墨西哥及邻近地区地壳磁异常场研究

基于墨西哥国内49个地磁测点的3分量数据,利用全球模型CM4,区域模型Taylor多项式及曲面Spline 模型计算并分析了地壳磁异常场,并在境外均匀选取了16个CM4模型的地壳场值作为补充点以控制边界效应.为了进一步比较验证,还选用了最新的EMM2010模型.结果显示将实测值减去CM4地核场的差值所得到的磁异常分布与直接基于测点的CM4磁异常分布在分布形态和强度都有较大的差别,而与基于实测值的Spline网格值减去CM4地核场网格值后非常类似.总强度F在境内以负值居多,强度随纬度的升高其强度由大变小再变大;水平分量H在境内以正值居多,强度随纬度的升高而强度变大;磁偏角D分量除了西北部分区域外,其它区域都为正值,强度随经度的升高而变大.基于现代高精度的CM4及EMM2010模型绘制了墨西哥地区的磁异常网格值进行比较,两者间存在的差异主要由截断阶数与所使用卫星数据的不同所致.通过实测值结合Taylor多项式和曲面Spline两种区域模型研究磁异常,认为若进行地磁场异常的理论研究,可采用现有的高精度全球模型绘制的磁异常图,若进行实际的工程应用,可从实际的测点出发,结合常用的区域模型进行应用,曲面Spline模型较适于模拟区域地区的地壳磁异常.     

塔里木盆地高分辨率卫星磁异常特征

本文使用美国国家地球物理数据中心(NGDC)提供的岩石圈磁场球谐模型的球谐系数,计算了塔里木盆地16~720阶、高度为0 km的垂向分量ΔZ,反映了塔里木地区高分辨率的卫星磁异常特征.盆地北部和南部的磁性特征明显不同,分界线大体在北纬40°附近,北部表现为东西向的负异常,南部表现为正异常特征,整体呈北东走向,中部被北西向异常所叠加.结合区域地质背景,对盆地内部的磁异常特征综合分析表明,盆地基底可能并非一个完整块体,而是由多个古老地块拼合而成.     

基于泰勒多项式模型的1960—2000年中国大陆各年代磁异常场差异

基于1960.0,1970.0,1980.0,1990.0和2000.0年的中国大陆地区实测地磁数据,采用泰勒多项式展开建立了一个中等尺度的低空间分辨率的地壳磁异常模型,结合第四代地磁场综合模型CM4绘制了各年代的磁异常场分布图,并将所有实测点归算至2000.0年以分析磁异常的整体分布,而后通过最新开发的综合地面磁测数据及航空磁测的三维曲面样条模型研究各年代磁异常的差异。结果显示：泰勒多项式模型的北向分量X的磁异常强度随时间逐渐降低,分布呈向西南收缩趋势;东向分量Y的磁异常呈正值区向西部移动、负值区逐步占据优势的趋势;垂直分量Z的磁异常以负值为主,形态较为稳定,说明该分量不易受到其它因素的干扰。对于归算后磁异常的整体分布,X向和Z向分量、总强度F、垂直分量H几乎均为负值,与CM4模型存在一定的差异。由于数据的相似性,总强度F的分布与3DSS模型有一些相似特征,但后者可反映更多的中小尺度磁异常信息。三种模型存在的差异主要来自数据数量、位置和建模方法的不同。     

京津及周围地区区域磁异常和地壳磁性层变化的讨论

本文对提取区域磁异常方法作了讨论。在对京津及周围地区航磁资料进行了一系列向上延拓基础上,提出区域磁异常可区分为上部区域异常及下部区域异常。它们分别与地壳的上、下磁性层对应。文中根据上部区域磁异常,对前寒武纪变质基底作了构造分区。根据下部区域磁异常,推测地壳下部磁性层受后期的中、新生代岩浆作用的影响很大。同时又探讨了第三类深部区域异常,推测其可能是莫霍面隆起所致     

