尽管目前全球重力测量覆盖程度很不平衡,但从已有的测量结果看,重力异常的空间展布对应于岩石圈不同的构造单元还是呈现出各自的特征。
大陆克拉通(地盾、地台)△gB一般为-10~-15mGal,异常宽度可达数百千米,所反映的主要是地壳和上地幔的不均匀性。以此异常为背景,所出现的条带状布格异常则主要是近地表不同岩石类型和断裂带的反映。造山带的△gB通常为-200~-300mGal,所反映的是厚地壳和高温度、低密度上地幔的存在。大陆裂谷的布格异常有两种类型,一类以显著的负布格异常为特征,幅度约为-50mGal,如东非裂谷、贝加尔裂谷及北美盆岭裂谷带等;另一类是在负布格异常背景上于裂谷轴部有一个幅度达+80~+100mGal的正布格异常,如红海、亚丁湾和埃塞俄比亚及肯尼亚裂谷等。引起负异常的原因是,填充在裂谷内巨厚的低密度松散层、减薄的下地壳及异常上地幔的存在。负异常背景上的正异常峰值则是异常地幔密度值高于地壳并向上穿入地壳的结果。大洋中脊△gF为+20~+40mGal,整个世界洋中脊平均值为+15~+20mGal,一般来说,△gF直接反映了地形上的差异,△gB为+200~+250mGal(图2.9),△gi近于零。大洋盆地,△gF和△gi相当平静,异常值近于零,但△gB为+250~+400mGal的高值,这一高值的分布规律是越近中脊轴部越低,此与中脊的水深有关。例如,22°N(N代表北纬)的大西洋中脊,水深为3500~4000m,中脊轴部△gB为200mGal;至30°N,水深度为1800~1900m,△gB为180mGal;至雷克雅内斯洋脊(海岭),水深为800m左右,△gB为120mGal;及至冰岛轴向地堑,则△gB递减为20~30mGal。中脊轴部的△gB低值,说明其下必定存在低密度层,即异常地幔。这种质量亏损必定依靠正向地形的多余质量来补偿,否则将无法保持地壳的重力均衡。大洋盆地的△gi,如大西洋也只有几十毫伽的正异常。海底高原有微弱的正自由空间异常,布格异常也较洋盆区为低。火山岛屿,△gF为+100~+200mGal,夏威夷群岛的瓦胡岛△gF高达700mGal,表明那里的地壳很不均衡。岛弧—海沟系,△gF,△gB和△gi变化剧烈,如从日本岛弧到太平洋洋盆(主动大陆边缘),△gB从-28mGal剧增到+450mGal,而△gF则由+140mGal至海沟处降至-310mGal。在被动大陆边缘,由大陆向大洋过渡,△gF由正(+50~+70mGal)到负(-50~-100mGal),△gB则由弱到强,并以密集的重力梯级带出现。海沟一般都对应着一条-200~-240mGal的负自由空间异常(图2.10)和负均衡异常(△gi为-90~-200mGal)带。巨大的负异常带和质量亏损,意味着海沟受到巨大的浮力作用,按理这种浮力会使海沟变成很高的正地形,然而它实际上是一个很深的负地形,这说明海沟之下必定有动力过程来维持,这就是强大的向下拉力的作用,即大洋岩石圈板块沿海沟向下的俯冲作用。
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① 伽(Gal)是重力单位,单位符号为cm/s2,1cm/s2即1Gal,1Gal=103mGal(毫伽)=106μGal(微伽)
② 零点漂移校正即消除重力仪零点位移(重力仪归零后所出现的读数差)的校正。
③ 在海洋船上进行重力测量时,由于仪器相对于地球表面在运动,当船向东航行时,船速增大了作用在重力仪上的地球自转向心加速度,而向西航行时则相反,也就是说重力加速度发生了变化,所以,需要做相对速度改正,这一改正即为厄特渥斯改正。