实验2 重力测点观测数据的整理

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1、实验2  重力测点观测数据的整理一、实验目的    学会重力仪在普通测点上单次观测数据的初步整理和异常整理，并加深对布格重力异常的地球物理意义的认识。二、方法概述    1.普通点观测数据的初步整理    用重力仪在野外普通点上进行观测时，其读数的变化既包含了测点间相对重力的变化，又包含了仪器本身的零位变化。初步整理的目的就是除去观测过程中重力仪的零位变化值(称为零位改正)，获得各测点的绝对重力值或相对于起始基点间的相对重力值。整理内容包括：    (1)求取读数差    式中，Si、S首基——表示第i个测点和起始基点上的平均读数。当野外工作一天中对三次或更多次基点时

2、，应以相邻两次基点观测时间间隔为一段，分段进行计算，中间的各基点既作为前一段的尾基点，又作为下一段的首基点。    (2)求取重力差    式中，C为仪器的格值。    (3)求各测点的混合零位校正值（在精度要求较高时，应先作固体潮校正后再进行零位校正）。由于仪器在相邻两基点间的零位变化看作线性变化，所以仪器在该时间间隔内的零位变化值△gi'；为    而各普通测点上的零位校正值δgi为    式中，s尾、s首——分别为重力仪在尾、首基点上的读数平均值；△g尾.△g首——尾基点与首基点上的已知相对重力值；t首、t尾、ti——重力仅在首、尾基点和第i个普通点上的观测时间

3、。    (4)求取各测点的相对重力值△gi    上述各项计算均取至O.01g.u.单位。如要获得各测点的绝对重力值，只需将各测点的相对重力值上加上总基点的绝对重力值即可。    (5)计算普通点观测精度。普通点的观测精度，以检查观测来评定。当同一点上仅作一次检查观测时，衡量观测精度的均方误差为g.u.    式中，di——原始观测值与检查观测值之差；n——检查点数。    2.普通点的异常整理    对重力观测值作初步整理后，便获得了各测点的相对重力值(或绝对重力值)，其中既包含与地质体分布有关的地下剩余质量的影响，也包含有因测点水平坐标、高程、中间物质层和测点周

4、围局部地形等的影响。所谓异常整理就是根据不同要求对上述影响进行相应的校正计算(也称归算)。布格重力异常就是对实测重力变化值进行高度校正、中间层校正、地形校正和正常场校正后所得到的重力异常值。它单纯地反映了地下与地质体有关的剩余质量的分布。   4布格重力异常可分为绝对布格重力异常与相对布格重力异常。当实测重力值换算成绝对重力值，并且上述各项校正都是以大地水准面作为起算标准，便得到绝对布格重力异常值；当实测所得是相对于测区总基点的相对重力值，各项校正均是以总基点和通过总基点所在的水准而作起算标准，则便得到相对布格重力异常值。在不大的区域范围内，绝对布格异常与相对布格异常

5、值的变化形态是一样的，仅在数值上相差一个常数。布格重力异常值的计算包括以下校正内容：    (1)高度校正。高度校正值的计算公式为g.u.式中，φ—测点的地理纬度(˚)，h——测点的海拔高程(m)；h0—总基点的海拔高程(m)，若以大地水准而为校正基准面，则h0=0。    当测区较小，h-h0不太大时，上式可简化为g.u.(2)中间层校正。中间层值的计算公式为g.u.    式中，σ—测点以下，厚度是(h-h0)中间物质层的岩石平均密度，以10³kg/m³为单位。当求取绝对布格重力异常时，规定σ取地壳的平均密度2.67×10³吨/m³，当求相对布格重力异常时，σ应取

6、当地的地表岩石平均密度；h、h0——分别是测点、总基点的高程(m)，求绝对布格异常时h0=0。通常，将高度校正、中间层校正合并，称之为布格校正g.u.    (3)局部地形校正。当测点周围地形起伏不平时，若过测点作一水平面，这时一部分地形高于水平面(多余地形质量)，一部分地形低于水平面(缺少地形质量)。无论是多余的，还是缺少的地形质量，都是使测点处的重力位减小，因而相应的局部地形校正值总是正的。由于地形校正计算工作量较大，本次实验数据又取自平原区，所以不作此项校正。地形校正值一般以△gr表示。    (4)正常场校正。正常场校正一般分为绝对纬度校正及相对纬度校正两种方

7、式:    绝对纬度校正。在求绝对布格重力异常时通常是以测点的x，y坐标计算出测点的经、纬度，然后代入正常重力公式，求出该点的正常重力值。目前地矿系统同意利用赫尔默特(1901-1909)正常重力公式来计算正常重力值γ0g.u.    式中的φ是测点的地理纬度(°)。    为了提高工作效率，常常由计算机进行此项校正的计算，或事先制作出正常重力值表供使用。    相对纬度校正(纬度校正)，当测区范围较小，且求取相对布格重力异常时，是以总基点的正常重力值当作零，每一测点都相对于总基点进行校正，以消除因纬度不同引起的重力变化。其公式为：g.u.    式