郯庐断裂带江苏段及邻区航磁异常与深部构造特征

收集了郯庐断裂带江苏段及周边地区较大比例尺的航磁异常数据,通过水平及垂向求导、欧拉反褶积处理、居里面反演及剖面建模,系统分析了区域地壳磁性结构、断层空间展布及深部构造特征,并揭示了其与地热、地震以及岩浆活动的相互关系.研究表明:(1)区域航磁异常场具有明显的分区性,线性特征明显的航磁异常高值区基本由断裂主控,为岩浆沿断层侵入、灌入导致,而线性特征不明显的航磁异常高值或者低值区主要与磁性基底的埋深有关,其中郯庐断裂带形成NNE向的串珠状高磁性异常条带.(2)航磁场及其方向导数图显示区域发育17条主要断裂,其中郯庐断裂带与周边的10条断裂处岩浆活动剧烈;欧拉反褶积结果显示研究区磁性基底埋深在郯庐断裂带处及其两侧不同构造单元处存在差异;居里面反演结果表明郯庐断裂带为居里面坳陷区,该处为热流值及地温梯度低值区.剖面建模结果揭示郯庐断裂带底部可能存在大范围的基性及超基性岩浆岩,且推测断层剖面延伸形态为张扭性的"负花状构造".(3)以无锡—宿迁断裂为界,郯庐断裂带南北两侧在原始航磁场、航磁梯度场以及欧拉反褶积结果中均体现出了明显的分段性,表现为北侧航磁异常值更高、航磁梯度场波动更加剧烈且磁性基底埋深更浅.     

青藏高原及邻区的地壳磁异常特征与区域构造

研究青藏高原及邻近地区地壳磁异常场分布特征,对认识该区岩石圈结构和演化以及区域地球动力学过程有重要意义.本文根据地面、航空、海洋和卫星磁测资料构建的最新一代高阶地磁场模型NGDC-EMM-720-V3,分析青藏高原及邻区地壳磁异常及其垂直梯度的展布规律、磁异常衰减特征、不同波长带对磁异常的贡献和磁异常与岩石圈区域构造的关系.结果显示,青藏高原正负磁异常都较弱,周边地区磁异常强,其分界与高原区域构造的边界基本吻合.磁异常在青藏高原中西部呈近东西走向,西南部和东部形成弧形状,东南部为近南北走向,与构造走向基本一致.东、西构造结地区形成强的负异常焦点.青藏高原内部各新生代地块的磁异常无明显差异,磁异常与地壳厚度没有直接对应关系.在青藏高原弱磁异常背景上,拉萨地块、祁连地块、柴达木地块和川滇菱形地块叠加有相对较强的地壳浅部的短波长磁场.喜马拉雅分布着东西向强负磁异常带,主要由地壳深部和中部的中长波长带产生.四川盆地和塔里木盆地的磁性构造层稳定.高原南部不同高度处的磁异常变化较大,揭示出从地壳深部到浅层地表的磁性构造发生过剧烈变化.     

云南地区地壳磁异常与地质构造

根据美国地球物理数据中心的地磁场模型(NGDC-720),研究云南地区地壳磁异常的空间变化,包括磁异常及其梯度的分布、磁异常随高度的衰减、不同波长成分对总体磁异常的贡献.比较磁异常与重力异常、大地热流、地震活动等地球物理信息的异同特征,探讨地壳磁异常与地质构造的关系.研究结果表明:丽江—小金河、红河断裂带以西的三江、滇西造山带的异常较弱,菱形地块的异常相对较强.研究区域的地壳磁异常主要是弱磁性基底背景下叠加的浅源磁性体产生.卫星磁异常显示滇中坳陷区具有清晰的偶极场特征.沿红河断裂带分布的正负磁异常带与断裂构造走向一致.围限菱形地块的丽江—小金河断裂、红河断裂、康定—奕良—水城断裂和弥勒—师宗—水城断裂带是磁异常的强弱过渡带.强烈地震发生的地点、大地热流值高的地区,地壳磁异常为负值或相对较弱.     

