05 重力测量_勘探测量
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总体目标任务和预期成果： 工作区范围、交通位置及自然地理环境 ： 通过区域重力调查，为区内矿产资源评 工作区域地质及物探研究程度 ： 工作区具体位置、范围；地势、水系、 价、区域地质调查和基础地质图件更新等 区域地质概况 ： 收集有关本区及邻区的地质、地球物理、 气候 、植被 和交通 情况等 工作提供高质量的基础性区域重力资料 地球物理概况 ： 介绍工作区所处的大地构造单元、地层、 地球化学和遥感等前人工作成果资料，特 介绍工作区岩（矿）石物性特征，包括 侵入岩、构造和矿产资源情况 别是物性资料，必要时应实地踏勘并完成 电性、磁性和密度参数特征情况 一定数量的密度标本测试 叙述区域地球物理场特征 ，包括重力场、 航磁异常特征 介绍化探和遥感解译的线性构造 、环形 构造等特征
重力预查(1:100万,1:50万) 在勘探空白区进行大面积、小比例尺测量 目的：大地构造基本轮廓(如断裂带、岩体的分布等)资料 重力普查(1:20万,1:10万) 在有进一步工作价值的地区开展调查 目的：划分区域地质构造、圈定岩体及储油构造，比较确切地指示成矿远景区 重力详查(1:5万,1:2.5万) 在成矿远景区进行重力测量， 目的：详细研究工区异常规律和特点，寻找局部构造或岩、矿体 重力细测(>1:2.5万) 在已发现的储油气构造、煤盆地、成矿有利的岩矿体上进行精细测量 目的：确定地层或岩、矿体的形态和产状
5.2 仪器检查与标定
5.2.1 格值标定 1）仪器格值的检查和重新标定 重力仪的格值标定通常在国家认证的高精度重力格值标定场进行（如北京高崖 口标定场，）
重力仪的格值通常使用已知点法： 在由国家建立的高精度重力格值 标定场具有已知重力差的（选取）一 些点上，用尚待标定的重力仪在它们 之间进行多次往返测量，一般构成独 立增量不少于6个。
第五讲 重力测量的野外工作方法
5.1 野外工作技术设计和地质任务 5.2 仪器的检查与标定
5.3 重力基点网联测与测点观测
5.4 普通点、检查点的布置和观测 5.5 测地工作
第五讲 重力测量的野外工作方法
5.1 野外工作地质任务和技术设计 5.2 仪器的检查与标定
5.3 重力基点网联测与测点观测
课程内容
第一讲 前言 第二讲 地球重力场 第三讲 地球正常重力及重力异常 第四讲 重力测量仪器
第五讲 重力测量野外工作方法
第六讲 重力资料整理、重力异常获取 第七讲 重力位的球谐分析 第八讲 大地水准面
野外重力测量知识要点
������ ������ ������ ������ 测量方式、测量的有利条件 仪器的检查、静态试验、动态试验、一致性试验 重力基点、基点网、基点网的作用 测地工作
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.1 重力测量地质任务
天然地震重力调查
天然地震重力测量可分为台站重力测量和流动重力测量两种形式。 其主要任务是研究重力场在台站点上或在某一地震活动带、沿一条 测线或一块面积的重力随时间的变化。
在台站上的观测结果是临震预报的依据之一；
在固定测点之间进行的流动重力观测结果是中长期预报的依据之一。
的起伏和内部构造。 ������ ������ 探测、圈定与围岩有明显密度差异的隐伏岩体或岩层，追索两侧岩 根据区域地质、构造及矿产分布规律，为划分成矿远景区提供重力
石密度有明显差异的断裂，进行覆盖区的基岩地质、构造填图。
场信息。
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.1 重力测量地质任务
能源重力勘探
5.2 仪器检查与标定
重力仪在正式投入生产之前应进行必要的性能检查和常 数测定。仪器性能不稳定（如仪器读数零点位移无规律）， 将直接影响测量精度。故开展野外工作前应完成下列工作。 1）仪器格值的检查和重新标定； 2）仪器灵敏度的检查和调节； 3）仪器水平位置的检查和水泡曲线测试； 4）仪器测程的检查与调节； 5）仪器零点位移的检查（包括静态和动态试验）； 6）仪器（多台仪器）一致性试验。
剖面测量
多用于详查或专门性测量剖面线方向垂直地质体走向，尽可能通过 地质体在地面投影的中心部位，测点不能偏离剖面线，在正常值区点距
