重力勘探基本原理
1.重力、重力场强度
在地球附近空间，一切物体都要受到一个被近似拉向地心的力，这个力就是重力。有重力作用的空间，称为重力场。重力场是一种天然静力场。在重力作用下，质量为m的物体受到的重力P为
单位质量所受到的重力被定义为重力场强度，即
可见，重力场强度在数值和量级上都和重力加速度相同，所以重力测量就是研究重力加速度
的变化规律。为了方便起见，习惯上使用重力来代表重力场强度或重力加速度。
在CGS制中，加速度的单位是cm/s2，这个单位在重力勘探中叫做1伽（gal）。较小的单位是毫伽、微伽，1cm/s2=1gal=103mgal=106μgal。在国际单位制（SI）中，重力加速度的单位是m/s2，重力单位（gravityunit）是缩写符号g.u.。1g.u.=10-6m/s2。两种单位的换算关系为：1gal=104g.u.，1mgal=10g.u.。
图9-1 地球重力示意图
根据万有引力定律可得下式：
对于自转的地球，作用于地面上A点的离心力为
式中：ω为地球自转加速度；R为A点到地球自转轴的垂直距离，方向指向外。
因此C的方向是垂直于地球的自转轴并沿着R指向球外。由于在赤道处R最大，两极处R为零，故惯性离心力是从赤道（最大值）向两极（等于零）逐渐减小的。
离心力的大小和地球引力相比是很小的，在赤道处仅为引力的1/288。因此，重力的大小基本上由地球的万有引力F决定，其方向大致指向地心。
地球可以近似看作为一个二轴旋转椭球体。假设其内部物质的密度是均匀的，并以静止海洋面延伸到各大陆之下形成的封闭曲面的形状作为地球的基本形状，这样就可以推导出反映理想地球表面各点重力——正常重力g0的表达式：
式中：gc为地球赤道处的重力值；φ为计算点的地球纬度；β和β1是与地球形状有关的常数。
若以gp表示两极处的重力值，以e表示地球的扁度，则
1979年国际大地测量及地球物理协会提出新的正常的重力公式为
由上述公式可见，要求得到大地水准面上某点的正常重力值，只需将该点的纬度代入式（9-6）即可。对于赤道与两极而言，正常重力值约差5～6伽。
2.重力异常
重力异常是指任一地点经过校正的重力观测值与该点的正常重力值g0的差值。用正常重力公式计算的各点重力值，不等于地球自然表面的实测值。这是由地球表面起伏不平，地球内部物质分布不均匀、密度分布不均匀，以及固体潮等因素的影响造成的。
由地球内部物质成分不同、厚度不同、密度不同等地质因素引起的重力异常，才是我们希望得到的重力异常值。而其余情况则属于干扰因素，必须视不同情况加以修正。
若用g测表示实测重力值，δg校表示各种修正值的总和，g0表示理论计算的正常重力值，那么重力异常为
重力异常反映了地壳内物质的分布情况，使我们能间接了解地壳的内部构造。其中反映区域地质构造的异常称为区域重力异常，反映局部地质体的异常被称为局部重力异常。
3.重力勘探的应用条件
要想获得探测对象的重力异常，应该具备下列应用条件：
（1）探测对象与围岩要有一定的密度差并且埋藏较浅，能引起明显的重力异常，易被重力仪发现，见图9-2。
图9-2 重力异常曲线图
（2）岩体密度不仅上、下层之间有明显的差异（＞0.2g/cm3），而且沿水平方向也要有密度变化，这样才能引起重力异常。
图9-3 球形溶洞
图9-4 球形溶洞重力异常曲线图
（4）干扰性异常越小越好，如地形平坦、表层密度较均匀，则干扰小，易于辨认出有用异常。