南极洲东部普里兹湾海域重磁场特征及地壳结构

普里兹湾位于南极洲东部大陆边缘,其深部地壳结构特征对认识白垩纪冈瓦纳古陆裂解和新生代大陆边缘形成具有重要意义.本文利用重磁、多道反射地震、声纳浮标折射地震和ODP钻井数据对普里兹湾海域的深部地壳结构进行了研究.研究结果显示,普里兹凹陷表现为典型的盆地负重力异常特征,其沉积基底较深,而在四夫人浅滩为高幅重力正异常,其沉积基底普遍抬升.在大陆架中部存在SW-NE向条带状基底的抬升,且呈朝NE向逐渐变深的趋势.在中大陆架外侧,均衡残余重力异常呈V字形负异常条带状分布,其两翼分别与四夫人浅滩和弗拉姆浅滩外的大陆坡相连.该异常带在大陆架中部向陆的偏移可能是由于古大陆架边缘的地形影响,推测其与普里兹冲积扇同属于洋陆过渡带向陆的部分,在重力模拟剖面表现为地壳向海逐渐减薄.普里兹冲积扇的地壳厚度较薄,平均为6 km,最薄处可达4.6 km,并且根据洋陆过渡带向海端的位置,推测可能属于接近洋壳厚度的过渡壳.重力异常分区的走向与兰伯特地堑在普里兹湾的构造走向基本一致,可能主要反映了二叠纪-三叠纪超级地幔柱对普里兹湾的裂谷作用的影响.该区域的自由空间重力异常和均衡残余异常均表现为超过100×10^-5m/s²的高幅正异常特征,可能由位于大陆架边缘的巨厚沉积体负载在高强度岩石圈之上的区域挠曲均衡作用所导致,可能与该区域第二期裂谷期之后的沉积间断以及快速进积加厚的演化过程有关.普里兹湾磁力异常的走向与重力异常明显不同,大致可分为东北高幅正异常区和西南低幅异常区.重磁异常在走向上的差异反映高磁异常主要来源于岩浆作用形成的铁镁质火成岩的影响,并且岩浆作用的时代不同于基底隆升的时代,而可能形成于前寒武纪或者南极洲和印度板块裂谷期间(白垩纪).     

基于MF6, EMM2010和CGRF2010模型的中国大陆地壳磁异常特征

利用地磁场全球模型MF6, EMM2010和基于地面观测数据建立的2010.0中国地磁参考场(CGRF2010)等3个模型分别计算了中国大陆地区岩石圈磁场, 发现3个模型各有其特点: 基于卫星数据建立的MF6模型分辨率有限, 其磁异常条带呈蠕虫状; EMM2010模型岩石圈磁场概貌与MF6模型相似但细节特征十分突出; CGRF2010模型可信度较高, 其分辨率东西部差异较大, 异常形态以团状为主． 通过分析3个模型得到的中国大陆地区岩石圈磁场垂直分量ΔZ的强度及其分布特征发现: ΔZ分量在准噶尔盆地、 塔里木盆地、 柴达木盆地及四川盆地等地区均为正值, 而在天山、 大巴山等地区为负值; ΔZ分量分布在华北岩石圈地块与华南岩石圈地块吻合程度较高; 在青藏高原南部、 西域岩石圈地块北部以及松辽岩石圈地块, 全球模型与CGRF2010模型存在显著差别．      

应用航磁资料研究大巴山地区基底构造的初步结果

对大巴山地区最新1:20万航磁资料进行处理,分析大巴山地区航磁异常特点,找出推覆体下磁性结晶基底存在的证据;通过帕克尔界面反演法定量反演计算出磁性结晶基底的深度及范围,确定四川盆地的结晶基底应以陕西安康-竹山断裂为界;重新厘定盆地东北部边界,计算出大巴山推覆带推覆距离约100 km,并推测推覆带下可能存在四川盆地沉积地层。为巴山地区深浅部构造关系的系统解析以及四川盆地油气勘探远景提供一定的参考。     

