重力勘探(1-2).ppt

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1、重力勘探地球物理与空间信息学院课程内容前言第一章地球重力场第二章重力异常第三章重力测量仪器第四章重力测量及观测资料整理第五章岩石密度第六章重力异常正演与反演问题第七章重力异常资料处理第八章重力异常地质解释与应用前言前言“重力”这一自然力是决定宇宙的形成与发展重要因素。前言牛顿伽利略太阳系及地球的形成一切皆有万有引力（gravitationalforce）的作用1324太阳系及地球的形成一切皆有万有引力（gravitationalforce）的作用原始地球形成后，由于地球内部物质的重力分异，逐步形

2、成了圈层结构太阳系及地球的形成一切皆有万有引力（gravitationalforce）的作用原始地球形成后，地球内部的重力分异，逐步形成了圈层结构Lithosphere太阳系及地球的形成一切皆有万有引力（gravitationalforce）的作用原始地球形成后，地球内部的重力分异过程形成地球内部层圈结构因岩石圈的不均匀，以及上地幔持续的热对流活动，形成复杂的构造前言地球重力学研究重力随空间、时间的变化及变化的规律，并将重力数据用于大地测量、研究地球内部构造和地球动力学、资源勘探、工程建设、灾害

3、预防等方面的基础性科学和应用基础性科学。前言在基础理论方面，重力学的研究内容包括地球重力场的空间分布特征与规律，重力场变化所反映的物质质量分布、密度分布的状态、性质、特征与规律，以及重力场因天体运动和地球内部物质运动引起的周期性变化规律与非周期变化的性质、机理。在应用方面，重力学的研究内容主要为重力测量技术和观测数据解译技术以及相关的理论，即“重力勘探”。重力勘探的发展，不仅与重力学理论的发展有关，而且与仪器科学和信息科学技术的发展有关。前言人类对于重力现象的认识过程经历了几次大飞跃。古希腊的伟

4、大学者亚里士多德(Aristokel，公元前384～公元前322年)曾提出：运动物体的下落时间与其重量成比例。直到16世纪才被伽利略(G．Galileo，1564～1642年)所否定。他从大量的实验中总结出：物体坠落的路径与它经历的时间的平方成正比，而与物体自身的重量无关。这是人类第一次对重力现象有了科学的认识。前言1672年，里舍(J．Richer，1630-1690年)在利用摆钟从巴黎到南美洲赤道附近卡宴（Cayenne）进行天文观测时发现重力加速度在各地并非恒值，这一消息被牛顿和惠更斯(C

5、.Huygens)得知后，两人不谋而合地指出：这种现象与他们认为地球是旋转的扁球体的推论相符。从而在理论上阐明了地球重力场变化的基本规律。前言牛顿(IsaacNewton，1642～1727年)提出的万有引力定律。万有引力定律是解释重力场的最基础理论，是人类认识重力的最重要的里程碑。万有引力定律的建立经历了一个过程。开普勒（J.Kepler）提出了行星运动三大定律，发表后，很多科学家都在研究行星为什么要沿开普勒轨道运行。英国科学家胡克（Hooke，1635～1703）、哈雷（Halley，165

6、6～1742）、雷恩（Wren，1632～1723）等人，都按照圆形轨道由开普勒第三定律和惠更斯的向心力公式推导出太阳与行星之间存在的吸引力，是一种和距离平方成反比的力，但这种力为什么会形成椭圆轨道？他们没有能够从理论上得到证明。彻底解决这个问题的人是牛顿，他从研究月球绕地球运动入手，运用自己的力学和微积分成就，从理论上证明了引力跟距离的平方成反比。万有引力定律揭示了天体运动的规律。前言1735-1745年，法国科学家布格（PierreBouguer）在秘鲁安第斯山脉附近测量子午线曲率期间，发现

7、安第斯山的物质不能抵消巨大的垂向偏差（重力变化），几年后，R.J.Boscovitch由此推测安第斯山底下可能有低密度物质存在。1854年，英国人普拉特（J.H.Pratt)在尼泊尔喜玛拉雅山附近进行大地测量时也发现了这一现象，喜玛拉雅山的物质不能抵消巨大的垂向偏差（重力变化），由此推测喜玛拉雅山底下有巨大的低密度物质存在。从此，人们开始注意到地下物质密度不均匀体引起的重力变化。前言重力勘探大约起始于20世纪初，匈牙利物理学家艾特维斯（R.vonEötvös）（厄缶）发明了测量重力变化率的扭秤，

8、用它在捷克、德国、埃及和美国的油田勘探中寻找盐丘等储油构造获得了成功。由于重力异常的量值仅占重力全值中的极小比例，因而轻便、实用的相对测量重力仪在二十世纪40年代出现后，得到了广泛的应用和发展。随着现代科技水平、材料科学，测试技术的发展，精度更高的重力仪正在逐步问世，使得重力勘探技术得以广泛发展和应用。第一章地球重力场第一章地球重力场1.1地球重力场1.2地球重力场的解析表达式1.3地球重力位及其高阶导数1.4大地水准面与地球形状1.5几个相关的概念(1)重力与重力场的构成地球重力由两部分组成，