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摘要 ：重力异常场是一种非常重要的地球物理现象， 其在矿产勘探中的应用越来越广泛。本文探讨了金属矿区 重力异常场与区域构造的关系， 并分析了区域构造对重力 异常场的影响和金属矿床成矿作用的控制机制。通过对现 有研究进展的梳理和分析， 本文总结了金属矿区重力异常 场形成机制和特征以及重力异常场数据的获取和处理方 法。同时，本文详细介绍了区域构造的概念和基本特征， 并探讨了区域构造对重力异常场的影响机制和规律以及 对金属矿床成矿作用的控制机制。最后，本文分析了金属 矿区重力异常场与区域构造的相互关系， 探讨了重力异常 场在识别区域构造演化和矿床成矿作用中的应用以及区 域构造对重力异常场异常性质的解释和预测。
1 绪论
1.1 研究背景和意义
金属矿床是重要的矿产资源，其发现和开采对于推动 国民经济的发展具有重要的意义。然而，金属矿床的分布 受到多种因素的影响， 其中地质构造是最主要的控制因素 之一。重力异常场是反映地下密度分布的一种物理场，其 变化与地质构造密切相关。因此，通过对金属矿区重力异 常场与区域构造的关系进行研究， 可以揭示金属矿床的成 因、分布规律和预测成矿远景，对于指导金属矿床的勘查 和开发具有重要的意义。
1.2 研究现状和进展
早在上世纪 70 年代，国内外学者就开始研究重力异 常场与地质构造之间的关系， 但当时的研究主要集中在理 论模型和实验室模拟方面。随着测量技术和数据处理方法 的不断发展，近年来，国内外学者对金属矿区重力异常场 与区域构造之间的关系进行了深入的研究， 并取得了一系 列重要成果。通过对区域构造特征的分析，解释了金属矿 床形成的机制和规律等。
2 金属矿区重力异常场及其特征
2.1 重力异常场的概念和基本原理
重力异常场是指地球表面某一点处的重力加速度与 标准重力加速度(9.8m/s2)的差值。重力加速度是一个物体在重力场中受到的加速度，由于地球的形状不规则，密 度分布不均匀等原因， 地球表面不同位置的重力加速度会 有所不同， 因此会产生重力异常场。
重力异常场可以用mGal(10-5m/s2)作为单位进行表 示，通常在矿产勘探、地质勘探、地球物理勘探、地球科 学等领域中广泛应用。在矿产勘探中，重力异常场可以提 供关于矿床和岩石密度分布的信息， 进而推断矿床的位置 和类型。在地质勘探和地球物理勘探中，重力异常场可以 帮助识别不同的岩石类型和构造特征， 推断地下结构和地 形等信息。
重力异常场的基本原理是根据万有引力定律，利用重 力仪器测量物体所受重力的大小， 从而推断地下物质密度 的分布情况。根据万有引力定律，两个物体之间的引力与 它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。因 此，如果一个重力仪器被放置在地球表面上，它会受到地 球的引力作用，从而产生一个重力加速度。如果地下物质 的密度分布均匀， 那么重力加速度也会均匀分布 ;如果地 下物质的密度分布不均匀， 那么重力加速度也会出现相应 的变化。通过测量不同位置处的重力加速度，就可以推断 地下物质密度的分布情况。
2.2 金属矿区重力异常场的形成机制和特征
金属矿区重力异常场的形成机制与地下物质密度分 布有关， 主要包括以下几种情况。
(1)矿体密度高于周围岩石的密度。
(2)岩石的密度随深度变化而发生改变。
(3)地下构造对物质密度分布的影响。
在金属矿区，通常会出现重力异常场的明显变化，主 要表现为。
(1)矿体区域的重力异常场异常值较大，其形态通常 呈现出圆形或椭圆形。
(2)矿体周围岩石区域的重力异常场异常值较小，呈 现出圆形或椭圆形的“负异常”。
(3)金属矿区与周围地区重力异常场的界限较为清 晰，可形成较明显的重力异常带。
此外， 金属矿区重力异常场还具有以下特征 ：
(1)重力异常场具有明显的空间变化规律，其异常强 度和分布情况通常与矿床类型、深度、规模等相关。
(2)重力异常场的空间分辨率较高，可以反映地下岩石的密度分布情况， 有助于揭示金属矿床的空间分布和形 态特征。
(3)重力异常场还可以与其他地球物理场进行综合解 释，如地磁场、电磁场等，有助于提高金属矿床勘探的效 率和准确性。
2.3 重力异常场数据的获取和处理方法