改进磁变仪布局的研究

本文讨论了各分量磁变仪磁针之间的相互影响以及地磁场各分量的变化、记录光入射角对记录的影响，并由此认为一套磁变仪的布局应满意三项标准：（１）各分量仪磁针间的相互静磁影响要小，且任一磁针受其它磁针工作的影响要低于该分量仪记录的分辨率；（２）各分量仪的状态函数稳定，即保持定向能力强；（３）可产生较高精度的线性记录磁照图。鉴于目前的磁变仪布局与此三标准有明显差距，故本文提出了一种新的布局方案，可满足此三项     

卫星磁洁净的控制和测量

本文叙述卫星磁洁净的重要性、空间磁场的分布、卫星磁性的要求、卫星磁矩的来源、卫星的磁设计和控制、卫星和它的部件的磁矩的测量方法、内容、过程、装置和一些部件的测量结果.卫星磁矩来自三个方面,它们是永磁铁,软磁材料和杂散磁场(电流产生的磁场).磁性设计包括材料选择、器件的测试、电子线路的布置和元件的安排等.     

双星星上部件磁测及磁测设备

双星是我国与欧空局合作的科学探测卫星“TC-1”和“TC-2”．星上安装的探测仪器其中有磁强计和低能粒子探测器,它们要求卫星的磁性对它们的影响小．对整星的磁矩要求为643 mA·m~2,对星上的各种部件(包括仪器和设备)也提出了磁设计标准,大部分部件的磁矩要求为5 mA·m~2以下．因此各仪器设备安装到星上之前,都要进行磁性测量控制,以满足整星的磁要求．本文介绍了星上的磁性来源(剩磁、感磁和电流引起的杂散磁场)、磁测的设备(屏蔽筒和螺线管线圈,磁强计及磁强计用小型无磁性转台,平台和导轨,充、退磁线圈,充、退磁电源,特斯拉计,无磁性转台,标准磁矩磁铁,补偿磁铁)和磁测的方法．     

用小波方法分析2000年7月13日地磁扰动

利用MORLET小波变换对2000年7月13日亚暴期间地磁场变化特征进行了分析。通过小波分析可以得到亚暴增长相、膨胀相,恢复相的发展过程．探讨了亚暴期间地磁脉动的特征。从小波谱中得到,一个谱结构是处于最高纬度的NAL台站更早出现较大的谱值,这说明此次事件中,地磁场首先在高纬区响应行星际扰动。另一个有明显谱结构的周期在：320～2000s之间,该周期范围的波谱几乎分布一天中的各个时段,但在1000～1700UT亚暴期间之间频带变宽并明显增强,这表明亚暴爆发将引起地磁场在高频端的强扰动。     

应用磁视散度及磁源重力异常确定低磁纬度地区磁性体分布-以哥伦比亚普图马约盆地为例

低磁纬度地区受斜磁化的影响,用常规方法很难准确确定磁性体的平面分布特征.为了研究位于低磁纬度地区普图马约盆地的磁性体分布特征,本文根据场的散度原理,假定磁△T异常为具有一定方向的矢量场,其方向与磁化方向一致,导出了磁△T异常视散度的计算方法;根据磁位与引力位的关系,在频率域中通过磁△T异常求取了磁源重力异常,并尝试利用拉普拉斯方程计算磁源重力异常垂向二阶导数.本文设计理论模型讨论了磁△T异常视散度、磁源重力异常垂向二阶导数的特征与磁性体平面分布特征的关系,证明了上述方法的有效性.进而利用上述方法推测了普图马约盆地磁性体的平面分布特征,结果表明:应用磁视散度及磁源重力异常确定的普图马约盆地磁性体分布与实际地质特征吻合较好,取得的成果对普图马约盆地相关地质研究及对低磁纬度地区的磁性体的确定有一定的参考意义.     

