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第一章 地球重力场1

第一节 重力和重力加速度1

一、重力1

二、重力加速度2

三、重力的数学表达式2

第二节 重力场4

一、物理场、引力场、重力场的概念4

二、引力场5

三、引力位和重力位11

第三节 地球的形状23

习题25

第二章 重力异常26

第一节 重力的变化26

第二节 正常重力公式26

第三节 重力异常的意义27

一、重力异常概念27

二、重力异常与剩余质量引力的关系28

三、计算重力异常的基本公式29

第四节 自由空气重力异常及布格重力异常30

习题31

第三章 重力测量仪器32

第一节 绝对重力测量仪器32

一、自由下落法绝对重力仪32

二、上抛法绝对重力仪34

三、国产绝对重力仪34

第二节 相对重力测量仪器35

一、总论35

二、地面重力测量仪器38

三、海洋、航空及井中重力仪46

习题52

第四章 重力测量53

第一节 重力测量的地质任务与技术设计53

一、重力测量的地质任务53

二、重力测量的技术设计54

第二节 仪器的检查与标定56

一、重力仪的静态试验56

二、重力仪的动态试验57

三、重力仪的一致性试验57

四、重力仪格值的标定57

第三节 基点网的布置与观测58

一、基点网的作用58

二、基点网的布置58

三、基点网上的观测方法59

四、基点联测59

第四节 普通点、检查点的布置与观测59

一、普通点的布置与观测59

二、检查点的布置与观测60

三、补充观测60

四、高精度重磁测量60

第五节 测地工作60

第六节 海洋重力测量61

一、概述61

二、海洋重力测量受到的干扰61

三、海洋重力观测值的校正62

第七节 航空重力测量63

一、航空重力测量的优越性及应用63

二、美国航空重力测量63

三、航空重力测量的校正问题65

四、我国的航空重力测量66

第八节 地下重力测量66

一、概述66

二、井中重力测量67

三、井中重力测量的应用68

第九节 重力梯度测量68

一、重力梯度测量的优越性68

二、扭秤在早期石油勘探中的作用69

三、重力梯度计算值的应用69

四、应用重力仪测量重力垂直梯度值70

五、新型的美国海军重力梯度仪71

六、重力梯度仪测量数据的应用71

第十节 卫星重力测量71

一、地球重力场模型72

二、卫星重力测量技术74

三、卫星重力测量在我国地球科学中的应用77

习题78

第五章 重力资料整理、重力异常的获得及均衡重力异常79

第一节 观测资料的初步整理及质量评定79

一、普通点观测资料的初步整理及质量评定79

二、基点网观测资料的初步整理及联测精度80

第二节 重力基点网平差81

一、闭合差81

二、条件平差81

第三节 重力异常值的计算83

一、地形校正83

二、中间层校正86

三、自由空气（高度）校正和布格校正87

四、正常场（纬度）校正89

第四节 重力异常的地质-地球物理含义90

一、自由空气重力异常91

二、布格重力异常91

第五节 异常的图示92

一、异常平面图92

二、异常剖面图93

三、异常平剖图93

第六节 均衡及均衡重力异常93

一、均衡的发现93

二、均衡的原理94

三、均衡假说94

四、均衡校正96

五、均衡重力异常96

六、根据重力测量的试验均衡98

七、均衡和地壳构造98

习题100

第六章 岩（矿）石的密度102

第一节 决定岩（矿）石密度的主要因素102

一、火成岩的密度102

二、沉积岩的密度103

三、变质岩的密度104

第二节 岩（矿）石标本密度的测定105

一、对岩、矿石标本采集的要求105

二、标本密度测定方法105

三、密度测定结果的整理108

第三节 地层平均密度的估计109

一、重力试验剖面估计中间层密度109

二、最小二乘法估计地层密度109

三、利用竖井中重力测量结果计算地层平均密度111

四、不同地层密度的表示112

习题112

第七章 重力异常正问题114

第一节 简单规则几何模型体重力异常的计算115

一、简单规则几何模型体的重力异常115

二、简单几何模型体的简化126

