全球海面变化的近期模式

    近二十年来海面变化的区域性经验研究表明，确实无法找到一条公认的全球一致的海面变化(eustasy )曲线。为了解释共原因，地质学家与地球物理学家、数学与力学家相结合，对海面变化的机制进行了探讨。
    本文着重介绍了以J.A.Clark为代表的负荷模式和以N,-A.Morner为代表的重力模式。前一模式从扩一大的冰川均衡作用和水均衡作用出发，为粘弹性地球提出了一个数学模型，计算结果表明，即使在假定5000年来eustasy不变的前提下，也可以划分出六个具有不同全新世海面变化带的曲线带。后一模式则根据测地卫星所获得的大地水准面图具有近200米的隆凹，论证了不同时间尺度的大地水准面海面变化及其可能的原因。     

对全球海面变化均衡模式的改进

以J.A.Clark为代表的全球海面变化均衡模式为基础,讨论冰盖形或对地核运动的影响。数值计算表明,由于地核偏离地心的运动,不同海区大约有±1.54m的海面波动。把这个结果叠加在均衡模式的结果之上,会使预测的结果与所观察结果更为符合。     

渤海湾西北岸牡蛎礁体对区域性构造活动与水动型海面变化的响应

渤海湾地区广泛分布的古海面标志物,为建立该地区的相对海面变化曲线提供了良好的基础。过去20年来该地区已相继建立了一些相对海面变化曲线,但在讨论影响古海面标志物高程的因素时,未将构造活动与水动型海面变化及均衡作用对高程的贡献量加以区分。文章以该地区7个点的古海面标志物及相关层位的高程测量与年代学测定结果,经与地区性预测海面变化曲线进行对比后,定量讨论了该地区海面变化(包括绝对海面变化与冰川、水均衡作用)与构造活动对古海面标志物高程的贡献;并以壳体的稳定同位素、地层记录与古地震研究资料讨论了牡蛎礁体在建礁过程中所记录的构造下沉。     

青藏高原及邻区大地水准面异常场源结构

以青藏高原及邻区地形、地震层析成像、沉积层底面、Moho面及岩石层底面资料为基础 ,讨论了由地形起伏、地球内部各界面以及物质密度不均匀引起的大地水准面异常的计算方法 ,正演计算出青藏高原及邻区岩石圈内部物质不均匀产生的大地水准面异常 ,并把从全阶大地水准面异常中扣除正演模拟得到的岩石圈大地水准面异常与不同阶次波段的大地水准面进行比较 ,以寻求表示青藏高原及邻区地幔物质不均匀的大地水准面异常球谐函数的最佳阶次。结合地震层析成像资料分析结果得出 ,表示青藏高原及邻区下地幔、上地幔及岩石圈物质不均匀的大地水准面异常球谐函数的阶次范围分别为 2 6阶 ,7 60阶和 61 3 60阶。     

中国地壳运动观测网络在地球科学研究中的应用前景

简要地介绍了中国地壳运动观测网络的概况和目前的进展,论述了地壳运动观测网络在地球科学研究中的重要作用和应用前景。其应用潜力主要体现在:①在中国地壳运动监测研究中发挥重要作用,成为中国地震预测预报研究的重要基础;②为地球动力学研究提供重要的依据;③建立维持ITRF地球参考框架、研究地球自转、极移和章动及变化;④精化、加密全国大地网和大地水准面;⑤在气象学中的应用;⑥研究电离层电子浓度及其变化规律;⑦提供精密近实时的GPS轨道参数;⑧为广域差分定位奠定基础。     

地球化学急变带急转弯变化与深部构造效应

地球化学急变带代表地球化学边界,反映深部不同块体的接触边界的化学组成差异.在地球化学急变带沿古大陆边缘展布的局部区域,往往不象地表构造呈近直线型延伸,而是表现为急转弯的弧状、岛状变化延伸,与深部构造边缘的分布密切相关.在华北古大陆南部边缘的洛南-栾川-方城一带,由于莫霍面的近EW向凹陷,形成幔向斜,其轴向控制地球化学急变带的转弯变化;在郑州至南阳一线,地球物理资料显示,存在近SN向的超壳断裂,切断EW向展布的地球化学急变带.由此说明,地球化学急变带的急转弯变化,是受古大陆边缘的结晶基底、深大断裂或隐性构造面的作用形成.大型矿床往往集中在地球化学急变带急转弯的特定部位,即深部不同方向的构造线交切区.     

