一、*均衡理论与均衡异常
（一）均衡理论
如果地形起伏仅仅是多余（或亏损）的物质附加在一个大致均匀的地球表面，则经过布格校正之后，重力异常应当不大，且无系统偏差。事实并非如此，山区的重力异常往往是负的，大约每升高一千米，异常约增加上千个g.u.。这表明在高山之下有某种物质的短缺，因而对地形的重力影响产生一种补偿作用。类似的现象也在垂线偏差的观测中看到，1854年，英国人普拉特在喜马拉雅山附近，根据地形的计算，估计垂线应有28″的偏差，但实际只有5″。这也说明地下物质的变化起了某种补偿作用，部分抵消了高山的影响。
为解释这种现象，普拉特在1855年提出一个假设。他认为地下从某一深度算起（称补偿深度），以下物质的密度是均匀的；以上的物质，则相同界面的柱体保持相同的总质量。因此地形越高，密度越小，即在垂直方向是均匀膨胀的，见图2-5-2。同一年，另外一个英国人艾里提出另一种假设，它认为可把地壳视为较轻的均质岩石柱体，漂浮在较重的均质岩浆之上，处于静力平衡状态，如图2-5-3所示。根据阿基米得浮力原理可知，山愈高则陷入岩浆越深，形成山根；海愈深则缺失的质量越多，岩浆向上突出也愈高，形成反山根。
图2-5-2普拉特地壳均衡模型
图2-5-3艾里地壳均衡模型
以上两种模式都引出同样一个概念：从地下某一深度起，相同截面所承载的质量趋于相等，这个概念叫地壳均衡。据此，地面上大面积的地形起伏，必然在地下有所补偿。普拉特的模式是将地形所增减的质量均匀地补偿于海面与补偿深度之间，所以地形高低不同的主体，其密度是各不相同的。艾里模式则是将地形所增减到的质量补偿于山根与反山根，因而均衡面不是一个深度而是有一定起伏的曲面。
按照艾里模型，设地壳平均密度为σ0（2.67g/cm3），岩浆的平均密度为σ（3.27g/cm3）。地壳的平均深度为T，从均衡面到平均深度之间的厚度为t，地形海拔为H，海水深度为h。则在山区均衡时应有：
地球物理勘探概论
所以，山根的厚度t是：
地球物理勘探概论
即山每增高1km，山根就增加4.45km。同理，在海洋区均衡时应满足条件：
地球物理勘探概论
则反山根的厚度应为
地球物理勘探概论
即海洋每加深1km，反山根就上突2.73km。因此，若设地壳的正常厚度为T，则在高山之下柱体总厚度为T＋H＋t；在海洋之下，厚度为T-h-t′。
（二）均衡校正
从物理意义上看，艾里模式较易为人们接受。不过实际计算补偿时，两种模式所得的结果相差无几。进行均衡校正时，首先要选定模式，其次要有全球的山高及海洋深度数据。地壳平均厚度T和D，以及上地幔密度可由其他地球物理观测来推导。均衡校正包括两方面内容，第一步是将大地水准面以上多余的按正常地壳密度分布的物质全部移去，即遍及全球的地形校正；第二步是将这移去的质量全部填补到大地水准面以下至均衡补偿面之间（或是山根与反山根）的范围内，并计算出填补进去的物质在测点处产生的引力铅垂分量，加到布格异常中去，便得到均衡重力异常Δgc，即
地球物理勘探概论
式中δgc为均衡校正值。
（三）均衡重力异常
图2-5-1中的（e）图表示了一种完全均衡状态下的均衡异常所代表的意义，它仅仅反映壳内密度不均匀体所产生的异常。由于均衡计算是在大面积内的平均效应，因而这些局部影响总和就很小了。在完全均衡的条件下，均衡异常接近于零，即大地水准面以上多出的物质正好补偿了大地水准面至均衡面之间缺失的物质。如果填补进去的物质数量超过了下面缺失的质量，则壳内就有比正常密度分布时多余的物质存在，此时均衡异常为正值。从动力学观点看，地壳未达到均衡，地壳下界面还未达到正常地壳的深度，称补偿不足。如果填补进去的物质数量还不足以弥补下面质量的亏损，则壳内这种亏损的质量将形成负的均衡异常，它说明地壳下界面已超过正常地壳的深度，故这种状态又称为补偿过剩。无论补偿不足或补偿过剩，都是未达到均衡，地壳将继续进行均衡调整，用壳内质量的迁移（如地壳密度的横向变化、上地幔密度的横向变化以及地壳厚度变化等）来使它趋于均衡。
