重力均衡与质量均衡

均衡理论，无论是艾礼模式，还是普拉特模式，都是建立在平面地壳的基础之上，并不考虑重力随高程的变化；这事实上相当于质量的均衡。如果在球面上考察均衡理论，并且考虑重力随高程的变化，则得到的均衡模型为重力的均衡。定量计算表明，质量均衡和重力均衡之间的差别是不可忽略的。这种差别对研究地壳的应力状态意义重大。     

龙门山均衡重力异常及其对青藏高原东缘山脉地壳隆升的约束

青藏高原东缘处于不均衡状态,自西而东可分为青藏高原弱负均衡重力异常区、龙门山正均衡重力异常区和四川盆地负均衡重力异常区,表明该区的不均衡状态并未导致Airy均衡运动的产生,即龙门山没有均衡下降,而处于不断的隆升状态,显示该地区反均衡运动的构造抬升是导致龙门山隆升的主因。本次采用似三度体重力异常计算方法对该区的正均衡重力异常进行模拟和反],研究了大尺度地貌分异与均衡重力异常分区之间的相互关系,结果表明,龙门山的下地壳顶面抬升了11.2～12.6km,造成了龙门山的正均衡异常,揭示了构造抬升和剥蚀作用在相似的时间尺度上和空间尺度上控制着龙门山地貌的形成,龙门山的表面隆升是构造隆升和剥蚀作用相叠加的产物。     

重力均衡异常与原生金刚石矿

金刚石幔源成因论认为金刚石在岩石圈底部、软流圈顶部生成,金伯利岩或钾镁煌斑岩仅为载体将其带出成矿,重力均衡异常既反映地壳深处构造活动,又反映其活动的近期性,为此,要特别注意沅水流域年轻的含金刚石岩体的查找     

试论湖南地壳地均衡特征

根据地壳均衡原理分析湖南均衡异常特征，全省基本处于地壳均衡状态，但湘西北存在一片失衡区。从地球物理场特征及地质地貌等方面对此特征作了必要的论证。     

攀西地区重力均衡异常的研究

研究表明,康滇地轴及其东部地区属均衡补偿平衡区,西部属强烈上升的异常区。上升的原动力为板块碰撞的构造力与均衡调整力的综合。     

重力均衡异常与湖南原生金刚石矿床预测

已有的研制表明,重力均衡异常既反映了地壳深处（软流层）的构造活动,又反映其活动的近期性。因此,在湖南原生金刚石矿床的预测时空域中,应注意沅水流域年青金刚石载体的勘查。     

华南陆块均衡重力状态及其地质意义

重力均衡是一普遍的地球物理现象,可为区域深部构造、岩石圈形变、地壳结构以及应力场状态研究提供参考信息,是研究地壳内部结构和划分大地构造单元的重要方法之一。华南陆块是欧亚板块重要组成部分,也是我国矿产资源“大粮仓”,虽然对华南陆块的研究已持续近百年,但在构造、成矿等诸多地质问题上仍存在较大争议。为了解华南陆块均衡程度及其对构造、成矿的影响,本文尝试从均衡重力异常和均衡深度异常两个方面来探索。首先利用卫星布格重力计算得到了均衡剩余重力异常,然后利用高程和壳幔密度差计算了均衡深度异常。结果表明华南陆块大部分区域地壳处于均衡状态,相对正均衡异常主要位于东部沿海地区和武陵山一带,相对负均衡异常反映了秦岭—大别造山带、江南造山带及华南陆块西缘造山活动。地震多沿正、负均衡深度异常的转换带或梯度带发生,认为这些地带通常为深部构造转换部位,应当成为地震活动研究关注的重点区域。均衡剩余重力异常也间接约束了不同类型金属矿床分布,正均衡剩余重力异常区多分布地幔来源金属矿床,而负均衡异常区则多产出壳源相关金属矿床。     