我国动力大地测量学的进展

综合了近40年,特别是近10年来我国利用大地测量学、地球物理学和天体测量学的理论、方法和技术研究固体潮汐和非潮汐重力、地极移动和自转速率变化、大地水准面和海平面变化、板块运动和地壳形变、地球内部物质运动及其与地表变化的关系等五个方面的成果以及国际合作的情况,说明我国在动力大地测量学方面虽然起步较晚,但进展较快,已在生态环境、灾害预测预报等关系国计民生的研究中起到了一定作用,在国内国际的地学研究中占有一席之地。随着国际大地测量协会“亚太空间动力学研究计划”、国家攀登计划项目“现代地壳运动和地球动力学研究”、国家大型科学工程重大项目“中国地壳运动观测网络”等项目的启动、实施,动力大地测量学研究必将取得快速进展。     

地壳均衡与海平面变化

提要:在全球海面变化的近期研究中，无论是均衡模式、还是重力模式，写考虑到冰川均衡作用和水力均衡作用。本文认为，绝对均衡表示地壳均街的最终结果，相对均衡表示地壳均衡中一系列中间过程。这两种均衡之间的差别，往往被人们所忽视。
    定量计算的结果表明，冰盖的吸引不仅使周围的海面升高，而且使内核在外核中产生定向运动。由于参加相对均衡的大陆壳数量不同、宕石圈的强度不同，陆壳与陆充、陆克与洋壳之间将产生不同幅度的垂直运动。这为解释全球海面变化不一致性提供了另一个新思路。
        

海洋卫星测高技术和海洋地形试验TOPEX卫星计划

ＴＯＰＥＸ卫星是目前精度最高的海洋测高卫星，利用ＳＬＲ技术确定的ＴＯＰＥＸ卫星轨道径向精度达到２．８ｃｍ，这使它可以有效地监测全球的海洋地形。ＴＯＰＥＸ卫星主要用于全球的海面变化和洋流研究。利用ＴＯＰＥＸ资料可以得到新的地球引力场，海洋大地水准面和海潮模型。     

渤海湾西岸全新世海面变化

在讨论海面标志点基本定义的基础上,从渤海湾西岸534个原始数据中获得了136个指示高水位、潮间带或低水位的海面变化标志点,并重建了它们的相对海平面时空分布,进而获得了渤海湾西岸全新世相对海平面变化带.约10cal.ka B.P.时,相对海平面变化带达到-25m,以约6m/1000a(即约6mm/a)的平均速率上升,在6cal.ka B.P.前后达到现代海面的高度;6cal.ka B.P.至今,变化带的高度介于+1m～-2m之间,未发现中全新世相对高海面.再搬运海相贝类和陆相泥炭类样品的14C年龄,分别存在约600年和660年的驻留时间.经过驻留时间校正的新海面变化年代学序列,将渤海湾相对海平面达到现代高度的时间点确定为约6cal.ka B.P.,从而与全球海面变化的对比更为准确.渤海湾盆地的长期稳定下沉和沉积自重压实的共同作用,可能抵消了冰川均衡调整(GIA)引起的中全新世数米高的相对高海面.     

