重力学与固体潮(第3篇_2)

第九章 重力异常的分离
第一节 引起重力异常的主要地质因素
一、地壳结构的复杂性
重力异常是地球内部 所有密度不均匀体引起 是一种体积效应。 的，是一种体积效应。 叠加异常中的一部分， 叠加异常中的一部分， 主要是由分布较广的中、 主要是由分布较广的中、 深部地质因素所引起的 重力效应； 重力效应； 一部分则是浅层和局部 的密度体所引起。 的密度体所引起。
一、 剖面异常的平滑
为了消除重力野外观测误差相对测量结果进行各种校正时引进的误差， 为了消除重力野外观测误差相对测量结果进行各种校正时引进的误差，在进行重力 异常解释前，首先要对异常曲线进行平滑，平滑还可以消去浅部的干扰。 异常解释前，首先要对异常曲线进行平滑，平滑还可以消去浅部的干扰。 1．徒手平滑法 ． 重力测量和测量结果的校正误差是一种偶然误差，如果测量均方误差为 ， 重力测量和测量结果的校正误差是一种偶然误差，如果测量均方误差为ε，则这 种偶然误差的大小一般应在土ε范围内 范围内， 种偶然误差的大小一般应在土 范围内，因此这类误差对重力异常曲线所造成的影 响是使个别点异常值突跳，使异常曲线变成锯齿状。 响是使个别点异常值突跳，使异常曲线变成锯齿状。由于这种误差正负出现的几率 相等，有经验的技术人员可以根据异常曲线的变化规律，徒手描绘出光滑曲线， 相等，有经验的技术人员可以根据异常曲线的变化规律，徒手描绘出光滑曲线，描 绘出的曲线应满足以下要求： 绘出的曲线应满足以下要求： (1) 平滑前后各相应点重力值的偏差不应超过实测异常的均方误差。 平滑前后各相应点重力值的偏差不应超过实测异常的均方误差。 (2) 尽可能使平滑前后异常曲线所围成的面积相等，重心不变。 尽可能使平滑前后异常曲线所围成的面积相等，重心不变。 徒手平滑和个人的判断有关，因此它具有一定的主观性。但是只要判断准确， 徒手平滑和个人的判断有关，因此它具有一定的主观性。但是只要判断准确， 该法既简单又可能取得良好的效果。 该法既简单又可能取得良好的效果。
第三节 重力异常的平滑
1、重力异常数据处理的主要目的 、
（1）划分迭加异常； ）划分迭加异常； （2）消除浅层干扰和重力测量及各项改正误差而引起的异常“突跳“； ）消除浅层干扰和重力测量及各项改正误差而引起的异常“突跳“ （3）为解释上的某些目的和要求进行异常换算。 ）为解释上的某些目的和要求进行异常换算。
2、重力异常处理的主要内容 、
(1) 异常数据的网格化； 异常数据的网格化； (2) 异常数据曲化平； 异常数据曲化平； (3) 异常数据圆滑处理； 异常数据圆滑处理； (4) 叠加异常分离； 叠加异常分离； (5) 异常向上延拓； 异常向上延拓； (6) 异常向下延拓； 异常向下延拓； （7）导数异常换算。 ）导数异常换算。
4、非线性平滑 、
若异常曲线在一定范围内可视为二次曲线时，则在这个范围内， 若异常曲线在一定范围内可视为二次曲线时，则在这个范围内，平滑后的异常曲 线可以用二次曲线方程来表示： 线可以用二次曲线方程来表示：
5、平面异常的平滑 、
图9—13 平面异常平滑取点位置图
6、影响平滑效果的因素 、
二、结晶基岩内部的密度变化
三、结晶基底顶面的起伏 四、沉积岩的构造和成分变化 五、其他密度不均匀因素
第二节 叠加重力异常
一、重力异常的叠加
单斜异常与球体异常的叠加
台阶异常与单斜异常的叠加
多级异常的叠加
二、区域异常与局部异常
1、区域异常 、 由分布较广泛的中深部地质因素所引起的的重力异常。 由分布较广泛的中深部地质因素所引起的的重力异常。 特点是：异常幅值较大，异常范围也较大， 特点是：异常幅值较大，异常范围也较大，但异常梯度 较小。 较小。 2、局部异常 、 指由相对区域因素而言范围有限的研究对象（如构造、 指由相对区域因素而言范围有限的研究对象（如构造、 矿产等）引起的异常。也称剩余异常。 矿产等）引起的异常。也称剩：范围较小，幅度较小，但梯度较大。 3、区域异常与局部异常是相对而言的。 、区域异常与局部异常是相对而言的。
3．线性平滑公式平滑法 ．
尽管重力测量和测量结果的各项校正误差对异常曲线产生影响，但是， 尽管重力测量和测量结果的各项校正误差对异常曲线产生影响，但是，并不 改变更力异常曲线变化的基本趋势。在一般情况下， 改变更力异常曲线变化的基本趋势。在一般情况下，这个趋势可以用一个多项 式来表示。由这个多项式所求得的异常应尽可能反映实测异常的变化趋势， 式来表示。由这个多项式所求得的异常应尽可能反映实测异常的变化趋势，而 公式所计算的异常和原始异常不应该出现较大的偏差。 且，公式所计算的异常和原始异常不应该出现较大的偏差。重力异常平滑公式 就是基于这种思想导出的。 就是基于这种思想导出的。
2．多次平均法 ．
这种方法的基本思想是取平均值， 这种方法的基本思想是取平均值，即取两个相邻点的重力异常平均值作为两 点中点的异常值。 图所示。 点中点的异常值。如下 图所示。 ① 对原始曲线，取相邻点的中点连出折线； 对原始曲线，取相邻点的中点连出折线； 再取②的中点连结成拆线； ② 再取②的中点连结成拆线； 以此类推，直到最后达到所希望的平滑程度时再徒手描出一条光滑曲线。 ⑧ 以此类推，直到最后达到所希望的平滑程度时再徒手描出一条光滑曲线。
工作中采用几点平均最为合适， 工作中采用几点平均最为合适，需要根据 平滑目的面定。 平滑目的面定。 一般说来，参加平均的点数越多， 一般说来，参加平均的点数越多，得出的 曲线越平滑。 曲线越平滑。 左图是线性平滑效果对比的例子。 左图是线性平滑效果对比的例子。其中曲 由低频、 线D由低频、中频和高频曲线 、B、C合 由低频 中频和高频曲线A、 、 合 成，在此可把D看成实测异常、它由各种 在此可把 看成实测异常、 看成实测异常 周期变化成分组成。 周期变化成分组成。 E、F、G、H、J分别为取 E、F、G、H、J分别为取2、3、5、7、9 分别为取2、3、5、7、 个点作平滑后的曲线。 个点作平滑后的曲线。 可见，随着参加平均的点数增加， 可见，随着参加平均的点数增加，高频成 分逐渐减弱，即短周期干扰逐渐消失。 分逐渐减弱，即短周期干扰逐渐消失。至 7点平均时，D、C两种异常基本被平滑掉 点平均时， 、 两种异常基本被平滑掉 点平均时 只保留了原来的“低频”成分。 了，只保留了原来的“低频”成分。在9 点平滑后，甚至比原始的“低频” 点平滑后，甚至比原始的“低频”成分显 得还要平滑。 得还要平滑。