喜马拉雅中东部镜像均衡重力异常的形成研究

青藏高原南缘处于重力不均衡状态,由北向南可依次分为高原近重力均衡区、喜马拉雅山正均衡异常区和山前盆地负均衡异常区,正、负异常呈现壮观的镜像分布。本文选取喜马拉雅中东部的均衡重力异常数据,结合地貌高程、地壳厚度、降雨量、冰川及山前沉积等的分布状况,探讨地貌分异与均衡重力异常分布的相互关系。由上述资料获得3条跨越喜马拉雅山的综合剖面,结果显示喜马拉雅中东部正均衡重力异常的分布与冰川、河流等代表的地表剥蚀作用存在明显的空间耦合关系,而与降雨量无直接联系,山前盆地负均衡重力异常与沉积厚度的分布也存在很好的耦合。利用数值模型计算得到了喜马拉雅地区的均衡调整时间域在1 Ma左右的时间尺度内。通过与地貌响应时间域相对比,以及对地表剥蚀厚度的估计,认为山脉地区的正均衡异常主要由地壳厚度补偿不足引起(侧重Airy假说),而山前盆地的负均衡异常主要由低密度沉积层的分布引起(侧重Pratt假说),由于地貌响应时间快于均衡调整时间,在大约5～2 Ma以来,地壳的均衡调整始终延迟于山脉的持续剥蚀和山前的持续沉积,使得岩石圈朝着"反均衡"方向演变,最终形成了喜马拉雅现今壮观的镜像均衡重力异常分布。     

重力异常与青藏高原地壳构造

1987年在青海格尔木—西藏亚东地区开展了1:50万重力路线扑点工作。在总长度1620km内,布设201个测站。利用上述资料计算了研究区的莫霍面深度及均衡异常(普拉特模式),分析了地壳与上地幔内的均衡信息。利用布格异常形态与测点高程的相关统计,在工区内划分了9个地体及13条较大的断裂。     

冰川均衡调整重力与径向位移近似关系的不确定性

根据不同地幔粘滞度的冰川均衡调整(glacial isostatic adjustment, GIA)模型, 研究了地球内部各个圈层对GIA粘性重力扰动速率的贡献, 检验了粘性重力扰动速率与径向位移速率的近似关系及其是否独立于地幔粘滞度, 同时利用绝对重力和GPS(global positioning system)径向位移数据从实测角度对Wahr的近似关系进行比较和验证.结果表明: 岩石圈对GIA重力扰动速率和大地水准面异常速率的贡献都超过了86%, 而岩石圈以下5个圈层的总贡献不大于14%;利用近似关系, 由重力信号转换的径向位移速率与有限元模拟的结果相对差异大约为15%, 且相对差异的大小不依赖于地幔粘滞度的变化; 根据北美绝对重力和GPS径向位移数据得到实测的粘性重力-径向位移比值为0.141±0.014 μGal/mm, 与Wahr的理论值(0.154 μGal/mm)非常接近, 相对差异仅为9.2%.因此, 定量给出了粘性重力-径向位移近似关系的不确定性为9.2%~15.0%, 为利用此近似关系分离GIA和现今地表质量变化粘弹信号的不确定性估计提供了重要参考.      

华北板块与华南板块布格重力异常与地壳厚度的相关性研究

华北板块的重力异常和地质构造特征与华南板块又有明显的差异,我们分别对其布格重力异常与地壳厚度的关系进行了统计分析.发现两者的相关系数、回归系数、以及由此推算出的壳幔密度差都有较大的差别。这些差别反映了华北与华南在地壳和上地幔结构上的不同,并与华北、华南两大板块不同的构造经历相联系。     

喜马拉雅山的地壳堆砌和岩石圈挠曲—重力资料分析

喜山地区一些垂直地层走向的重力剖面表明,该区布格异常自南向北逐渐减减外,最北端的异常值为-500毫伽。不少学者研究了该陆-陆碰撞山链的布格异常与抬升、地壳厚度、俯冲作用,碰撞构造之间的关系,但重力异常的多解性妨碍了建立起正确模式。一般说来,建立模式时有两种做法,一种基于地壳均衡模式(Quresh,1986),另一种(Duray等,1987)是用岩石圈中地壳的负荷增加和挠曲来解释较大的负异常。根据岩石圈挠曲理论,考虑到喜山负荷和Hanga盆地的沉积物,我们对Chandigarh至Leh剖面做了布格异常的模式计算,证明山势负荷足以解释布格异常连续降低的趋势。在该剖面上,按Airy-Heiskanen模式估测的地壳厚度与负荷引起岩石圈弯曲得到的厚度相一致。但是,整个喜山地区的Airy-Heiskanen均衡异常剖面上可见到宽广的重力高     

