实际离心力的计算公式为C=ω2Rcosφ
地球自转角速度ω=2π/86164s，φ为地球的纬度，地球半径R=6376公里，将上值代入公式，可得
C=3.39×10-3cosφ(×10-5m/s2)
从公式可知离心力是规则变化，赤道最大，两极为零（约为地球引力的1/288）。
二、正常重力场和重力异常
1、正常重力场和正常重力公式
由于地球表面形状和内部密度分布十分复杂，不可能精确地计算出地球表面的重力值，而只能用其他方法获得近似值。由于地球总是处于流体平衡状态，它的大地水准面与某一旋转椭球面十分接近，所以可用一个理想椭球面作为大地水准面的形状，并且假定地球内部的密度分布是均匀的或者成层均匀分布，并且各层界面都是共焦点的旋转椭球面，这样就可以根据地球的大小、质量、扁度、自转角速度计算出大地水准面上不同位置的重力值。这种从理论上计算出来的重力值称正常重力值。表示重力场数学解析式称为正常重力公式。
目前常用的正常重力公式有
（1）1901—1909年赫尔默特正常重力公式 g0?978030(1?0.005302sin2??0.0000075sin22?)(?10?5m/s2) （2）卡西尼公式（1930年） g0?978049(1?0.0052884sin2??0.0000059sin22?)(?10?5m/s2)
（3）1979年国际地球物理及大地测量学会确定推荐的国际正常重力公式
g0?978032.7(1?0.0053024sin2??0.0000075sin22?)(?10?5m/s2)
由此可见，正常重力场是一个规则的力场，正常重力值与纬度有关。
2、重力异常
1）引起地表重力变化的因素
地表的重力值是随着地点和时间不同而变化的。根据地表重力变化来进行地质构造和进行矿产勘查是重力勘探的基本内容。但是地表重力变化原因取决于好多因素，主要是：
（1）地球自转，产生的离心力随纬度变化； （2）观测点高度不同引起的重力变化；
（3）观测点周围地形的起伏引起重力的变化； （4）地球的潮汐，引起重力随时间的变化；
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（5）地球内部物质密度分布不均匀，引起的重力变化。
上述五种因素中，最后一个因素所引起的重力变化才是有意义的。因为物质密度分布不均匀往往和各种地质构造、矿产分布有密切关系。
我们通常把引起重力变化称为重力异常，它又分为绝对重力异常和相对重力异常。
2）绝对重力异常
重力测量分为绝对重力测量和相对重力测量。绝对重力测量是指测量重力的全值，称为绝对重力值。相对重力测量是指测量各点与某一基准点（重力起算点）之间的重力差值，称为相对重力值。
正常重力公式计算的是海拔高度为零的海平面（大地水准面）上的重力值，而实际重力测量工作是在地表上进行的，两者数值并不一致。其原因在上面已经讲过了，为了更直观地说明二者区别，我们以图示来说明如图 ：
上图表述了将重力测点h为高度，a为测点，ρ为密度，a′为海平面上点，a换算到海平面a′上的各项改正，即地形改正、高度改正、中间层改正。
绝对重力异常为大地水准面上的重力值与正常重力值之差，它已消除了上述三种因素的影响。
3）相对重力异常
在解决某些地质问题时，例如圈定油气、煤盆地或寻找地质构造等，往往不需要进行绝对重力测量而是选择一个重力基准点作为测区的重力起算点。基准点所在的平面称为基准面，把该点重力观测的根据作为正常重力场数据。各个测点的重力观测数据进行地形，中间层和高度改正后，减去基准点的重力值，得到的结果就是相对于基准点的重力异常，称为相对重力异常。
3、重力随时间的变化
由于地面上的物体要受到其它天体（主要是太阳和月球）的引力作用，加之地球的公转与自转，地面各点与日、月相对位置随时间变化而发生变化，这就引起了引力的周期性变化，这种引力变化还可引起海洋潮汐和固体潮（所谓固体潮就是固体地球发生周期性
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的起伏变化，即弹性形变），使大地水准面发生位移，这种位移造成了重力周期性变化。这两种变化的总和称为重力日变。其变化最大值仅0.2-0.3×10-5m/s2。通常在重力仪混合改正中基本被消除了。
三、岩石和矿石的密度
各种岩（矿）石的密度差异是引起重力异常的必要条件，因此岩（矿）石的密度参数是重力勘探中非常重要的物性参数。它是部署重力勘探工作的前提，也是对重力异常进行地质解释的基本依据。
大量测定结果和研究表明，岩（矿）石密度大小有以下规律： 1）沉积岩
沉积岩密度一般比岩浆岩、变质岩低。沉积岩本身密度变化范围大，其密度值主要取决于岩石的孔隙度。随着孔隙度的增加，岩石密度减少。从岩性看，白云岩、石灰岩密度最大，其次是页岩、砂岩、粘土（见表）。同一种岩石也与其地质年代和埋深有密切关系，一般说年代越老，埋藏越深，孔隙度越小，密度就越大。
2）岩浆岩
