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绪论 1

一、重力勘探课程的主要内容 1

二、重力勘探发展简史、现状和展望 1

第一章 重力勘探的理论基础 5

1.1 有关地球的某些基本知识 5

一、地球的形状 5

二、地球的内部结构 5

1.2 地球的重力和重力场 7

1.3 重力场的数学解析式 7

一、引力 8

二、离心力 9

三、重力 9

1.4 重力位函数及其各阶偏导数 9

1.5 重力等位面及其与重力位一阶导数的关系 14

1.6 重力位二阶导数和重力等位面形状的关系 15

1.7 正常重力公式和重力位二阶导数的正常值 20

一、正常重力公式 21

二、重力位二阶导数的正常值 22

1.8 重力测量方法和原理 24

1.9 实测重力值的组成因素和重力异常 25

1.10 重力勘探的一般概念 28

第二章 重力仪 31

2.1 重力仪概论 31

一、重力仪的基本构造和要求 31

二、重力仪的测读机构和测读方法 33

三、重力仪的基本平衡方程式和灵敏度 34

四、影响重力仪精度的主要因素和误差的消除方法 38

2.2 阿斯卡尼亚GS型金属弹簧重力仪 44

一、构造 44

二、平衡方程式和灵敏度 45

三、读数方法 46

四、关于光电池“钝点”的概念 46

五、格值测定 48

2.3 石英弹簧重力仪 48

一、ZSM型石英弹簧重力仪 49

二、渥登(Workden)石英弹簧重力仪 50

三、CG型石英弹簧重力仪 51

四、石英弹簧重力仪的平衡方程式和灵敏度 53

五、石英弹簧重力仪的温度补偿原理 56

六、重力仪读数和重力变化的关系 56

2.4 石英弹簧重力仪的检查、调节和常数测定 57

一、重力仪的调节 57

二、重力仪格值的测定 60

三、重力仪混合零点位移规律的试验 61

四、重力仪一致性的试验 62

第三章 重力勘探的野外工作方法和技术 63

3.1 不同地质勘探阶段的重力测量方法和技术要求 63

一、重力予查 63

二、重力普查 63

三、重力详查 64

四、重力细测 64

3.2 重力基点网 65

3.3 重力仪的野外观测方法及零点改正 66

一、单次观测 66

二、重复观测 67

3.4 检查观测和补充观测 69

3.5 重力勘探中的测地工作 69

第四章 重力观测数据的整理 72

4.1 基点网观测数据的整理 72

一、基点网的闭合差 72

二、基点网平差 72

三、求出各基点相对总基点重力差 75

4.2 重力仪观测结果的外部改正 76

一、正常场改正(纬度改正) 76

二、地形改正 76

三、中间层引力改正 84

四、高度改正 84

4.3 各项改正误差的来源及其对异常形态的影响 86

一、布格改正 86

二、地形改正 87

三、正常场改正(纬度改正) 87

4.4 重力异常的图示 88

一、布格重力异常平面图 88

二、布格重力异常剖面图 88

三、重力异常平面剖面图 89

第五章 海洋及航空重力测量 104

5.1 海洋及航空重力测量的基本方法 104

5.2 ZD1-70型海底重力仪简介 105

5.3 GSS-2海洋重力仪简介 105

5.4 海洋弦线重力仪 107

5.5 海洋重力测量的各项改正 108

一、二次项改正(布朗改正) 108

二、厄缶改正 108

三、高度改正 109

四、中间层改正 109

五、潮汐改正 110

5.6 航空重力测量简介 110

第六章 扭秤测量 112

6.1 扭秤的构造和工作原理 112

6.2 几种常用扭秤的平衡方程式 114

一、Z-40型扭秤 114

二、E-54型扭秤 116

6.3 扭秤的记录方式 116

6.4 扭秤记录的整理方法 117

一、三方位记录的整理 117

二、五方位记录的整理 118

6.5 扭秤观测结果的改正 119

一、地形改正 119

二、扭秤观测结果的正常改正 123

6.6 重力位二阶导数异常的图示 125