可大些。
面积测量
是重力测量的基本形式，可提供工区内重力异常的全貌。
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.6 重力测量有利条件
������
研究对象与其围岩之间有明显的密度差，而在围岩内部没 有明显的密度变化；
研究重力测量可以在沉积覆盖区快速、经济地圈出对寻找石油、 天然气或煤有远景的盆地; 在圈定的盆地内研究沉积层的厚度及内部构造，寻找有利于储存 油气或煤的各种局部构造;
条件有利时可以研究非构造油气藏(如岩性变化、地层的推覆、古
潜山及生物礁块储油构造等)，并直接探测与储油气层有关的低密 度体。
5.1.1 重力测量地质任务
区域重力调查
������ 研究地球深部构造。例如地壳厚度的变化(莫霍间断面的起伏)，深 大断裂的可能部位及延伸情况，上地幔密度的不均匀性以及研究地壳的 均衡状态等。 ������ 研究大地及区域地质构造，划分构造单元；研究结晶基底的起伏及
其内部成分和构造；圈定沉积盆地范围，以及研究沉积岩系各密度界面
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.2 野外工作技术设计
工作部署与方法 ： ①介绍各年度工作部署和计划安排情况； ②实施的重力测量和测地仪器的选用；重力 基点和GPS基准站建立工作方法 ，重力测点布 设；重力测、基点定点；重力测点地改 ； ③岩（矿）石密度物性采样点的布置和测定 工作 ④重力资料整理及成图工作 ⑤综合研究工作
5.1.1 重力测量地质任务
水文及工程重力调查
研究浮土下基岩面的起伏和有无隐伏断裂、空洞，以确保厂
房或大坝等工程的安全； 寻找水源，如利于储水的地下溶洞、破碎带、地下河道等；
危岩、滑坡体的监测；
地面沉降研究； 在地热田的勘测开发过程中，发现热源岩体，监测地下水的 升降以及水蒸汽的补给情况，以便合理、持久地开发地热田 等。
求及精度误差分配标准； 4）是否建立基点网以及基点网的精度要求； 5）确定开展野外工作所需人员配备和素质、仪器设备型号和数量、工作进度， 施工顺序； 6）所需经费预算、安全措施、质量管理方法等各项管理制度。设计书一旦经审 批后，它是对测量工作评价的重要依据。
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.2 野外工作技术设计
1∶2 000 1∶1 000
1∶500
20 10
5
5～10 2～ 5
l～2
16～20 8～10
4～ 5
/ /
/
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.3 比例尺和测网
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.4 精度要求及误差分配
������
测量精度是衡量野外观测质量的重要标志，也是决定技 术措施、工作效率和成本的重要指标。
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.3 比例尺和测网
比例尺、测网和测点之间的关系——大比例 尺 长方形测网 正方形测网 非规则测网 比例尺 1∶25 000 1∶10 000 1∶5 000
比例尺、测网和测点之间的关系——小比例尺
线距（m） 点距（m） 线距=点距（m） （点数/ km2） 250 100 50 50～200 20～50 10～25 / 80～100 40～50 20～60 80～120 /
某区 工作区遥感解译地质构造图 1:100 相应区航磁化极平面图 万布格重力异常平面图
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.2 野外工作技术设计
工作部署与方法 ： ①介绍各年度工作部署和计划安排情况； ②实施的重力测量和测地仪器的选用；重力 基点和GPS基准站建立工作方法 ，重力测点布 设；重力测、基点定点；重力测点地改 ； ③岩（矿）石密度物性采样点的布置和测定 工作 ④重力资料整理及成图工作 ⑤综合研究工作
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.3 比例尺和测网