20世纪以来，地壳均衡的概念对地学的研究起了很大的影响。因对均衡机制的认识、各种假说存在的不尽合理之处，以及地球介质在极长时期的载荷作用下，也和真正的流体仍存在区别等，均衡学说还不可能对地壳内万分复杂的地质现象做出合理的解释。此外，地壳本身是有一定弹性强度的，较小面积内的载荷可以被支撑住，因而局部的不均匀是完全可能的。就全球大范围而言，大约百分之九十的地区基本处于均衡状态。
由于均衡校正的工作十分繁杂，大面积内均衡异常的计算常用自由空间异常代替。因为对于一个宽阔的地上构造，如果它在地下得到完全的补偿，则在它的中部，自由空间异常也是接近于零的。这是因为宽缓的山根所产生的负重力异常和近地表物质板产生的正的重力异常大致相等，这点可从式（2-5-7）得到说明，即0.6t＝2.67H（t＝4.45H）。图2-5-4给出了自由空间异常的分布，地上构造的两个边部处出现的异常正负变化，是由深浅两个物质板效应的综合所致。当构造的宽度为补偿深度的十倍以上时，这种替代是完全可行的。
图2-5-4完全补偿时的地形和山根
海洋重力测量的布格校正及重力异常具有一定的特殊性。Kearey和Brooks（1991）指出，布格异常是陆地重力资料解释的基础。通常计算滨海及浅海区的布格异常，布格校正消除了水深的局部变化引起的局部重力效应；可以通过布格异常直接比较滨海及浅海区的重力异常，同时把陆地和海洋的重力数据结合以构成包括滨海及浅海区的统一的重力等值线图。根据此图可以追踪横过海岸线的地质特征。然而，布格异常不适合于深海重力测量，因为在这样的地区布格校正的应用是一个人为的做法，会造成非常大的正的布格异常值，没有明显地加强地质体引起的局部重力特征。因此，自由空气重力异常常用于这些地区的解释。此外，自由空气重力异常可以评价这些地区的均衡补偿。
Bremaecker（1985）也指出，当海洋重力测量在海面进行时，海洋的自由空气校正接近于零。有时采用布格校正，但是它没有多少物理意义，因为它等效于用同等体积的岩石代替海水进行布格校正。因为海洋接近于均衡平衡，所以加入大量的岩石完全破坏了均衡，结果导致了与海底地形成强烈反相关的布格重力异常，而且比陆地情况更为严重。
图2-5-5中国部分地区地形起伏与相应地壳厚度变化对比剖面
下面举一个例子说明我国的地壳均衡状态。图2-5-5是我国的一条东西向，由青岛通过济南、太原、西宁、拉萨直到边境的地形起伏及地壳厚度变化的剖面。地壳厚度变化数据取自根据地震测深资料绘制的中国“莫霍界面深度图”（朱介寿等，1996），地形剖面的数据取自“中国地形”（中国地图出版社，1990）。图2-5-5表明，地形起伏与地壳厚度变化成反相关关系，遵循了艾里的均衡假说。同时，“莫霍界面深度图”和“中国地形”图中高程变化非常好的反相关关系表明中国在总体上达到了地壳均衡。
二、遥感异常分析
热液矿床的形成总会伴随有相应的成矿流体活动，由此而形成的地球化学晕和地球物理异常场是成矿过程中的必然产物。而地表岩石地貌、构造地貌以及人眼所不能感知的地质体的地球化学晕和某些地球物理场等特征，均具有较强的光谱敏感性。这种光谱特性属电磁波范畴，在卫星遥感数据上可以得到或隐或现的表现，经过遥感图像的处理能够最大限度地扩大地质体光谱敏感性的差异。因此，通过遥感图像处理方法，可以对各种与成矿有关的矿化蚀变岩石或矿化带进行计算机识别判读；并通过对遥感图像上呈现的“色、线、环”等要素组合的形形色色的线性构造和环形构造的解译和研究，结合地质、物探、化探成果综合分析，有利于查明地表地质构造、地质体分布规律及其与金属矿化蚀变的空间关系，进而在成矿理论的指导下达到找矿的目的。
2.5.1.1老君山地区遥感线性与环形影像特征
（1）遥感基础图像处理