其密度主要取决于物质成分。由酸性岩到基性岩，超基性岩随着铁镁矿石含量的增加，岩石密度也越来越大。火山岩，尤其是熔岩，密度较低，而侵入岩密度较高。
3）变质岩
其密度主要取决于岩石的物质成分，岩石密度与原岩有关。由于变质作用，使岩石以更改密的形式再结晶，因此密度往往随变质程度增加增加而增加，一般比原生岩石的密度要高。
4）石油、煤、盐等非金属矿物
石油、煤、盐等非金属矿物的密度一般低于围岩密度，而金属矿物的密度则比较高。
表：岩（矿）石密度值表
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常见岩（矿）石的密度值表 名 称 密 度 名 称 密 度 名 称 （g/cm3） （g/cm3） 密 纯橄榄岩 2.5～3.3 大理岩 2.6～2.9 钛铁矿 橄榄岩 2.6～3.6 白云岩 2.4～2.9 磁黄铁矿 玄武岩 2.6～3.3 石灰岩 2.3～3.0 铬铁矿 辉长岩 2.7～3.4 页岩 2.1～2.8 黄铜矿 安山岩 2.5～2.8 砂岩 1.8～2.8 重晶石 辉绿岩 2.9～3.2 白垩 1.8～2.6 刚玉 玢岩 2.6～2.9 干砂 1.4～1.7 盐岩 花岗岩 2.4～3.1 粘土 1.5～2.2 硬石膏 石英岩 2.6～2.9 表土 1.1～2.0 石膏 流纹岩 2.3～2.7 锰矿 3.4～6.0 铝钒土 片麻岩 2.4～2.9 钨酸钙矿 5.9～6.2 钾盐 云母片岩 2.5～3.0 赤铁矿 4.5～5.2 煤 千枚岩 2.7～2.8 磁铁矿 4.8～5.2 褐煤 蛇纹岩 2.6～3.2 黄铁矿 4.9～5.2 密 度 （g/cm3） 密 4.5～5.0 4.3～4.8 3.2～4.4 4.1～4.3 4.4～4.7 3.9～4.0 3.1～3.2 2.7～3.0 2.2～2.4 2.4～2.5 1.9～2.0 1.2～1.7 1.1～1.3 第二章 重力仪
一、概述
用于测量某点绝对重力值的仪器称为绝对重力仪。 用来测量两点间 重力差值的仪器称为相对重力仪。
绝对重力测量通常是利用振摆的自由摆动或自由落体的降落运动来计算重力加速度。
绝对重力仪制造复杂，精度要求高，故而设备笨重，一般500kg左右，观测时间一般1—2天，仪器安装及观测条件要求较高，所以只能在少量点上进行。我国于1979年试制成功绝对重力仪，精度为1～2×10-8m/s2,接近世界先进水平。
大量的重力测量工作是相对重力测量，这种测量的仪器要求重量轻，体积小，精度高，便于野外工作。
当前进行相对测量的重力仪有两种结构。一种为石英弹簧重力仪，其型号有加拿大生产的CG-2，美制渥尔登（Worden），国产ZSM-Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ型Z-400型重力仪。测量精度为±20～±40×10-
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m/s2；另一种为金属弹簧重力仪，美制Lacoste-RomgD.G型重力仪，（拉柯斯特—隆贝格重力仪）测量精度为±10×10-8m/s2。
二、石英弹簧重力仪
石英弹簧重力仪是当前世界使用最广泛的重力仪之一。种类较多，构造大同小异，工作原理完全相同。这里简单介绍一下重力仪的构造及有关问题。
1、重力仪器的构造 主要由三部分组成：
1）弹性系统（有的称作灵敏系统）
主要有负荷、摆杆、扭丝、主弹簧及温度补偿等装置组成。除负荷及温度补偿丝由金属外，其余均为石英制成。这些部件被一个矩形石英框架支撑着，并固定在密封容器内（真空瓶胆）。
2）光学系统，又称指示系统。它是一个长焦距显微镜，由目镜、刻度片、场镜、反射镜、物镜、聚光镜、灯泡等组成。
3）测量系统，由读数装置、测程调节装置及纵、横水泡组成。 2、国产ZSM重力仪
国产ZSM重力仪目前有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ型。前两种型号测程为100×10-5m/s2，
Ⅴ型为150×10-5m/s2。
当前生产的Z400型重力仪其测程为400×10-5m/s2。
它们精度为±0.04×10-5m/s2，重量约为4.5Kg。每台售价约5万元。
三、金属弹簧重力仪
金属弹簧重力仪灵敏度较高，操作简单，使用方便。零点位移小，有恒温装置，可保持读数稳定。它具有两套读数系统（即光学读数和电子读数）。仪器结构与石英弹簧重力仪相同。所不同的是平衡体的偏转轴是很细的金属弹簧（经过退磁的），而不是石英弹簧。
该仪器型号为Lacoste-D型和G型。D型测程为200×10-5
m/s2，G型测程为7000×10-5m/s2。它们测量精度为±0.010×10-5
m/s2。重量约10Kg(主要是蓄电池重)。
价格为8万美元（折合人民币67万元）。
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