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。

High precision computation and numerical value characteristics of gravity emendation values arising from mass of the Earth's crust at the distance over 169 km from the observation point