2）测网的选择 开展面积性测量时，测线距和测点距的大小决定测网的大小。一般用线 距与点距的乘积表示测网密度。例如线距50 m，点距20 m，测网密度为 50×20 (m)。 测网形状有两种。线距大于点距为长方形网，线距等于点距为正方形 网。测线方向和测网形状应根据勘探对象的形态来确定。在实际工作中对 于等轴状的地质体应采用正方形网,对于有一定走向的地质体应采用长方形 网，而且测线方向尽量垂直地质体走向来布置，同时测线距离大于测点距 离。一般来讲，测线距离不能大于地质体在地面投影长度的1/2～1/3。其目 的是保证只少有2～3条测线同时穿过所寻找的地质体。 实际工作中，测点的距离是根据可信异常宽度大小来确定。所谓可信 异常宽度，是指测线上异常曲线的幅值大于异常均方差2倍的两个测点间的 水平距离。一般测点距应为异常宽度的1/2～1/3，可保证不漏掉有意义的异 常。
2）在石油、天然气和煤田地质勘探中，重力资料可用来圈定沉积盆地，
研究沉积层厚度，寻找与石油、天然气和煤田有关的构造。 3)在寻找金属和非金属矿产方面，利用重力资料配合磁测资料可以圈定
成矿带，也可以直接找矿(如铬铁矿、磁铁矿等)。
4)在水文工程方面,重力异常用来寻找断裂、破碎带、溶洞及古河道。
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.2 野外工作技术设计
1.布格重力异常点位数据图 2.布格重力异常平面图 3.自由空间重力异常点位数据图 4.自由空间重力异常平面图等四种1:20 万基础重力图件
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.3 比例尺和测网
不论是进行剖面还是面积测量, 首先应确定工作的比例尺，针对不同地质 任务应选择不同比例尺。 1）比例尺的选择
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.1 重力测量地质任务
矿产重力勘探
包括金属及非金属矿产的重力测量。 它多与其它的物探方法配合，圈定成矿带； 在条件有利时，可以探测并描述控矿构造，或圈定成矿岩体； 或者直接发现埋藏较浅、体积较大的矿体或对已知矿体进行追 踪等。
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.4 普通点、检查点的布置和观测 5.5 测地工作
wk.baidu.com
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.1 重力测量地质任务
随着重力仪精度的不断提高，重力勘探所能解决的地质任务越来越多。 1）在区域地质调查中，利用重力异常配合其它有关资料能有效地研究地 壳深部构造(如莫霍界面、结晶基底起伏)，研究区域地质构造，划分构造 单元，进行地质填图等。
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.2 野外工作技术设计
设计书应包括以下内容：
1）明确工区范围、地理位置及工作目的与任务，开展野外工作所需人员配备、
仪器设备型号等； 2）收集有关本区及邻区的地质、物性资料和前人工作成果，必要时应实地踏勘 并完成一定数量的密度标本测试；
3）确定工作比例尺，测网形状、测线方向、测量时具体技术方法，测量精度要
������
研究对象的地质构造密度分界面的深度有显著的变化，而 其界面深度又不太深；
������
在工区内非研究对象引起的重力变化小，或通过校正能给
以消除；
������ 地表地形平坦或较为平坦。
第五讲 重力测量的野外工作方法
5.1 野外工作技术设计和地质任务 5.2 仪器的检查与标定
5.3 重力基点网联测与测点观测
������
精度用异常的均方误差来衡量，包括重力观测值的均方 误差和各项校正值的均方误差。
������
精度应根据地质任务和工作比例尺来确定。
������
例如，金属矿普查，精度取最小的、有意义的异常幅值
的1/2-1/3。
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.5 重力测量的方式
路线测量