EGM2008重力场模型在兴城物探测量中的应用

以吉林大学兴城物探教学实习测网为例,基于EGM2008重力场模型,采用二次曲面、移动曲线、最小二乘配置、三次样条和反距离加权改正插值法,计算了不同GPS水准点密度情况下的水准面模型,并利用二等水准测量方法验证了计算精度,分析了该模型的适定性。结果表明,三次样条插值法的精度和稳定性最高,其次是移动曲线法和最小二乘配置法;二次曲面拟合的精度最低,反距离加权改正法稳定性最差。所有算法都表明,在研究区,当GPS水准点间隔20 km时,基于EGM2008模型确定的大地水准面精度在0.1 m以内;而采用单独GPS水准点的区域大地水准面模型能达到14cm,完全满足各种比例尺情况下的石油物探测量要求。     

北美国家高程基准面及重力异常计算方法的重大修改

北美以及加拿大、墨西哥和美国的重力数据库进行了两项重大修改:采用国际上接受的地球椭球面,而不是习惯使用的大地水准面或海平面作为重力测点的高程基准面;改进重力异常的计算方法。对北美国家现在使用的高度校正、布格校正、地形(海洋深度)校正、间接影响校正、曲率校正、大气校正,以及均衡补偿校正,均做了不同程度的修改。     

新疆西准噶尔板块构造的区域地球化学研究

不同的大地构造单元或者同一单元的不同大地构造发展阶段,都有不同的地球化学特征.利用元素地球化学分散模式的变化规律,可以有效地揭示区域地质构造总轮廓. 新疆西准噶尔地区位于西伯利亚板块与准噶尔板块的碰撞带.本文利用新取得的区域化探扫面资料,来初步探讨该区板块构造的区域地球化学特征.多元素区域背景与多元素区域异常的研究结果清楚地表明,深大断裂和板块缝合线具有明显的区域地球化学特征,为今后研究板块构造提供了有意义的素材.     

卫星重力测量的应用进展

介绍了CHAMP、GRACE和GOCE三颗重力卫星,评述了卫星重力数据在恢复地球重力场模型,测定陆地水储量变化,研究大地水准面变化、弹性厚度、地壳厚度,地震前后重力场的变化、地壳运动等方面的应用,以及一系列卓有成效的研究成果,认为卫星重力探测技术相对传统的重力测量具有得天独厚的优势,将会有更大的应用空间。     

重力异常小波多分辨分析分解阶次的确定

分解阶次的确定是重力异常小波多分辨分析中的基本问题之一.以塔里木及天山地区布格重力异常数据为例, 通过讨论信号长度、小波母函数的支撑长度与分解阶次的关系, 以及对比分解结果与大地水准面异常的特征, 提出了分解阶次的确定方法.发现对于该重力异常数据, 使用bior3.5小波, 5阶小波分解细节可以避免小波母函数特征过多的干扰, 其结果与相应大地水准面异常特征比较吻合, 而6阶小波分解细节结果却与相应大地水准面异常特征存在较大差异.从信号处理和重力异常的地球物理意义两方面表明, 恰当的小波分解阶次为5阶, 更高阶次的分解结果并不合理.所使用的方法对重力异常小波分解阶次的确定是有效和易行的, 为小波分析在重力场数据处理中的应用, 进行了新的有益探索.      

印度—亚洲俯冲带结构——岩浆作用证据

在印度与亚洲大陆碰撞之后 ,两个大陆之间是否存在大陆俯冲是关系到高原地壳加厚、隆升等构造演化模式的重要问题。近 2 0年来以各种地球物理方法为主的深部探测结果揭示了青藏高原的岩石圈结构 ,表明印度向亚洲下部的俯冲是存在的 ,但是其俯冲的规模仍存在争议。不同观点认为印度岩石圈前缘已经到达班公—怒江缝合带的下部约 2 0 0km深度、俯冲在整个西藏岩石圈深部、或者仅仅越过雅鲁藏布江断裂。地热泉He同位素、碰撞后岩浆作用的年代学、岩石学与地球化学研究结果表明冈底斯带与高原北部地区具有相同的岩石圈地幔源区 ,并且存在印度板块在 13～ 2 5Ma之前就俯冲在冈底斯带西部的岩石学和地球化学证据 ,考虑到印度板块的持续向北运动 ,则岩浆作用支持印度岩石圈现今已经达到或者越过班公—怒江缝合带的俯冲模式。     

