均衡重力异常计算方法

本文提出了采用埃利均衡补偿模式计算5ˊ×5ˊ平均均衡重力异常的一种方认。计算是使用5ˊ×5ˊ平均高程值,将A～O带分为近、中、远三个区:近区用1ˊ40〞×1ˊ40〞的柱体,中区用5ˊ×5ˊ的柱体,远区用15ˊ×15ˊ的柱体,分别采用矩形柱体、质线和质点的正演公式计算地形一均衡校正值。从华南某地区的均衡重力异常图可以看出,根据均衡重力异常可以消除由地壳厚度变化而产生的区域场,突出局部异常场。     

喜马拉雅中东部镜像均衡重力异常的形成研究

青藏高原南缘处于重力不均衡状态,由北向南可依次分为高原近重力均衡区、喜马拉雅山正均衡异常区和山前盆地负均衡异常区,正、负异常呈现壮观的镜像分布。本文选取喜马拉雅中东部的均衡重力异常数据,结合地貌高程、地壳厚度、降雨量、冰川及山前沉积等的分布状况,探讨地貌分异与均衡重力异常分布的相互关系。由上述资料获得3条跨越喜马拉雅山的综合剖面,结果显示喜马拉雅中东部正均衡重力异常的分布与冰川、河流等代表的地表剥蚀作用存在明显的空间耦合关系,而与降雨量无直接联系,山前盆地负均衡重力异常与沉积厚度的分布也存在很好的耦合。利用数值模型计算得到了喜马拉雅地区的均衡调整时间域在1 Ma左右的时间尺度内。通过与地貌响应时间域相对比,以及对地表剥蚀厚度的估计,认为山脉地区的正均衡异常主要由地壳厚度补偿不足引起(侧重Airy假说),而山前盆地的负均衡异常主要由低密度沉积层的分布引起(侧重Pratt假说),由于地貌响应时间快于均衡调整时间,在大约5～2 Ma以来,地壳的均衡调整始终延迟于山脉的持续剥蚀和山前的持续沉积,使得岩石圈朝着"反均衡"方向演变,最终形成了喜马拉雅现今壮观的镜像均衡重力异常分布。     

华南陆块均衡重力状态及其地质意义

重力均衡是一普遍的地球物理现象, 可为区域深部构造、岩石圈形变、地壳结构以及应力场状态研究提供参考信息, 是研究地壳内部结构和划分大地构造单元的重要方法之一。华南陆块是欧亚板块重要组成部分, 也是我国矿产资源“大粮仓”, 虽然对华南陆块的研究已持续近百年, 但在构造、成矿等诸多地质问题上仍存在较大争议。为了解华南陆块均衡程度及其对构造、成矿的影响, 本文尝试从均衡重力异常和均衡深度异常两个方面来探索。首先利用卫星布格重力计算得到了均衡剩余重力异常, 然后利用高程和壳幔密度差计算了均衡深度异常。结果表明华南陆块大部分区域地壳处于均衡状态, 相对正均衡异常主要位于东部沿海地区和武陵山一带, 相对负均衡异常反映了秦岭—大别造山带、江南造山带及华南陆块西缘造山活动。地震多沿正、负均衡深度异常的转换带或梯度带发生, 认为这些地带通常为深部构造转换部位, 应当成为地震活动研究关注的重点区域。均衡剩余重力异常也间接约束了不同类型金属矿床分布, 正均衡剩余重力异常区多分布地幔来源金属矿床, 而负均衡异常区则多产出壳源相关金属矿床。     

利用地球物理场特征探讨陕西省深部构造

陕西省,尤其是秦岭地区处于中国南北构造和东西构造的交汇部位,是中国地壳五大块体中的青藏块体、塔里木块体、华南块体和华北块体的分界部位,其地壳结构和地质构造都十分复杂。因此,利用区域地球物理场对陕西省深部构造进行研究十分必要。一、方法上地幔与地壳之间存在着一个物质界面—莫霍洛维奇不连续面,简称莫霍面。它可引起相当可观的重力异常。因此,由区域重力异常,通过反演计算可以获得莫霍面的起伏变化和地壳视厚度值。按王懋基等采用的方法,本文用40×40公里网格计算平均重力异常,用     