Magnetic Characteristics of Different Soil Types from Bulgaria

Magnetic studies of different soil types can provide valuable information about palaeoenvironmental conditions at the time they were formed. Results of investigations of rock-magnetism of genetically different soil types, which developed over varying time intervals (Meadow Chernozem - formed during the last 6000 years BP; Leached Cinnamonic soil - formed since the 3rd-2nd century BC and Pellic Vertisoil - the oldest, formed since the Late Pliocene) are presented. The soil profiles of the Leached Cinnamonic and Pellic Vertisoil are characterized by lower values of magnetic susceptibility, as compared to that of the parent materials. It is shown that using percentage frequency-dependent susceptibility (Xfd%) and viscous remanent magnetization (VRM), pedogenic alteration could be detected even in such circumstances. The variations of the parameters measured along the depth of the studied Meadow Chernozem soil profile are characterized by gradual smooth magnetic enhancement, pointing to the absence of secondary redistribution of pedogenic magnetites. In contrast to this case, the two other profiles (Leached Cinnamonic and Pellic Vertisoil) show magnetically enhanced lower (illuvial) horizons due to processes of acid destruction and re-precipitation of the original pedogenic ferromagnetic minerals down the profiles. These specific magnetic properties are of particular importance in using susceptibility variations as a palaeoclimatic proxy record.     

Rock Magnetic Investigation of Historical Lavas Used in Palaeointensity Studies

Five samples from historical lava flows on Mt. Etna, which had previously been used in a palaeointensity study, were examined using a combination of rock magnetic and microscopic techniques to elucidate the causes of failure of palaeointensity determination. The samples were characterised using a combination of low-temperature susceptibility (LT-), Bitter pattern imaging and scanning electron microscope (SEM). High-temperature susceptibility curves and hysteresis loops had been previously measured by Calvo et al. (2001). Of the five samples only one gave an accurate palaeointensity. This sample was deuterically oxidised and consisted of large exsolved ore grains. It was only possible to distinguish this sample either optically or magnetically from a similar sample by the LT- warming curves; the unsuccessful sample displayed alteration in the LT- warming curves, which was not readily observed in the high temperature susceptibility curves. It is proposed that the measurement of LT- curves before and after heating could be a more sensitive method of determining suitability for palaeointensity determination than previous rock magnetic pre-selection techniques.     

我国地磁观测研究的发展

简述半个世纪以来我国地磁观测研究的发展概况，内容包括我国地磁台站建设、地球主磁场测量与研究、变化磁场的时空特征及形成机制、地磁变化与地震、气候变化等自然现象的关系以及宇宙磁学．     

地壳磁异常的全球模型

从全球磁场减去地核主磁场和变化磁场及其感应磁场后,就得到岩石圈磁场,又称地壳磁场,或地磁异常.地壳磁场是地磁场的重要组成部分,对导航、通信、地球物理勘探等有重要意义.本文简要综述近年来在地壳磁场基本信息获取方面取得的重大进展,特别是Oersted、CHAMP等卫星磁侧的最新成果,介绍在此基础上建立的全球磁异常模型,展望地壳磁场研究的发展趋势和应用前景.     

地球基本磁场的形成与变化的探讨

本文在铁磁体假说的基础上，探讨地球基本磁场的形成与变化的原因.地球的偶极磁场是由于地球的回转和内核中特殊的磁化环境，使内核中心形成的饱和磁化的永磁球体（即磁核）产生的，磁核的大小和温度负相关.地球的非偶极磁场，由外核内几个可确定的磁偶极子产生，这些磁偶极子，是外核中液态金属的流动，切割磁核的磁场而产生的涡流形成的.