重力异常的计算

球体重力异常正演程序报告

球体重力异常正演是地球物理学中的一种重要方法，用于研究地下物质分布和地球内部结构。本报告将重点介绍球体重力异常正演程序的原理、步骤和应用。

一、原理

球体重力异常正演是基于牛顿引力定律和球体模型的数学计算方法。根据牛顿引力定律，在球体表面上的任意一点，重力加速度可以表示为：

g = G * (M / r^2)

其中，g为重力加速度，G为引力常数，M为球体的质量，r为球心到该点的距离。

根据球体模型，球体的质量可以表示为：

M = (4/3) * π * ρ * R^3

其中，ρ为球体的密度，R为球体的半径。

将质量公式代入重力加速度公式，可得到球体表面上的重力加速度公式：

g = (4/3) * G * π * ρ * R / r^2

二、步骤

球体重力异常正演程序的步骤如下：

1. 确定观测点的位置和高度，以及球体模型的半径和密度。

2. 计算球体表面上的重力加速度，根据上述公式进行计算。

3. 根据观测点与球心的距离，计算球体表面上的重力加速度的投影值。

4. 重复步骤3，直到计算出所有观测点的重力加速度投影值。

5. 计算观测点的球体重力异常值，即观测点的重力加速度减去球体表面上的重力加速度投影值。

三、应用

球体重力异常正演程序在地球物理勘探中有广泛的应用，主要包括以下几个方面： 1. 地质勘探：通过球体重力异常正演，可以对地下的岩石密度分布进行推测，从而帮助地质勘探人员确定地质构造和找到潜在的矿产资源。

2. 油气勘探：油气藏通常与地下的密度异常有关，通过球体重力异常正演，可以对潜在的油气藏进行初步判断，指导油气勘探的方向和深度。

3. 地壳构造研究：地球内部的构造和演化与地下岩石的密度分布密切相关，通过球体重力异常正演，可以揭示地壳的变形和演化过程，为地壳构造研究提供重要的参考依据。

4. 火山和地震研究：火山和地震活动通常与地下的岩浆和断层有关，球体重力异常正演可以帮助科学家们理解火山和地震的发生机制，预测可能的灾害风险。

- 1 - 重力异常的物理意义

人们通常认为重力是连接物体和宇宙的引力，它使物体不断向地球中心聚集。古希腊哲学家苏格拉底提出了“重力定律”，即物体向地球中心受到大小相等的引力。但是，随着科学技术的发展，现代物理学家发现了重力偏离这一标准，物体的重力偏离地球中心的方向和大小有所不同，这称为重力异常。

重力异常可以用以下方程表示：

g(x, y, z) = gE + gA(x, y, z)

其中g(x, y, z)表示点(x, y, z)处重力加速度，gE表示理想情况下物体在(x, y, z)处，重力加速度应该是多少，gA(x, y, z)表示实际情况下物体在(x, y, z)处，超出gE的重力加速度的部分，即重力异常。

重力异常是涉及地球内部构造和任何对重力字段有影响的情况的结果，可以用来研究地球的地质结构、内部构造和物理环境。

例如，严重的重力异常可用来探测地球深处的大型活动火山。火山熔岩的体积较小，但是在重力字段中会产生显著的变化，这称为重力异常。同样，地球上的活动断层线也会引起重力异常。在活动断层处重力加速度会出现偏移，这表明断层线正在滑动，可以帮助科学家预测震源位置。

此外，重力异常还可以应用于矿产资源勘查领域。由于金属和地下泉水等物质的重力字段不同，重力异常可以帮助勘查人员发现地下矿产资源的位置。 - 2 - 重力异常也可以应用于水文勘测。在水文勘测过程中，重力异常可以帮助分析者了解地表和地下的地质构造，从而推断地下水的流向和深度。

最后，重力异常也被用于地下原油和天然气勘查。石油和天然气含量较高的地区将表现出重力异常，而这些重力异常可以帮助勘查工作者发现这些资源的位置。

总之，重力异常是指物体在地球表面的重力加速度的实际值与理想值的差异，它具有重要的物理意义，可以应用于地球科学、水文勘测、矿产资源勘查和石油和天然气等多个领域。

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

1

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

2 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/cm3，起算点纬度为45°；

第 1 页 共 3 页 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第 2 页 共 3 页 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。而且推球时会发现似乎有股阻力使球很难推下去。