重力异常与高程关系的统计分析

本文采用数理统计方法,对我国东南部约300万km²范围内的布伽重力异常和地形高程的关系进行了统计分析。通过对布伽异常和高程关系的讨论,提出了一种分离重力异常的方法。利用这种方法对某区与高程有关的重力异常和因地壳地质构造引起的剩余重力异常进行分解,编制了相应的图件。这为不同构造单元的密度结构特征及其可能的深部构造轮廓的推断提供了信息。     

南海重力异常特征及其显著的构造意义

在南海地区地震测深数据有限的情况下,利用重力异常可以研究南海大范围的深部地壳结构及地质构造展布特征。基于空间重力异常,结合最新的地形、沉积物厚度及地震测深等数据,分别从地震约束的莫霍面反演和无约束的三维相关成像两个视角研究南海的地壳结构,利用壳幔界面起伏、地壳厚度及三维等效密度分布来探讨地壳结构的纵横向变化。同时,联合采用延拓、水平梯度及线性构造增强滤波方法聚焦重力异常中的区域线性特征,突出显示了反映地壳横向变化的深断裂、洋陆转换边界、海盆扩张轴等线性构造的展布。重力解释与贯穿南海南北的广州-巴拉望地学断面对比表明,重力异常反演及异常的区域线性特征,较好地揭示了南海海域大范围的地壳结构与区域构造展布。     

新疆于田及周边地区地震活动性与重力异常特征

基于最新重力场模型对2014年于田M_s7.3地震震区的重力异常特征进行分析, 并应用Crust1.0地壳模型计算得到震区的深部构造形态, 结果显示: 震中位于地壳厚度陡变带上.同2008年于田M_s7.3地震相比, 震中虽位于不同位置, 但发震机制均与深部地壳结构变化密切相关.统计研究区内历史地震活动性与重力异常之间的关系, 发现震中的自由空气异常与地形存在明显的线性相关性, 而布格异常和均衡异常的结果则明显不同.进一步地分别计算不同重力异常的水平总梯度和线性信号, 结果表明: 重力异常梯度量与地形的相关特性更明显.研究表明: M_s7.0以上大震活动与重力异常之间具有明显的统计特性学, 这可能与重力异常反映的深部结构和壳内质量分布的不均匀有关.      

青藏高原北缘重力场研究

根据实测阿尔干—老茫崖、格尔木—额济纳旗两条重力剖面获得的资料,研究了青藏高原北缘重力场特征。划分出5个二级构造单元及11条较大断裂,计算并分析了研究区内Airy重力均衡异常与新构造运动的关系。利用重震联合反演结果,浅析了地壳—上地幔构造及密度分布特点,指出研究区内莫霍界面最深处在青海哈拉湖地区,达65km,新疆阿尔干最浅,只有39km。推测北祁连褶皱带中的中祁连断裂及阿尔金断裂系是青藏高原块体的北界。     

重力均衡与质量均衡

均衡理论，无论是艾礼模式，还是普拉特模式，都是建立在平面地壳的基础之上，并不考虑重力随高程的变化；这事实上相当于质量的均衡。如果在球面上考察均衡理论，并且考虑重力随高程的变化，则得到的均衡模型为重力的均衡。定量计算表明，质量均衡和重力均衡之间的差别是不可忽略的。这种差别对研究地壳的应力状态意义重大。     

重力均衡与质量均衡

均衡理论，无论是艾礼模式，还是普拉特模式，都是建立在平面地壳的基础之上，并不考虑重力随高程的变化，这事实上相当于质量的均衡。如果有球面上考察均衡理论，并且考虑重力随高程的变化，则得到的均衡模型为重力的均衡。定量计算表明，质量均衡和重力均衡之间的的差别不可忽略的。这种差别对研究地壳的应力状态意义重大。     