一般用于概查或普查阶段测点沿交通方便的道路布置，测点大致均 匀分布，线距没有严格要求。
5.4 普通点、检查点的布置和观测 5.5 测地工作
5.2 仪器检查与标定
仪器观测操作步骤
首先将仪器专用底盘置于测点处，将平稳地仪器置于底盘上， 并按一定顺序使用3个调平螺旋，使仪器达到水平； 按同一方向调节读数器（使读数由小至大或有大至小），使指 示对准零点位置； 然后读数，如此重复3次；记录3次读数和观测时间； 将3次读数进行平均作为观测值； 平稳地放回仪器箱。
重力预查(1:100万,1:50万) 在勘探空白区进行大面积、小比例尺测量 目的：大地构造基本轮廓(如断裂带、岩体的分布等)资料 重力普查(1:20万,1:10万) 在有进一步工作价值的地区开展调查 目的：划分区域地质构造、圈定岩体及储油构造，比较确切地指示成矿远景区 重力详查(1:5万,1:2.5万) 在成矿远景区进行重力测量， 目的：详细研究工区异常规律和特点，寻找局部构造或岩、矿体 重力细测(>1:2.5万) 在已发现的储油气构造、煤盆地、成矿有利的岩矿体上进行精细测量 目的：确定地层或岩、矿体的形态和产状
5.2 仪器检查与标定
5.2.1 格值标定 1）仪器格值的检查和重新标定 重力仪的格值标定通常在国家认证的高精度重力格值标定场进行（如北京高崖 口标定场，）
重力仪的格值通常使用已知点法： 在由国家建立的高精度重力格值 标定场具有已知重力差的（选取）一 些点上，用尚待标定的重力仪在它们 之间进行多次往返测量，一般构成独 立增量不少于6个。
第五讲 重力测量的野外工作方法
5.1 野外工作技术设计和地质任务 5.2 仪器的检查与标定
5.3 重力基点网联测与测点观测
5.4 普通点、检查点的布置和观测 5.5 测地工作
第五讲 重力测量的野外工作方法
5.1 野外工作地质任务和技术设计 5.2 仪器的检查与标定
5.3 重力基点网联测与测点观测
课程内容
第一讲 前言 第二讲 地球重力场 第三讲 地球正常重力及重力异常 第四讲 重力测量仪器
第五讲 重力测量野外工作方法
第六讲 重力资料整理、重力异常获取 第七讲 重力位的球谐分析 第八讲 大地水准面
野外重力测量知识要点
������ ������ ������ ������ 测量方式、测量的有利条件 仪器的检查、静态试验、动态试验、一致性试验 重力基点、基点网、基点网的作用 测地工作
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.1 重力测量地质任务
天然地震重力调查
天然地震重力测量可分为台站重力测量和流动重力测量两种形式。 其主要任务是研究重力场在台站点上或在某一地震活动带、沿一条 测线或一块面积的重力随时间的变化。
在台站上的观测结果是临震预报的依据之一；
在固定测点之间进行的流动重力观测结果是中长期预报的依据之一。
的起伏和内部构造。 ������ ������ 探测、圈定与围岩有明显密度差异的隐伏岩体或岩层，追索两侧岩 根据区域地质、构造及矿产分布规律，为划分成矿远景区提供重力
石密度有明显差异的断裂，进行覆盖区的基岩地质、构造填图。
场信息。
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.1 重力测量地质任务
能源重力勘探
5.2 仪器检查与标定
重力仪在正式投入生产之前应进行必要的性能检查和常 数测定。仪器性能不稳定（如仪器读数零点位移无规律）， 将直接影响测量精度。故开展野外工作前应完成下列工作。 1）仪器格值的检查和重新标定； 2）仪器灵敏度的检查和调节； 3）仪器水平位置的检查和水泡曲线测试； 4）仪器测程的检查与调节； 5）仪器零点位移的检查（包括静态和动态试验）； 6）仪器（多台仪器）一致性试验。
剖面测量
多用于详查或专门性测量剖面线方向垂直地质体走向，尽可能通过 地质体在地面投影的中心部位，测点不能偏离剖面线，在正常值区点距
可大些。
面积测量
是重力测量的基本形式，可提供工区内重力异常的全貌。
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.6 重力测量有利条件
������
研究对象与其围岩之间有明显的密度差，而在围岩内部没 有明显的密度变化；