获取金属矿区重力异常场数据的主要手段是通过重 力测量。其中地面重力测量是一种常见的方法，它利用重 力仪器在地表进行直接测量。地面重力测量可以通过钻 孔、井口等方式获取下部岩石中的重力数据，也可以在地 表设置重力点进行测量。对于金属矿区，由于地表环境 复杂、地形起伏较大，因此通常需要对测量点进行精确布 设，以确保测量结果的准确性。另一种获取重力异常场数 据的方法是采用航空 / 卫星重力测量。这种方法利用重力 仪器在飞行中进行测量，通常配备全球定位系统、惯性导 航等设备， 以确定测量点的位置和运动状态。
在重力异常场数据处理方面，通常采用二阶微分方 法。这种方法将原始数据进行滤波、去除漂移等处理，以 获得重力异常场的真实分布情况。在滤波处理中，常用的 方法包括带通滤波、带阻滤波等，以剔除掉噪声和高频干 扰。去除漂移处理是为了消除测量仪器本身的系统误差和 环境干扰等因素对数据造成的影响， 常用的方法包括平滑 拟合法、均值滤波法等。
3 区域构造特征及其对重力异常场的影响
3.1 区域构造的概念和基本特征
区域构造是指地壳中的大规模构造形态，包括地壳构 造、岩浆活动、地震等地质现象。这些构造对于金属矿床 的形成和分布具有重要的控制作用， 因为它们可以影响矿 床的地质背景、成矿流体的来源和运移等。区域构造的基 本特征包括。
(1)地形地貌的差异性。由于区域构造对地壳的影响， 不同区域的地形地貌会表现出明显的差异性。例如，在隆 起带、断裂带等地区，地形地貌常常呈现出复杂多样的形 态，而在稳定地区则通常较为平坦。
(2)地层的不整合性。区域构造的运动会导致地层的 抬升、下降、倾斜等变形， 形成不同地层之间的不整合面。 这些不整合面通常是矿床形成的重要场所， 因为它们可以 作为矿床的富集和保存地点。
(3)断层和褶皱的发育程度。区域构造的运动也会导 致断层和褶皱的发育。断层是指地壳中形成的断裂带，通 常会形成一系列平行于断层面的岩石块体， 而褶皱则是指 地层中因挤压而形成的波状变形。断层和褶皱的发育程度不仅反映了区域构造的活动程度， 也对于矿床的形成和分 布具有重要影响。
3.2 区域构造对重力异常场的影响机制和规律
金属矿区的重力异常场受到区域构造的影响比较明 显。金属矿床的形成与地壳构造密切相关，因此矿区周围 的地质构造对矿床的分布和形态有着重要的控制作用。区 域构造对金属矿区重力异常场的影响主要表现在以下几 个方面。
(1)在金属矿床附近，区域构造常常会出现明显的重 力异常带。这些异常带通常与矿床的分布和形态有关，可 以用于矿床的勘探和预测。例如，在铜矿床附近，常常会 出现沿构造带方向延伸的重力异常带， 这是由于矿体与周 围岩石的密度差异所引起。
(2)断层和褶皱带的出现通常会导致金属矿区重力异 常场的旋转和扭曲。在这些构造带附近，重力异常场常常 表现出复杂的空间变化特征， 这对于矿床的勘探和预测带 来了一定的困难。
(3)金属矿区周围的构造活动通常会导致局部性的重 力异常场异常值变化。例如，在震动活跃区域，重力异常 场的异常值可能会发生剧烈变化， 这对于矿床的勘探和预 测也带来了一定的挑战。
(4)区域构造对金属矿床周围地质体密度分布的改变 也会对重力异常场产生影响。例如，矿床周围的火山岩、 沉积岩等岩石密度与矿体的差异， 会在重力场中表现出不 同的异常特征。
(5)金属矿床周围的地下水运动也会对重力异常场产 生影响。地下水的存在会影响周围地质体的密度分布，从 而影响重力场的分布特征。因此，在矿床勘探和预测中需 要考虑地下水的影响因素。
3.3 区域构造对金属矿床成矿作用的控制机制
区域构造是金属矿床成矿作用的重要控制因素，主要 体现在以下几个方面。
(1)提供了物质输运的通道和场所，为金属矿床的成 矿提供了物质来源。区域构造的运动可以形成裂隙、断层 等构造，使得地下流体的渗透、漂移和聚集得以实现，这 些流体携带了金属元素和其他矿物质， 为金属矿床的成矿 提供了物质来源。
(2)改变了地层的物理化学环境，如改变了温度、压力、 流体化学成分等，从而影响了金属矿床成矿作用的过程。 区域构造的运动会导致地壳的抬升、下沉、挤压等变形， 这 些变形会引起地层的破裂和变形，形成了物理化学条件的 变化。例如， 断层的形成和活动会引起温度、压力的变化和 岩石的破碎， 从而使得金属矿床的成矿作用得以实现。
(3)形成了矿源岩体，为金属矿床成矿提供了空间基 础。区域构造的运动会导致地层的抬升、下沉、挤压等变 形，这些变形往往会导致地壳深部物质的上升或下降，从 而形成了各种类型的岩浆岩、变质岩等矿源岩体。这些矿 源岩体是金属矿床形成的重要条件， 因为它们提供了金属 元素的来源和储存空间。