基于EIGEN-6C2重力场模型反演青藏高原地壳结构

重力数据是地下场源产生的重力场的叠加, 包含了地下从浅部到深部的丰富信息.高阶卫星资料的丰富为青藏高原深部构造研究提供了重要资料.基于EIGEN-6C2模型作为原始数据, 首先对青藏高原布格重力异常和均衡重力异常分别作1~5阶尺度分解, 得到不同尺度重力异常的分布特性, 探讨不同空间尺度反映的地壳构造意义.其次, 基于径向对数功率谱估计平均深度方法理论, 进一步研究1~5阶细节反映的场源深度.再次, 利用Canny算子的多尺度边缘检测识别和分析重力异常中表现不明显的断裂, 定位断裂在地表的位置, 识别青藏高原内部断块边界, 完成活动块体和次级块体的划分.最后, 对布格重力异常进行沉积层及岩石圈改正, 采用Parker-Oldenbarg三维位场反演法反演青藏高原莫霍界面起伏.      

龙门山均衡重力异常及其对青藏高原东缘山脉地壳隆升的约束

青藏高原东缘处于不均衡状态，自西而东可分为青藏高原弱负均衡重力异常区、龙门山正均衡重力异常区和四川盆地负均衡重力异常区，表明该区的不均衡状态并未导致Airy均衡运动的产生，即龙门山没有均衡下降，而处于不断的隆升状态，显示该地区反均衡运动的构造抬升是导致龙门山隆升的主因。本次采用似三度体重力异常计算方法对该区的正均衡重力异常进行模拟和反演，研究了大尺度地貌分异与均衡重力异常分区之间的相互关系，结果表明，龙门山的下地壳顶面抬升了11．2～12．6km，造成了龙门山的正均衡异常，揭示了构造抬升和剥蚀作用在相似的时间尺度上和空间尺度上控制着龙门山地貌的形成，龙门山的表面隆升是构造隆升和剥蚀作用相叠加的产物。     

消息报导

吉林省地矿局物探大队自八十年代初以来,对吉林省及邻区的六十一万平方公里24739个数据的国家重力及航磁测量资料,采用相应的理论和方法,在M—160Ⅱ电子计算机上进行了计算处理。方法实验研究工作首先从确定计算莫霍面深度的区域重力异常开始,采用同一标准地壳厚度点,利用压缩质面法计算出相应的莫霍面深度,与已知地壳厚度进行拟合优度计算。最后选取了拟合优度较高、信息量又较丰富的60公里×60公里的富口圆滑布伽重力异常,並对松辽平原地区布伽重力异常选用无限大平板改正公式,进行了中新生代沉积层校正。以此做为计算莫霍面深度的区域重力资料。在地壳厚度与区域重力异常关系的研究中,利用东北三省的25个已知地震测深点数据控制地壳厚度,     

利用重力资料反演莫霍面的若干问题

本文讨论利用重力资料反演莫霍面时,地壳横向不均一性,密度随深度变化以及异常数据滑动平均处理对解释结果的影响程度。理论横型和实测资料分析表明,这些因素是不可忽视的。文中讨论了窗口滑动平均的物理意义和滤波作用。最后介绍了变密度体重力异常反演的技术,提出了进一步解释工作方案的建议。     

冰川均衡调整重力与径向位移近似关系的不确定性

根据不同地幔粘滞度的冰川均衡调整(glacial isostatic adjustment, GIA)模型, 研究了地球内部各个圈层对GIA粘性重力扰动速率的贡献, 检验了粘性重力扰动速率与径向位移速率的近似关系及其是否独立于地幔粘滞度, 同时利用绝对重力和GPS(global positioning system)径向位移数据从实测角度对Wahr的近似关系进行比较和验证.结果表明: 岩石圈对GIA重力扰动速率和大地水准面异常速率的贡献都超过了86%, 而岩石圈以下5个圈层的总贡献不大于14%;利用近似关系, 由重力信号转换的径向位移速率与有限元模拟的结果相对差异大约为15%, 且相对差异的大小不依赖于地幔粘滞度的变化; 根据北美绝对重力和GPS径向位移数据得到实测的粘性重力-径向位移比值为0.141±0.014 μGal/mm, 与Wahr的理论值(0.154 μGal/mm)非常接近, 相对差异仅为9.2%.因此, 定量给出了粘性重力-径向位移近似关系的不确定性为9.2%~15.0%, 为利用此近似关系分离GIA和现今地表质量变化粘弹信号的不确定性估计提供了重要参考.      