研究重力测量可以在沉积覆盖区快速、经济地圈出对寻找石油、 天然气或煤有远景的盆地; 在圈定的盆地内研究沉积层的厚度及内部构造，寻找有利于储存 油气或煤的各种局部构造;
条件有利时可以研究非构造油气藏(如岩性变化、地层的推覆、古
潜山及生物礁块储油构造等)，并直接探测与储油气层有关的低密 度体。
5.1.1 重力测量地质任务
区域重力调查
������ 研究地球深部构造。例如地壳厚度的变化(莫霍间断面的起伏)，深 大断裂的可能部位及延伸情况，上地幔密度的不均匀性以及研究地壳的 均衡状态等。 ������ 研究大地及区域地质构造，划分构造单元；研究结晶基底的起伏及
其内部成分和构造；圈定沉积盆地范围，以及研究沉积岩系各密度界面
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.2 野外工作技术设计
工作部署与方法 ： ①介绍各年度工作部署和计划安排情况； ②实施的重力测量和测地仪器的选用；重力 基点和GPS基准站建立工作方法 ，重力测点布 设；重力测、基点定点；重力测点地改 ； ③岩（矿）石密度物性采样点的布置和测定 工作 ④重力资料整理及成图工作 ⑤综合研究工作
5.1.1 重力测量地质任务
水文及工程重力调查
研究浮土下基岩面的起伏和有无隐伏断裂、空洞，以确保厂
房或大坝等工程的安全； 寻找水源，如利于储水的地下溶洞、破碎带、地下河道等；
危岩、滑坡体的监测；
地面沉降研究； 在地热田的勘测开发过程中，发现热源岩体，监测地下水的 升降以及水蒸汽的补给情况，以便合理、持久地开发地热田 等。
求及精度误差分配标准； 4）是否建立基点网以及基点网的精度要求； 5）确定开展野外工作所需人员配备和素质、仪器设备型号和数量、工作进度， 施工顺序； 6）所需经费预算、安全措施、质量管理方法等各项管理制度。设计书一旦经审 批后，它是对测量工作评价的重要依据。
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.2 野外工作技术设计
1∶2 000 1∶1 000
1∶500
20 10
5
5～10 2～ 5
l～2
16～20 8～10
4～ 5
/ /
/
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.3 比例尺和测网
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.4 精度要求及误差分配
������
测量精度是衡量野外观测质量的重要标志，也是决定技 术措施、工作效率和成本的重要指标。
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.3 比例尺和测网
比例尺、测网和测点之间的关系——大比例 尺 长方形测网 正方形测网 非规则测网 比例尺 1∶25 000 1∶10 000 1∶5 000
比例尺、测网和测点之间的关系——小比例尺
线距（m） 点距（m） 线距=点距（m） （点数/ km2） 250 100 50 50～200 20～50 10～25 / 80～100 40～50 20～60 80～120 /
某区 工作区遥感解译地质构造图 1:100 相应区航磁化极平面图 万布格重力异常平面图
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.2 野外工作技术设计
工作部署与方法 ： ①介绍各年度工作部署和计划安排情况； ②实施的重力测量和测地仪器的选用；重力 基点和GPS基准站建立工作方法 ，重力测点布 设；重力测、基点定点；重力测点地改 ； ③岩（矿）石密度物性采样点的布置和测定 工作 ④重力资料整理及成图工作 ⑤综合研究工作
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.3 比例尺和测网