(4)影响了矿床的分布和形态以及成矿作用的类型和 规模。区域构造的性质和运动状态会直接影响金属矿床的 分布和形态，例如构造带的分布、断层的长度和活动程度 等都会影响矿床的形态。同时，区域构造还会影响成矿作 用的类型和规模， 如断层对成矿流体的渗透和聚集具有明 显的控制作用。
(5)为金属矿床的富集提供了条件。区域构造的运动 会导致矿物质的富集和分布， 例如构造带的形成和断层的 活动会导致矿物质的聚集和富集。同时，区域构造的活动 还可以改变地下流体的流动速度和方向， 从而影响矿物质 的迁移和富集。
4 金属矿区重力异常场与区域构造的相互关系
4.1 金属矿区重力异常场与区域构造的相关性分析金属矿区重力异常场与区域构造存在着密切的关系， 主要表现为。
4.1.1 区域构造对重力异常场的影响
金属矿区的地质构造通常会对地下岩石的密度分布 和分层情况产生影响， 从而对重力异常场的形态和大小产 生影响。比如，在褶皱和断裂带附近，由于岩石的垂向变 形和断层的发育，地下岩石的密度分布会发生改变，从而 导致重力异常场的出现。
4.1.2 重力异常场对区域构造的解释
重力异常场数据可以用于识别区域构造和矿床的位 置和形态， 比如重力异常场的梯度和曲率特征可以用于刻 画地下构造和其形态变化的情况。此外，重力异常场的特 征参数还可以与地质地球化学数据进行综合解释， 进一步 揭示区域构造对金属矿床成因的影响机制。
4.1.3 区域构造对重力异常场的剖面分析
利用重力异常场数据，可以绘制出区域构造的重力异 常场剖面图，进一步分析区域构造的形态、深度和延伸方 向等信息。通过剖面分析，可以更加准确地了解金属矿床 的形态和分布特征， 为矿床勘探和开发提供科学依据。
4.2 重力异常场在识别区域构造演化和矿床成矿作用中的应用
重力异常场在识别区域构造演化和矿床成矿作用方 面具有重要的应用价值， 主要表现为。
(1)利用重力异常场可以识别出区域构造带和地层不 整合带， 从而研究区域构造的演化过程。
(2)利用重力异常场可以识别出矿体区域和周围岩石 区域的重力异常场差异，从而推断矿体的位置、大小和形 态，对矿床勘探具有重要意义。
(3)利用重力异常场可以推断矿床成矿作用的过程和 机制，如推断成矿流体的来源、演化和运移路径等，为矿 床成因机制的研究提供重要的支持。
(4)结合其他地球物理方法，如电磁法、地震方法等， 可以进一步提高重力异常场在识别区域构造和矿床成矿 作用中的应用效果。
总之，重力异常场是一种重要的地球物理勘查方法， 其在识别区域构造演化和矿床成矿作用方面具有重要的应 用价值， 可为矿产资源勘查和开发提供重要的科学支持。
4.3 区域构造对重力异常场异常性质的解释和预测
区域构造对重力异常场的异常性质有着重要的影响， 可以通过重力异常场异常性质的解释和预测来研究区域 构造的演化过程和矿床成矿作用。重力异常场异常性质包 括异常形态、异常值大小、异常梯度等，因此区域构造对 重力异常场异常性质的解释和预测还可以通过以下几个 方面来展开。
(1)重力异常场异常形态的解释。区域构造的形态和活 动程度会对重力异常场的异常形态产生影响。例如，在逆 冲断裂区域， 重力异常场异常形态通常表现为线状或带状 ; 而在断裂和裂谷区域， 异常形态通常呈现出线状或弧形， 这 些异常形态可以用于解释区域构造的类型和演化过程。
(2)重力异常场异常值大小的解释和预测。区域构造 的类型和发展程度会影响重力异常场的异常值大小。例 如，在地壳稳定的区域，异常值通常较小 ;而在活跃的构 造带和断裂区域， 异常值通常较大。
(3)重力异常场异常梯度的解释和预测。区域构造的类 型和发展程度还会影响重力异常场的异常梯度。例如，在断 裂和裂谷区域，异常梯度通常较大 ;而在地壳稳定的区域， 异常梯度通常较小。因此，通过对重力异常场、异常梯度的 解释和预测， 可以进一步确定区域构造的类型和演化程度。
5 结语
金属矿区重力异常场与区域构造之间存在着密切的 相互关系， 区域构造对重力异常场的形态和分布有着重要 的影响。重力异常场在识别区域构造演化和矿床成矿作用 方面具有重要的应用价值， 可以为矿床勘探和矿床成因研 究提供重要依据和参考。未来的研究可以进一步深入探讨 区域构造对重力异常场的影响机制和规律， 以及重力异常 场在矿床勘探和成矿作用研究中的应用前景。
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