布格异常 布格异常是重力异常的一种，指在消除了观测点高度（自由空气校正）和观测点与海平面之间岩石质量（布格校正）的影响后，所得到的重力观测值与理论正常重力值之间的差值。它主要反映地壳内部物质（如沉积盆地、山脉根、岩浆房、密度不同的岩体）的横向不均匀性。 基本概念：重力与重力测量 首先，重力是地球质量产生的万有引力与地球自转产生的离心力的合力。我们在地球表面测得的重力值（g）大约为9.8 m/s²。 但是，地球并非完美的均质球体，地表也起伏不平，因此全球各点的实测重力值并不相同。为了研究地球内部结构，我们需要测量这些微小的重力变化。 重力测量使用非常精密的仪器（如重力仪），能够测出重力加速度十亿分之一（即1 mGal，毫伽）级别的变化。 从观测值到异常值：必要的校正 在A点（高山顶）测得的重力值，不能直接与B点（海平面）测得的重力值进行比较，因为有几个强烈的干扰因素需要先消除： 高度影响（自由空气校正） ：根据万有引力定律，离地球质心越远，重力值越小。仅消除高度影响后得到的差值称为 自由空气异常 。它大致反映了地形的起伏。 中间物质的影响（布格校正） ：这是关键一步。A点和海平面参考面之间并非真空，而是存在着岩石。这些岩石本身也产生引力，会使得A点的观测重力值增大。布格校正就是计算并减去这部分“多余”岩石的引力效应。计算时需要假设一个中间物质的平均密度（通常取地壳平均密度2.67 g/cm³）。 完成这两步校正后，我们就将观测点“想象地”移到了海平面，并且移除了它与海平面之间假设的均质岩石层。 布格异常的定义与物理意义 经过上述 自由空气校正 和 布格校正 后，得到的重力值与理论正常重力值（一个平滑的参考椭球面上的重力值）的差值，就是 布格异常 。 其核心物理意义在于： 它揭示了地壳乃至上地幔中，实际物质密度与校正时所用的平均模型密度之间的差异 。 负布格异常 ：表明该区域地下存在 质量亏损 。即实际物质的密度比我们用来做布格校正的模型密度要小。典型例子包括：巨大的花岗岩岩基（密度较低）、厚层的沉积盆地（密度低于地壳平均密度）、山脉的“山根”（根据 地壳均衡 原理，山脉像冰山一样有深插入地幔的根部，而地壳密度小于地幔密度）。 正布格异常 ：表明该区域地下存在 质量盈余 。即实际物质的密度比模型密度大。典型例子包括：大型金属矿体（如铁矿）、高密度的基性-超基性岩体、大洋地壳（由密度较大的玄武岩组成），以及由于构造运动被抬升的 莫霍面 （地壳与地幔的边界）。 应用实例 矿产资源勘探 ：寻找密度与围岩有显著差异的矿体，如盐丘（低密度，负异常）下的油气构造，或铬铁矿、磁铁矿（高密度，正异常）。 地壳结构与构造研究 ：揭示沉积盆地范围与厚度（大范围平缓负异常），圈定花岗岩体范围，研究造山带深部结构（山脉对应负异常，印证山根存在）。 大地构造划分 ：大陆地壳（平均较厚、密度较低）通常表现为负异常，而大洋地壳（较薄、密度较高）表现为正异常，清晰地勾画出陆洋边界。 总结 ：布格异常是地球物理学中一个基础而强大的工具。它像一个“密度秤”，通过剥离地表地形和浅层物质的干扰，让我们能够“称量”出地下深处物质的密度分布，从而推断地壳结构、地质构造和矿产资源的赋存情况。理解它，是理解重力勘探和地壳均衡理论的钥匙。