满—绥剖面重力数据处理及地壳结构的研究

根据满洲里－绥芬河高精度实测的重力异常及其数据处理的结果，并结合地震资料，通过正演模拟后建立了剖面地壳分层结构的模式；同时对剖面内莫氏面的形态及有关断裂进行了推断。     

重力式挡土墙质量检测与安全评估方法

重力式挡土墙以其构造简单,取材方便,工程造价经济等诸多优点被广泛应用于建筑、交通等领域,而如何鉴定挡土墙的综合质量是挡土墙检测的主要问题。通过参考大量的工程实例和工程经验,针对挡土墙检测过程中提出了一套合理的、科学的检测步骤和检测方法,并结合挡土墙的稳定性验算和安全验算,对检测数据进行系统的分类和评估,最后得到了一套针对挡土墙综合质量的安全评估标准,将挡土墙的综合质量进行评级,以便科学地指导工程加固。     

重力和构造力在地壳中的作用

本文对于“上覆岩石重力数值等同于静水压力数值”的认识提出了新的看法，地壳中应力场Ｔ可以看成是一个静水压力Ｐ和一个差应力σ的复合、则静水压力Ｐ是由重力附加静水压力ＰＲ和构造力附加静水压力ＰＳ两者叠合而成，而不仅仅是来自上覆岩石的总重量，有限元模型计算表明，在同样外力条件下，从挤压变形带，剪切变形带到引张变形带中的各带构造附加静水压力值呈降低变化，即ＰＣ〉ＰＺｈ〉Ｐｔ，因而构造附加静水压力得造成局部静     

169km以远地壳质量的重力校正值高精度计算及其数值特征

以前国内重力勘探教科书中,关于2.0 km以远地壳质量重力校正值的计算仅限于2.0~166.7 km圆形环带以内,并且采用的是直角坐标系内成立的计算公式。近年,中国地质调查局推出直角坐标系公式和球坐标系公式一起应用的重力校正值计算程序,但校正值计算涉及范围仍然局限于2.0~166.7 km圆形环带内。笔者曾推导出球壳型六面体重力场△g(zi)公式和其他与重力校正计算相关的公式,现用这些公式开展纯球坐标系内地壳质量的重力校正值高精度计算及其数值特征研究。取得的成果是:1全球陆地和海洋表面、尺度约40 km正方形网格上,169km以远地壳全部质量重力校正值计算;2中国陆地2'×2'网格上,169 km以远地壳全部质量重力校正值计算;3西藏雅江大转弯3°×2°小区地表、尺度约0.556 km正方形网格上,169 km以远地壳全部质量重力校正值计算。通过对上述全球和局部地区169 km以远地壳质量的重力校正值分布特征分析,得到如下结论:1全球重力校正值的最大值、最小值和平均值分别为106.990×10-5m/s2(87.877°E,32.271°N),-41.146×10-5m/s2(166.122°E,28.327°N)和-16.439×10-5m/s2,其数值分布特征与全球高程/海深分布特征基本一致。2在局部地区,169~1 272 km大环带的地壳质量的陆地地形校正值分布特征与该区高程分布特征基本一致。这说明,在地形高程差异大的地区,重力校正值中存在与地形高程正相关的高频成分,与以前众多专家的认识大不相同。实际上,该高频成分是由计算区本身相邻计算点之间存在较大的高程差值引起的。3无论局部地区及其周围陆高或海深变化多么大,1 272 km以远地壳质量的重力校正值均近似为数值很小的常数,可以不计算。4当局部地区及其周围高程或海深变化均很平缓时,169 km以远地壳全部质量的重力校正值也近似为常数,也可以不计算。此成果对于完善地壳质量重力校正值高精度计算有重要意义。