的重力测量(如测线包含几公里南北距离)，可以用如下近似 公式：
g纬 (0.812sin z )
式中 为测点与基点的纬度之差， 为测线所在的平均纬度。 对于我国中纬地区，大约向北每移动100m重力增加10-7m/s2。应指出， 纬度对重力的影响，已包含在正常重力公式之中。
g F ( g 观 0.3086h) g 0
式中h的单位为m。该项所得改正值的单位为10-5m/s2。 2、简单布格异常
g BS ( g 观 g 高 g中 ) g 0
将h〈700米的高度改正公式和中间层改正公式代入上式，则
g BS [(g 观 (0.3086 0.0419 )h] g 0
地球的重力场特征
地震科学系 武晔
内容提要
一． 基本概念
二． 重力均衡和均衡异常
三． 重力的有效探测深度
四． 重力测深的解释方法
基本概念
1.
重力单位
2.
3. 4.
重力绝对测量
重力改正 重力异常
2006.9.8 WUYe
基本概念-重力单位
重力是指重力加速度，简称重力。
过去一直使用Gal(伽)或mGal(毫伽)、μGal(微伽)作 为重力单位，它们与国际单位制中的m/s2(米/秒2)有如 下换算关系：1Gal=1cm/s2=10-2m/s2，1mGal=10-5m/s2 ，1μGal=10-8m/s2。
基本概念-重力异常
内容提要
一． 基本概念
二． 重力均衡和均衡异常
三． 重力测深的解释方法
四． 重力的有效探测深度
重力均衡和均衡异常
1. 2. 3.
均衡问题的产生 几种均衡改正和均衡异常 均衡异常的解释
重力均衡和均衡异常-均衡问题的产生
1、问题的提出
在高山附近，重力场方向应该是地球基本场与高山引力场合力的方向。 1854年英国人酱拉特(Pratt)在喜马拉雅山附近，根据地形计算，估计垂 线应有28″(角秒)的偏斜。但是，实测只有5″(角秒)！仅仅相当于应有值 的1/6！在上图中，A是由于山的质量引起的理论偏斜，B是实测的偏 斜，而C是不偏斜的标准位置。 在山区的异常值往往是负值，并且山区地势越高，异常值下降得越严 重。而在海洋地区异常值是正的，并且海水越深，异常值上升得越厉害。
基本概念-重力异常
3、完全布格异常
g Bt ( g 观 g 高 g中 g 形 ) g 0
将h〈700米的高度改正、中间层改正和地形改正公式代入，则
g Bt [ g 观 (0.3086 0.0419 )h
] g
i
0
完全布格异常扣除了地形变化的影响，尤其是测点周围不规则地形的局部 影响，这对石油勘探和其它矿藏勘探工作中常遇到的成矿构造的搜寻是有 效的。可用完全布格异常建立起测点高度与深部的均衡补偿的关系。
g中 G
2
.0
zrddzdr .0 .0 (r 2 z 2 ) 3 / 2 2Gh
h

将常数值π 和G代入，则得
g中 0.0419h(10 5 m/s2 )
对于有代表性的地壳物质，ρ
=2.67g/cm3，可得
g中 0.1118h (10 5 m/s2 )
基本概念-重力改正
5、均衡改正
重力的均衡改正，其基本思想是：在海平面以下，物质质量分 布是非轴对称的，地壳顶面(地面)的形状与地壳底面(莫氏面) 的形状呈某种镜象对称特点。
基本概念-重力异常
1、自由空气异常
g F ( g 观 g 高 ) g 0
例如，将h<700m的高度改正公式代入上式，则有

2 r
r

式中r为地球半径，g0可由全球重力平均值gm代替。在地面附近，中括号 内的第二项小于第一项，如h＜700m时，h/r＜10-4<<1，因而第二项可以 忽略不计，在高空情况下，如航空重力测量，第二项则不可忽略，而第 三项又可忽略。因此，要依测点高度决定项数。通常采用 (1)当h＜700m时，以m为单位。
δ gi G
2 h r2
1 0

Zr ddZdr (r 2 Z 2 )3 / 2
r1
1 1 2 2 2 2 2 2 G ( 2 1 ) (r1 h ) (r2 h )
将高度改正、中间层改正和地形改正结合起来计算，称 为完全布格改 正，即
将高度改正和平层改正结合起来进行计算，称为简单布格改正，写成
g BS (0.3086 0.0419 )h(10 5 m/s2 )
而对于上述地壳物质，上式又可简化为 gBS 0.1968h (105 m/s2 )
基本概念-重力改正
3、地形改正 由于中间层的上表面并不是平面，而是曲面。进行地形改 正，就是要把地面凸起部分删去，把凹陷部分填平。
基本概念-重力测量－绝对测量
绝对测量是指重力加速度g的测量。 （1）振摆法
T 2 l g
式中T 为周期，L为摆长，目前用振摆方法只能准确到(1-1.5)×10-7m/s2。 （2）自由落体法
g 2s / t 2
我国平均精度为7.8×10-8m/s2
源自文库
基本概念-重力测量－相对测量
相对测量是测量重力差Δ
g 0 GM / r 2 , g h GM / r h2
将第二式展开，并令δg高=g0-gh，可得
h 1 h g 高 g 0 g 0 1 ( ) 3( ) 2 2 g 0 ( )1 ( ) r 2 r h 3 h