1、4.5 地壳均衡和均衡异常 一、均衡问题的产生 上面介绍的各项改正后所得完全布格异常应很小。即仔细消除起因于高度和可见地形影响之后的观测值， 与正常值应当差得很小。但事实并非如此 。在广阔的地区， 布格异常 显示出 系统的与地形的相关性。 在山区的异常值往住是负值， 并且山区地势越高，异常值下降得越严重。大约每上升 1000m， 要降低 l-2mm/s2! 而在海洋地区异常值是正的 ，并且海水越深，异常值上升得越历害。大约每加深 1000m， 要提高 2一 4mm/s2! 这是否地形改正过了头 ?经过反复核实所用公式和数据没有错误，所得结果也在允许的误差范围内。 因此， 这种高区负异常和低区正
2、异常的现象是可以肯定的。 上述异常的存在只能意味着在 高山地区下面的 岩石密度小于平均密度。 而在海洋盆地下面的 岩石密度则大于平均密度。 这是一种由地下质量补偿地球表面形态原理的例证。 应该指出，这种补偿原理远在采用重力的详细测量之前，就已经提出来了。质量补偿观念的最早提出者，应是 16世纪时具 “ 天才的直觉 ” 的达 芬奇。 直到 18世纪， 即 l746年布格才得出同样的结论。 然而，关于山下面的质量补偿的明确概念，以及地球怎么支撑如此巨大地质体的解释，迟至 19世纪 50年代，根据在北印度大地测量资料，对于 喜马拉雅山 附近的 垂线偏差 进行认真分析后才形成的。 在高山附近，重力场方
3、向应该是地球基本场与高山引力场合力的方向。 1854年英国人普拉特 (Pratt)在喜马拉雅山附近，根据地形计算，估计 垂线 应有28”(角秒 )的偏斜 。 但是， 实测只有 5”( 角秒 )!仅仅相当于应有值的 1/6! 在图 431 中， A是由于山的质量引起的理论偏斜， B是实测的偏斜，而 C是不偏斜的标准位置。 为了解释这些观测结果，曾经提出两种假说 :一个是普拉特假说，一个是艾里假说。两种假说都是以山下质量不足为依据。 按照 普拉特假说，喜马拉雅山是由地壳柱体构成。柱体密度随地形高度而改变。 因为所有柱体的下边界处于海平面以下的同一深度 上，而且 每个地壳柱体的质量相等，所以山越增高，它的平均密度越小，反之， 山越降低，它的平均密度越大。 这个相同的深度， 为补偿深度 (图432( b)o
