【摘要】重力勘探是测量与围岩有密度差异的地质体在其周围引起的重力异常﹐以确定这些地质体存在的空间位置﹑大小和形状﹐从而对工作地区的地质构造和矿产分布情况作出判断的一种地球物理勘探方法。本文主要探讨重力勘探这种勘探方法，重点阐述了重力勘探的工作方法，并且研究了数据整理时出现重力异常的原因和数据处理的方法，对以后的实际工作有所帮助。
【关键词】重力勘探；重力异常；工作方法
重力勘探是地球物理勘探方法之一，是研究地球表面及其周围空间重力变化的物理现象。地表及其周围空间重力变化原因之一是由于地球内部各种岩石密度的不同而引起的，而岩石密度不均匀往往与地下地质构造、矿产分布等地质原因有关。由于某种地质原因或矿产赋存而引起的重力变化称重力异常。
一、重力异常解释
经过各项改正的重力观测值在进行必要的数据处理之后，便得到局部重力异常（剩余重力异常）和区域重力异常。通过对重力异常场特征的分析，研究引起异常的地质原因，这就是重力异常的解释。
1、重力异常的主要地质原因
1）地壳底界面的起伏地壳与上地幔之间存在一个界面称为莫霍洛维奇面（简称莫氏面），其深度是地壳界面深度，也就是地壳原度。地壳原度各地不同，我国大陆平原，一般在20～30Km，高山区为40～60Km，青藏高原达70Km以上，海洋区为10～20Km，这一界面密度差达0.3g/cm3以上，界面以上硅镁层为2.8～3.0 g/cm3，硅铝层为2.6～2.7 g/cm3，界面以下物质密度值为3.3～3.4g/cm3。莫霍面起伏引起地表重力变化特点是异常范围大，幅度变化大。海拔越高，地壳越厚，重力异常就越底，而海洋显示为重力高。
2）结晶基岩引起的重力异常：结晶基岩和上覆沉积岩系之间通常有一个明显的密度界面，密度差为0.1～0.3g/cm3之间。结晶基岩平均密度比沉积岩系大。在沉积岩不厚，结晶基底较浅的地区，重力异常的变化能较好地反映基岩顶面的起伏，它的隆起和凹陷是划分地质构造的主要依据，对找油气和煤盆地有着主要意义。
3）沉积岩的构造和成分的变化：沉积岩系不同时代和不同岩性的地层往往存在着密度差异。明显的密度界面除前面讲过的下古代基底的顶界面之外，还有好几个界面上下存在着密度差别，并且这些界面往往与地质界面相吻合，这是利用重力研究沉积岩层区域和局部构造的依据，这些界面，地震勘探、电法勘探亦有效果。
4）金属矿体和其他地质原因：大多数金属矿床（如铁矿、铜矿、铬铁矿等），特别是致密状的，其密度比围岩大得多，两者相差达0.5～3g/cm3，某些非金属矿，如岩盐、煤等，则其密度比围岩小得多。
二、数据处理
实际工作中所得到的重力异常，往往是各种地质因素叠加所引起，其中还包含有由于各项改正误差所引起的干扰等。使得实际曲线不光滑等。为此，数据处理的目的：
（1）消除各项改正所引起的误差或与探测对象无关的某些近地表密度不均匀体的干扰；
（2）从多种地质因素所引起的叠加重力异常，划分出与重力探测目的有关的重力异常。
重力异常数据处理方法如下：
1、徒手平滑法
这是一种消除因各项改正产生误差的简捷方法。它是有经验的技术人员，根据异常曲线变化规律，在实际重力异常误差范围内进行手工平滑（亦可由计算机按平均要求来完成）。
2、数字解析法
这种方法是利用最小乘法原理对异常曲线圆滑处理。这个方法的实质是：用不同的曲线分段逼近剖面上的实测异常曲线，用不同的曲面分片逼近实测异常值（布格重力异常值）。
1）线性圆滑处理
在一定范围内，异常按线性变化，这里有3点、5点、7点圆滑处理，对每点进行圆滑时，只需把该点作为中心点，两边对称取点（3、5、7„点）计算即可。从结果来看，取点越多，曲线越光滑，异常峰值也降低。这样就基本消除了干扰异常。