凤凰─茶陵地学断面重力异常机制分析

对凤凰─茶陵地学断面重力异常,根据爆炸地震测深资料,确定密度分层,用变密度水平梯形体构制剖面密度模型,计算理论重力异常和实测布格重力异常吻合较好。根据剖面密度模型,可以合理地解释布格重力异常。并将地壳划分为沉积盖层、变质岩层、麻粒岩层三层结构,分别计算三层的重力效应曲线及上地幔低密度体重力效应曲线。还计算了莫霍面起伏引起的重力异常曲线,分析了引起地壳重力异常的各种因素及特点。     

中国境内沿北纬40°剖面的重力异常正演拟合及地质解释

在中国境内沿北纬40°截取了长剖面,对布格重力异常和卫星重力异常进行了正演拟合计算,并结合新的大地构造划分作了初步的地质解释。结果表明:古老的陆核、原地台、地台和地块等稳定地区内部的密度值横向变化小,年轻的褶皱带等活动地区内部的密度值横向变化大。各个构造域边界的地壳消减对接带,布格重力异常反映不明显,而卫星重力异常对应较好。布格重力异常与卫星重力异常的正演拟合结果不同的地区,其地壳和上地幔的密度分布有较大的差异。这些重要结论有助于寻求卫星重力异常与布格重力异常的在机制和应用上的共性与差异,以便达到对两种重力异常的本质有更进一步认识的目的。     

OSLO裂谷重力资料解释中的理想体概念及其与地震观测的关系

Parker 的理想体概念提供了一种在重力解释中给出严格限制的确定界限的方法.这种方法已经被利用到通过 OSLO 地堑的重力剖面上,在那里一个明显的轴向重力高以前被解释为地壳变薄以及存在一个高密度的、地幔导出的古裂谷软层或软流层岩石的综合效应。高密度侵入体的存在以及大致位置通常是由地球化学和岩石学的资料所证实的。根据 Parker 的方法的解释证实了在中下部位的地壳里存在一个高密度体的模型。但是在从 NORSAR 台阵资料的3—D 反演得到上地幔里的地震速度异常与这类异常仅仅显示出一个弱的相关并且在波罗的海地盾下面却似乎仅了解较宽的速度变化。在走时反演与重力异常之间在定性方面是吻合的,而在中下部地壳物质中,速度与密度之间的复杂关系只能利用两组数据使侵入体推测的深度达到定量上的一致。     

中国剩余重力异常与金属矿分布关系研究

剩余重力异常反映地壳浅部岩石密度和厚度的变化,为成矿背景和找矿预测提供了丰富信息.在分析中国剩余重力异常与金属矿床分布关系的基础上,划分出兴蒙、华北、中南和新疆天山4个条带状剩余重力异常,发现金属矿床沿着这些异常条带密集分布.在辽吉黑东部、华东、华南、三江地区的剩余重力异常区里,金属矿床呈面状均匀分布,铁铜矿产一般分布...     

中国东北海城-敖汗旗-巴彦查干剖面的重力密度特征

本文参考二维速度剖面资料,采用变密度组合体重力模型、自动拟合的方法,计算了海城—敖汗旗—巴彦查于剖面的密度分层结构。按壳、幔岩性变化特征分析,地壳大致具有三层结构,各层岩性呈交互混合的渐变过渡状态,由上到下,岩性无严格的地质分界。区内莫霍面的起伏不大,不是引起重力异常变化的主要原因。决定重力异常形态特征的主要因素是地壳与地幔物质的不均匀分布及层间的结构组合关系。这项研究结果对该区的地质构造和矿产预测提供了新的依据。