2）测网的选择 开展面积性测量时，测线距和测点距的大小决定测网的大小。一般用线 距与点距的乘积表示测网密度。例如线距50 m，点距20 m，测网密度为 50×20 (m)。 测网形状有两种。线距大于点距为长方形网，线距等于点距为正方形 网。测线方向和测网形状应根据勘探对象的形态来确定。在实际工作中对 于等轴状的地质体应采用正方形网,对于有一定走向的地质体应采用长方形 网，而且测线方向尽量垂直地质体走向来布置，同时测线距离大于测点距 离。一般来讲，测线距离不能大于地质体在地面投影长度的1/2～1/3。其目 的是保证只少有2～3条测线同时穿过所寻找的地质体。 实际工作中，测点的距离是根据可信异常宽度大小来确定。所谓可信 异常宽度，是指测线上异常曲线的幅值大于异常均方差2倍的两个测点间的 水平距离。一般测点距应为异常宽度的1/2～1/3，可保证不漏掉有意义的异 常。
2）在石油、天然气和煤田地质勘探中，重力资料可用来圈定沉积盆地，
研究沉积层厚度，寻找与石油、天然气和煤田有关的构造。 3)在寻找金属和非金属矿产方面，利用重力资料配合磁测资料可以圈定
成矿带，也可以直接找矿(如铬铁矿、磁铁矿等)。
4)在水文工程方面,重力异常用来寻找断裂、破碎带、溶洞及古河道。
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.2 野外工作技术设计
1.布格重力异常点位数据图 2.布格重力异常平面图 3.自由空间重力异常点位数据图 4.自由空间重力异常平面图等四种1:20 万基础重力图件
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.3 比例尺和测网
不论是进行剖面还是面积测量, 首先应确定工作的比例尺，针对不同地质 任务应选择不同比例尺。 1）比例尺的选择
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.1 重力测量地质任务
矿产重力勘探
包括金属及非金属矿产的重力测量。 它多与其它的物探方法配合，圈定成矿带； 在条件有利时，可以探测并描述控矿构造，或圈定成矿岩体； 或者直接发现埋藏较浅、体积较大的矿体或对已知矿体进行追 踪等。
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.4 普通点、检查点的布置和观测 5.5 测地工作
wk.baidu.com
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.1 重力测量地质任务
随着重力仪精度的不断提高，重力勘探所能解决的地质任务越来越多。 1）在区域地质调查中，利用重力异常配合其它有关资料能有效地研究地 壳深部构造(如莫霍界面、结晶基底起伏)，研究区域地质构造，划分构造 单元，进行地质填图等。
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.2 野外工作技术设计
设计书应包括以下内容：
1）明确工区范围、地理位置及工作目的与任务，开展野外工作所需人员配备、
仪器设备型号等； 2）收集有关本区及邻区的地质、物性资料和前人工作成果，必要时应实地踏勘 并完成一定数量的密度标本测试；
3）确定工作比例尺，测网形状、测线方向、测量时具体技术方法，测量精度要
������
研究对象的地质构造密度分界面的深度有显著的变化，而 其界面深度又不太深；
������
在工区内非研究对象引起的重力变化小，或通过校正能给
以消除；
������ 地表地形平坦或较为平坦。
第五讲 重力测量的野外工作方法
5.1 野外工作技术设计和地质任务 5.2 仪器的检查与标定
5.3 重力基点网联测与测点观测
������
精度用异常的均方误差来衡量，包括重力观测值的均方 误差和各项校正值的均方误差。
������
精度应根据地质任务和工作比例尺来确定。
������
例如，金属矿普查，精度取最小的、有意义的异常幅值
的1/2-1/3。
5.1 野外工作技术设计和地质任务
5.1.5 重力测量的方式
路线测量
一般用于概查或普查阶段测点沿交通方便的道路布置，测点大致均 匀分布，线距没有严格要求。
5.4 普通点、检查点的布置和观测 5.5 测地工作
5.2 仪器检查与标定
仪器观测操作步骤
首先将仪器专用底盘置于测点处，将平稳地仪器置于底盘上， 并按一定顺序使用3个调平螺旋，使仪器达到水平； 按同一方向调节读数器（使读数由小至大或有大至小），使指 示对准零点位置； 然后读数，如此重复3次；记录3次读数和观测时间； 将3次读数进行平均作为观测值； 平稳地放回仪器箱。