以美国陆地卫星TM数据作为基本信息源，对老君山地区（东经104°23′～104°47′；北纬22°47′～23°08′）的遥感影像进行了计算机处理，应用比值加主成分分析的方法对区内热液蚀变弱信息加以提取，并从实际地质情况出发，采用计算机识别和人工判读相结合，对区内的线形、环形构造进行了解译。
首先，通过对老君山矿区内原始TM数据图像的几何校正、地理配准等预处理，得到具有统一地理坐标和校正控制点的各波段图像数据；然后根据各个波段特征值的统计分析，以及几种合成方案的比较，选取相关系数相对小的三个波段最佳组合进行彩色合成，获取目标物明确、纹理清晰、色彩丰富、层次分明、精度准确的遥感基础图像（图2.19）；最后，根据TM各个波段所能反映的地质信息，结合工作区成矿地质条件和地质矿产图，进行波段比值、主成分分析、HIS变换等信息增强处理，制作遥感信息增强图像。
图2.19老君山矿田TM遥感影像
（2）线形、环形影像特征
从线、环形影像构造解译结果来看（图2.20），老君山锡锌铟多金属矿田的控矿构造格局在卫星遥感图像上的反映十分明显，它通过不同的色彩和线、环构造及其组合表现出来。总体上，老君山矿田几乎以老君山为中心显示出两个巨大的复式环形影像构造（一级环），直径约15～30km；大环内包含多个直径分别约为5km、10km的次级环形构造（二级环），以及多个成群分布、规模不等的更次一级的小型的环形构造（三级环）。东西两个一级环形构造分别涵盖了老君山东区的老君山复式背斜和片麻岩区以及麻栗坡向斜，且两者有部分重合。
图2.20老君山矿田遥感线性、环形构造解译图
1.一级环状构造；2.二级环状构造；3.三级环状构造；4.线性构造；5.水库；6.城镇
2.5.1.2遥感蚀变信息提取
地物的光谱特征是遥感信息提取的基础。老君山矿区内发育的与锡多金属矿化有关的热液蚀变类型主要有硅化、褐铁矿化、黄铁矿化、绿泥石化、绢云母化、矽卡岩化、碳酸盐岩化等，这些近矿围岩蚀变矿物可大致分为含羟基类和含铁离子类。含铁离子矿物富含Fe3＋和Fe2＋，含羟基类矿物富含水（H2O）、羟基（OH-）或碳酸根（
）等基团。这些结构离子的电子跃迁、振动和转动过程，使富含这些离子或基团的矿物产生特征的光谱。其中含有羟基（OH-）和含有
基团的蚀变矿物，如绢云母、绿泥石和碳酸盐矿物在TM7（2.08～2.35μm）波段都有强的吸收带，在TM5（1.55～1.75μm）波段为强反射，即在这两个波段之间存在强的光谱反差；而在TM4和TM1波段间则存在微弱的光谱反差。与矿化有关的某些铁的蚀变，如褐铁矿化、黄铁矿化等，在TM3（0.63～0.69μm）波段的光谱表现为强反射，在TM1（0.45～0.52μm）、TM2（0.52～0.60μm）和TM4（0.76～0.90μm）波段，相对TM3而言表现为不同程度的吸收特征。这是通过TM遥感数据识别和提取这两类矿化蚀变异常信息的重要依据。据此可根据蚀变岩（蚀变矿物）与未蚀变岩之间的光谱差异性，提取出研究区的与含铁离子类矿物蚀变岩有关的铁化蚀变异常和与含羟基类蚀变岩矿物有关的泥化蚀变异常（蒋树芳等，2004；陈爱兵等，2005；吴德文等，2006）。
（1）主成分分析（PCA）
在图像处理中，经主成分分析，将TM图像转换为一种不相关的表征函数。在主成分分析结果中，第一主成分取得总方差的绝大部分，通常是与地形和植被有关信息分量的反映，而与蚀变信息相关的波谱特征则主要存在于更高级的主成分分量中。Loughlin et al.（1991）的研究表明，有目的地对一定波段组合进行主成分分析可将特定的信息聚集到单一的主成分分量中。如TM1、TM3或TM2、TM3组合，有利于含铁离子蚀变信息的提取；同理，输入波段中TM5和TM7组合，有利于含羟基蚀变矿物信息提取。因此，对含铁离子蚀变矿物信息提取，可采用TM1、TM3、TM4、TM5；TM2、TM3、TM4、TM5；TM1、TM3、TM4、TM7或TM2、TM3、TM4、TM7组合进行主成分分析。而对含羟基蚀变矿物信息提取，可采用TM1、TM4、TM5、TM7；TM2、TM4、TM5、TM7或TM3、TM4、TM5、TM7加以分析。