一、水平梯度异常矢量平面图的作法 125

二、曲率异常矢量平面图的作法 125

三、Vxz和V？剖面图的绘制 126

6.7 重力异常和重力位二阶导数异常的换算 126

一、利用重力异常计算Vxz和Vyz 127

二、利用二阶导数Vxz和Vyz求Δg 127

三、用高精度重力仪测量重力位垂向二阶导数Vxz的方法 128

6.8 扭秤测量的野外工作 129

第七章 岩石密度测定 131

7.1 岩石与矿石的密度 131

7.2 岩石和矿石标本的密度测定 133

一、对密度测定的要求 133

二、采集岩石标本时应注意的问题 134

三、常用的密度测定方法 134

7.3 利用重力测量确定中间层平均密度 136

一、重力剖面法 136

二、用最小二乘法确定中间层密度 136

三、用统计方法求中间层密度 139

四、重力测井 139

7.4 密度资料的整理和表示方法 140

第八章 重力异常正、反问题的解法 142

8.1 解正问题的基本公式 142

8.2 几种规则几何形状地质体正、反问题的解法 144

一、均匀球体 144

二、水平圆柱体 151

三、倾斜台阶(倾斜断层) 157

四、垂直台阶(垂直断层) 163

五、半无限大水平物质面 167

六、倾斜脉 169

七、底部向下无限延深的垂直脉 174

八、垂直物质线 174

8.3 复杂形体重力异常的正演计算 176

一、荣克Δg二度体量板的制作和使用 176

二、甘布尔采夫Δg二度体量板的制作和使用 178

三、荣克Fxz和Fzz二度体量板 180

四、三度体Δg量板 181

五、带系数的似二度体Δg量板 183

8.4 解反问题的选择法 191

8.5 解反问题的直接法 194

一、三度体剩余质量的求法 194

二、三度体质心座标的求法 195

三、二度体横截面积的求法 196

8.6 解反问题的切线法 196

8.7 单一密度界面深度的求法 199

一、单一密度界面深度的一、二级近似解法 199

二、逐次逼近法——迭代法 202

8.8 重力异常的复杂性及反问题解释的非单一性 202

一、重力异常的复杂性 202

二、重力场的等值原则及反问题解的非单一性 205

8.9 解释的基本方法和步骤 206

第九章 重力异常资料的数据处理 209

9.1 引言 209

9.2 异常数据的圆滑 209

一、最小二乘圆滑法 209

二、徒手圆滑 214

三、多次线性内插圆滑 215

9.3 重力异常的解析延拓 215

一、向上延拓公式的推导 216

二、三度体异常的向上延拓 217

三、三度体异常的向下延拓 223

四、二度体异常的向上延拓 225

五、二度体异常的向下延拓 226

9.4 重力高阶导数的换算 228

一、重力垂向一阶导数gz的换算 228

二、重力垂向二阶导数gzz的换算 230

9.5 重力异常的区域校正 239

一、图解法 239

二、数学解析法 241

第十章 重力勘探资料的实际应用 244

10.1 重力资料在研究地壳深部构造及地壳均衡作用中的应用 244

一、关于地壳均衡补偿的几种假说 245

二、均衡异常的分布特征与地壳运动的关系 248

三、我国布格重力异常的基本特征及其与深部构造和天然地震分布规律的关系 252

四、重力异常与构造成矿的关系 256

10.2 重力资料在区域地质研究中的应用 257

一、重力资料应用于划分大地构造单元 257

二、重力资料在区域地质研究中所能解决的某些地质问题 260

三、利用重力资料进行区域地质构造单元的划分 265

四、利用重力资料进行地质填图 267

10.3 重力勘探应用于寻找金属矿和非金属矿床的实例 272

一、重力勘探在寻找含铜硫铁矿方面的应用 272

二、重力勘探在寻找富铁矿方面的应用 283

三、重力勘探在寻找铬铁矿床方面的应用 292

四、重力勘探在沉积凹陷区详查与石油、天然气有关的局部构造方面的应用 298

五、重力勘探在寻找盐矿方面的应用 299

附录一 正常重力公式的推导 305

附录二 固体潮 313