2）二次曲线圆滑处理
若重力异常曲线在一定范围内可视为二次曲线时，则在这个范围内，可用二次曲线进行平滑，一般采用相邻五个以上点的异常值作平滑计算。
3、多次线性内插圆滑
这种方法即把原始曲线上两相邻点的中点联接成一条新的曲线，叫做一次内插，在新的曲线上再把相邻点的中点联接起来，即二次内插，以此类推，直到曲线圆滑为止。
三、重力异常解释基本方法和步骤
重力异常的解释是完成重力勘探任务的关键。因此在进行解释之前，必须仔细研究重力勘探的目的任务和开展重力工作的地质和地球物理依据，明确重力异常解释的中心任务。
（1）在重力异常平面图上，等值线的圈闭和弯曲，重力异常等值线轴向的改变，等值线间距的疏密，平行排列等等，都是值得注意的异常现象。
（2）在 重力剖面图上，异常曲线上升或下降的规律、幅值大小、极大或极小值的出现等等。
重力异常的解释，分为定性解释和定量解释。 定性解释是根据重力异常特征和已知的地质和其它地球物理资料，对引起重力异常的地质原因作出判断。 定量解释是在条件允许的情况下（已知因素较多），对有意义的异常进行定量计算，求出地质体的某些产状参数。
定性解释，一般说，幅值和范围小而水平梯度大的异常，反映的是近地表的小异常体（如小型岩体，浮土下的基岩起伏等）；幅值和范围大，水平梯度小的异常，一般多反映 体积较大。而埋藏较深的地质体（如古潜山、区域性背、向斜、沉积基底表面起伏等）；幅值和范围不大的中等异常可能反映具有一定规模而埋藏深度不大的局部地质体。
四、重力勘探的工作方法
1、工作比例尺和测网选择
工作比例尺应根据地质任务、探测对象大小及异常特点来确定。工作比例尺越大，对重力异常的研究程度越高。
1：50万和1：100万比例尺主要适用于重力空白区的调查，其目的是研究深部构造和区域地质构造划分构造单元等。
1：10万～1：20万比例尺主要用于石油和煤田普查，还可用于追索、圈定与围岩有明显密度差异的隐伏岩体或岩层以及断裂带等；研究基底起伏和构造、圈定沉积盆地范围等。
1：50000～1：500多用于构造详查或研究局部构造、岩矿体位置、产状及详细范围等。
2、重力测量的精度
重力测量的精度是检验重力观测质量的重要标志，又是决定技术措施，经济的重要指标。 对精度的要求应保证地质任务的需要，即能反映出探测对象引起的最小异常。
3、基点和基点网
在进行相对重力测量时，必须设立一个总基点，它是起算点。为了与周围拼接或换算绝对重力值，它还用高精度方法与国家重力基本网进行联测。 在进行面积测量时，在测区内还应设立若干个基点。这些基点应均匀分布并与总基点一起构成基点网。
基点网的作用是传递重力值和控制重力仪混合零点位移情况，减少积累误差，提高观测精度。
4、野外观测方法和零点位移校正
进行重力观测时，从基点开始，然后逐个测点观测，最后闭合到原基点或另一基点结束观测。 如果仪器零点位移不是线性及位移值大，则必须缩短时间闭合到基点。一般仪器零点位移两点间最大差值应小于设计要求的观测均方误差ε的1～3倍。将两点间的差值按时间分配到测点上即为零点位移校正。
5、重力仪的试验工作
重力仪野外工作中，除对仪器需要进行测程调节、水泡调节、光线灵敏度调节及格值标定（调节及格值测定方法参阅仪器使用说明书）外，还需要进行混合零点位移试验和仪器一致性试验。
6、重力勘探中的测地工作
在重力勘探中，为了对重力测量结果进行各项改正，确定重力异常位置，必须配合测地工作。 测地工作的任务是：
1）布设测网，确定重力点坐标，以便进行正常重力改正（又称纬度改正）；
2）确定重力测点高程，以便进行高度、中间 改正；
3）地形变化较大地区，还应作地形测量，以便进行地形改正。