中国大陆岩石圈结构篱笆图及其说明——10条GGT地球物理资料

利用中国陆地 10条GGT地球物理资料编制中国岩石圈篱笆图 ,并加以说明。通过对地球物理特征和地质学分析 ,认为以大兴安岭—太行山—武陵山重力梯级带和青藏高原周边重力梯级带为界 ,可把中国陆地划分 3个岩石圈构造单元。中国陆壳既有三分结构也存在二分结构 ;对地壳中存在的低速带、高导带和天然地震带进行了划分。以大兴安岭—太行山—武陵山重力梯级带为界 ,两侧盆地具有不同的地球物理特征 ,这些特征与构造运动、均衡调整过程有关。莫霍面几乎遍布全国 ,它具有内部结构。下部地壳底部存在的地球物理异常与莫霍面有关 ,也可能与岩石圈地幔的变化有关。     

略论全新世海面变化的波动性及其环境意义

本文根据统计分析、模型模拟、虚拟试验和多种海面变化代用资料的研究结果,提出了全新世中国东部海面和全球平均海面千年尺度波动期和两千年来中国东部海面百年尺度波动期的划分方案,分析了这些波动与同期全球和中国温度波动之间的对应关系.以长江三角洲地区为例,探讨了全新世千年-百年尺度海面波动对沿海地区海陆环境演变和人地关系的影响,提出了三角洲和沿海平原全新世海陆交互作用研究应注意从趋势模式向波动模式推进的建议.     

地面重力数据结合GPS/水准数据精化兴城物探实验区大地水准面

区域大地水准面的确定是GPS测量常需解决的问题。目前确定大地水准面的方法主要包括重力法、GPS水准几何法及组合法,其中组合法因其精度和可靠性都较高,常用于计算高精度区域大地水准面。高精度的大地水准面模型是组合法确定区域大地水准面的关键。在我国,EGM2008全球重力场模型精度和分辨率均高于此前的所有模型,研究基于该模型的组合法大地水准面精化具有重要的实践意义。笔者以吉林大学兴城教学实习基地物探实验区为例,基于实测重力数据、EGM2008重力场模型和GPS水准数据,采用组合法精化了区域大地水准面,比较了组合法大地水准面模型和无重力实测数据的几何法大地水准面模型的精度差异,分析了该方法在物探测量中的适用性。结果表明,实验区组合法大地水准面模型精度最高达到1.2 cm,并且误差分布区间较小,总体上精度和可靠性高于对比的几何方法,并且组合法和几何法获取的两种大地水准面模型均能满足大比例尺物探测量要求。EGM2008模型精度较高,故平坦地区使用组合法时,高密度的实测重力数据可能带来高频扰动,有可能降低EGM2008重力场模型本身的精度,所以重力数据采集过程中要顾及重力点的密度和空间分布。本文方法更适用于地形复杂的地区。     

大功率激发极化和音频大地电磁联合方法在额尔古纳成矿带寻找隐伏矿的应用研究

为了在额尔古纳成矿带南段某地开展隐伏矿找矿工作,应用了音频大地电磁和大功率激发极化联合方法进行找矿研究.两种方法为基于不同原理的地球物理勘探手段,在地球物理勘探中发挥不同的作用.激发极化中梯装置一般用于矿区及外围的地球物理扫面,以快速确定和发现矿化构造系统的空间展布和基本规模.音频大地电磁作为一种对地下地质结构解析度高、有效探测深度适中(800～1200 m)的地球物理测深方法,可以解析较为精确的探测矿体的三维形态、规模、产状变化和细部结构.联合这两种方法.既保证了找矿效果、效率.又降低成本.