（2）比值处理
对TM图像7个波段进行比值合成的方法近8000种，如果再考虑应用某些波段进行加、减等逻辑运算后再作比值处理，方法会更多，通过比值处理可以根据研究区不同特点优选出较好的找矿信息。本次研究中，我们主要选用了TM5/7、TM5/4、TM4/3、TM3/1及TM3/4这几个TM比值数据。根据蚀变矿物的波谱曲线，含OH-蚀变矿物在2.2μm附近有明显的吸收谱带，含
矿物在2.35μm处也有明显的吸收带，这与TM7的波长范围相吻合；而在第5波段的波长范围（1.55～1.751μm）内，除绿帘石族矿物在第5波段波谱范围内有一个异常的吸收带外，很少有矿物的吸收谱带，其他矿物都表现出高反射的特点。未蚀变矿物在5、7波段的波谱范围内没有明显的波谱特征，表现在TM5、TM7两个波段的相对亮度值相近，因此TM5/7能有效探测含羟基黏土矿物和碳酸盐矿物，即在TM5/7比值图像上，黏土矿物和碳酸盐矿物将以高值浅色调显示出来。二价、三价铁离子在TM2、3、4波段都有一些吸收谱带，而在0.9μm处具有更为明显的吸收带，TM4波段恰好位于这个波谱带范围，因此，TM5/4可以提取含铁蚀变矿物信息。与此同时，由于TM4波段对绿色植被有较高的反射率，所以运用TM5/4可以区分植被与植被覆盖的土壤和岩石特征。TM4/3是一种最佳植被指数，在TM3波段，绿色植物的叶绿素吸收特征明显，在TM4波段处为一近红外高反射区，因而 TM4/3有很高的比值，几乎没有其他地物能引起如此高的比值。相反，TM3/4比值很低。由于三价铁矿物于0.46μm处（TM1）存在一极强的吸收谷，于0.7μm处（TM3）存在一反射峰，因此TM3/1能有效地识别含三价铁离子矿物的信息。
（3）矿化蚀变信息提取处理
将研究区的与含铁离子类蚀变矿物有关的铁化蚀变信息和与含羟基类蚀变矿物有关的泥化蚀变信息一步步分离提取的步骤如下：
①选择区内已知的矿化蚀变带；②研究这些矿化蚀变带的影像特征，注意研究矿化蚀变带在TM图像的7个单波段、单个比值及主成分分析各主分量等图像的亮度值变化，选择突出蚀变带呈较高（低）亮度值的通道或波段；③选择三个反映蚀变带亮度值较高（低）的通道作加和运算，放到另一通道中，再将该图像赋红色与TM5（G）、TM7（B）进行彩色合成；④对合成图像进行PC分类，并对赋予红分量的第一通道进行空间滤波，滤波时尽可能采用较小窗口，主要利用中值和均值滤波；⑤对滤波后的图像进行非监督分类。压抑掉与蚀变无关的其他信息，这样便形成了一些似晕圈状的彩色蚀变异常区；⑥将该图像叠加在TM7或其他较清晰的单波段图像上，便形成了该区的蚀变异常信息图像，并按蚀变的强弱分别赋予不同的颜色，使其成为面状形态，从而得到铁化蚀变和泥化蚀变（含碳酸盐化蚀变）遥感异常，然后生成泥化蚀变信息遥感异常图像（图2.21）和铁化蚀变信息遥感异常图像（图2.22）。
图2.21老君山矿田泥化蚀变遥感解译异常图
2.5.1.3遥感信息与成矿的关系
老君山地区遥感线性影像、环形影像与遥感蚀变异常信息之间，以及遥感信息与锡多金属矿床之间有着密切的空间关系。
区内主干线性影像与矿田内规模较大的断裂构造吻合较好，线性影像密集区和交会区则反映了岩石破坏较强和构造发育的地段。
以南秧田为中心的区内最大的环形影像与老君山穹隆及片麻岩带的大致轮廓相吻合。新寨与老寨间的两个较大的环形影像与老君山岩体出露范围有密切关系。更次一级的小环，尤其是与线性影像叠合部位，可能指示了构造应力场能量释放和岩石破坏较强的地段，也是热液活动与成矿的有利场所。