三、简化条件的讨论129

第二节 不规则复杂模型体重力异常的计算131

一、横截面形状不规则二度体异常的计算131

二、不规则形状三度体异常的计算133

第三节 密度分界面重力异常的计算138

一、单一密度分界面重力异常的计算138

二、多个密度分界面重力异常的计算141

习题143

第八章 重力异常反问题145

第一节 计算地质模型体的几何及物性参数147

一、直接法147

二、特征点法150

三、选择法158

四、人机交互式反演方法162

第二节 计算密度分界面的深度162

一、线性回归法162

二、压缩质面法163

三、迭代法反演165

四、频率域反演方法167

第三节 计算地层密度的分布168

第四节 多解性问题169

一、多解性的表现170

二、引起多解性的原因171

三、限制多解性的方法172

第五节 重力归一化总梯度法173

一、方法原理174

二、重力归一化总梯度的计算176

三、理论模型研究177

四、方法的应用范围182

第六节 统计分析方法在重力资料解释中的应用182

一、利用布格异常与莫霍面深度的相关性计算莫霍面深度183

二、重力异常与地表高程的相关性183

三、追踪断裂构造的相关滤波184

第七节 地层视密度的计算185

第八节 异常特征量的统计分析与图像识别186

第九节 重力解释中的几个概念187

一、重力场及重力效应187

二、对数位188

习题188

第九章 重力异常的分离189

第一节 引起重力异常的主要地质因素189

一、地球深部的因素189

二、结晶基岩内部的密度变化192

三、结晶基底顶面的起伏193

四、沉积岩的构造和成分变化193

五、其他密度不均匀因素193

第二节 叠加重力异常194

一、重力异常的叠加194

二、区域异常和局部异常195

第三节 重力异常的平滑196

一、剖面异常的平滑法196

二、平面异常的平滑法198

第四节 图解法200

第五节 平均场法202

一、偏差值法202

二、圆周法（多边形法）203

三、网格法204

第六节 高次导数法204

一、诺伊曼无限平面外部问题的解205

二、重力高次导数Vxz，Vzz，Vzzz的计算及其作用206

第七节 解析延拓法214

一、一维异常的向上延拓214

二、一维异常的向下延拓215

三、二维异常的向上延拓216

四、二维异常的向下延拓217

第八节 频率域滤波法220

一、空间域和频率域220

二、傅里叶（傅氏）变换和褶积定理221

三、频率域变换滤波223

四、频率域中异常的分离225

第九节 趋势分析法（最小二乘多项式拟合法）226

一、趋势分析法的原理226

二、趋势分析法的应用条件及存在问题227

三、虚假异常的消除228

四、最佳拟合多项式次数的估计229

第十节 调和分析230

一、重力异常的调和级数展开式230

二、重力异常转换的基本公式231

三、重力异常转换的计算步骤232

四、傅里叶系数的计算方法232

五、根据起伏地形异常换算水平面上的异常233

六、高频干扰的消除233

习题234

第十章 重力异常的地质解释及重力资料的应用235

第一节 地质解释概述235

第二节 异常的识别236

一、异常特征的描述236

二、典型局部重力异常的可能解释236

三、断裂构造在平面等值线图上的识别237

第三节 地球深部构造及地壳结构研究238

一、卫星重力异常在地球深部构造研究中的应用238

二、地壳深部构造的研究240

第四节 划分大地构造单元243

一、地槽区重力异常特征243

二、地台区重力异常特征244

第五节 石油及天然气勘探245

一、区域地质构造的研究及油气远景区的预测245

二、寻找古潜山和封闭构造246

三、探测油气藏246

第六节 盐矿探测248

第七节 金属矿勘探250

一、玲珑花岗岩体的重力研究250

二、吉林某地含铜硫铁矿的重力勘探251

第八节 水文地质调查255

第九节 工程勘察256

结束语——重力勘探法的发展趋势258

附录1重力勘探国际单位制（SI）与CGS单位制对照表260

附录2正在使用的重力仪器261

附录3正在研制的重力仪器265

参考文献267