从动态成矿作用的观点分析，绿泥石、绿帘石、透闪石等含羟基矿物是动态条件下水-岩反应的产物，并与水的电离反应有关，这些矿物形成所消耗的OH-为水电离的产物，与黄铁绢英岩化等消耗H＋的水-岩反应形成共轭的酸碱反应关系。因此，遥感泥化蚀变信息或羟基蚀变信息所指示的是水-岩反应及水的电离反应空间范围及强度信息，而水-岩反应及水的电离反应强度与矿化强度之间呈密切的正相关关系，显然，这恰恰是遥感泥化蚀变信息或羟基蚀变信息作为找矿标志的价值所在。而铁元素也往往是水-岩反应中最为活跃的变价元素之一，矿区铁化蚀变信息往往与黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿等含铁矿物及黄铁绢英岩、矽卡岩和铁帽等蚀变岩或氧化矿石的分布空间有关，因此，铁化蚀变异常强度在一定程度上指示了与铁元素有关的水-岩反应或矿化反应强度，这也是铁化蚀变信息的找矿价值所在。
图2.22老君山矿田铁化蚀变遥感解译异常图
从遥感蚀变图上可以看到，矿田整体表现为围绕岩浆岩体与寒武系地层的接触带部位及复式岩体之间的接触部位，蚀变晕较强；在矿田中部有两处规模和强度都较大的蚀变晕，且泥化晕、铁化晕套和非常好，这两处蚀变较强部位分别与燕山第一期和第二期岩体出露位置相对应，也是矿化较强的部位。而在矿田北部蚀变相对较强的地段则为岩体、矿化体均埋藏较深的新寨矿区位置。
总体上，经TM数据提取的铁化、泥化遥感蚀变异常信息，与环形和线性影像的空间关系密切，并能有效地反映区内蚀变岩及锡多金属矿化的空间分布特征，可作为主要找矿标志之一。
三、《异常》1-10关攻略
关卡攻略
第一关-诞生
士兵
移动指令-[路点 ABC]
第二关-视野
士兵
移动指令-[路点 ACDFGIJ]
第三关-路线
士兵
移动指令-[路点 ACDFG]
第四关-优势
侦察兵
移动指令-[路点 ADE],开火指令-[开火]
第五关-选择
士兵
1移动指令-[路点 A],开火指令-[开火]
2警戒指令-[发现敌人]:移动指令-[站立]
第六关-诱惑
侦察兵
1移动指令-[路点 B]
2警戒指令-[发现敌人]:移动指令-[路点 A],开火指令-[开火]
第七关-核心
狙击手
1移动指令-[路点 BCD],开火指令-[停火]
2警戒指令-[发现敌人]:警戒指令-[撤退],开火指令-[开火]
第八关-合作
侦察兵
1移动指令-[路点 ABD]
2警戒指令-[发现敌人]:警戒指令-[撤退],开火指令-[开火],信号指令-[信号 1开]
士兵
1信号指令-[信号 1]:移动指令-[路点 CD],开火指令-[开火]
第九关-向导
侦查兵1
1信号指令-[信号 1关]
2警戒指令-[发现敌人]:信号指令-[信号 1开]
侦查兵2
1信号指令-[信号 2关]
2警戒指令-[发现敌人]:信号指令-[信号 2开]
狙击手
1开火指令-[停火]
2信号指令-[信号 1]:移动指令-[路点 A],开火指令-[开火]
3信号指令-[信号 2]:移动指令-[路点 B],开火指令-[开火]
第十关-狩猎
侦察兵
1移动指令-[路点 EFD]
2警戒指令-[发现敌人]:警戒指令-[撤退],开火指令-[开火],信号指令-[信号 1开]
士兵1
1移动指令-[路点 B],开火指令-[停火]
2信号指令-[信号 1]:移动指令-[路点 D]
3警戒指令-[发现敌人]:警戒指令-[撤退],开火指令-[开火]
士兵2
1移动指令-[路点 A],开火指令-[停火]
2信号指令-[信号 1]:移动指令-[路点 D]
3警戒指令-[发现敌人]:警戒指令-[撤退],开火指令-[开火]
士兵3
1移动指令-[路点 C],开火指令-[停火]
2信号指令-[信号 1]:移动指令-[路点 D]
3警戒指令-[发现敌人]:警戒指令-[撤退],开火指令-[开火]