香山绝对点的重力非潮汐变化

198 8年 3月～ 2 0 0 1年 3月中国地震局和中国计量科学院合作用NIM Ⅱ仪器在香山地震台进行了 5 8次绝对重力测量 ,其中 4 4次同时量测了地下水水位。本文从多角度研究了香山点重力变化的机理。主要结论 :(1)地下水活动是重力变化的主要局部干扰源 ,它与重力观测值分段相关 ,可用一个 5次多项式进行改正 ;(2 )局部地壳形变的影响甚小 ,可略而不计 ;(3)地震活动导致重力值发生短期变化 ,最大幅度达 0 .333μms- 2 ;(4) 1989～ 2 0 0 1年重力值近于线性地下降了 0 .191μms- 2 ,平均速率为 - 0 .0 147μms- 2 /a ,属全球性或区域性重力变化     

关中地区地壳形变综合分析与研究

利用关中地区1971~1996年垂直水准资料、1993~2005年流动重力测量资料和1999~2004年GPS观测资料,研究了关中地区地壳形变场的时空变化特征。结果表明:1)研究区地壳形变场变化与活动断裂构造密切相关,临潼-长安断裂是近期非常活跃的断裂;2)地壳形变总体表现为渭河断陷盆地沉降、重力增加,秦岭山区隆起、重力减少;3)垂直形变、水平运动和重力场变化有较好的一致性,显示出该地区现今构造活动的继承性及东、西部地壳运动存在一定的差异;4)西安地区由于过量开采地下水,引起地层压密效应,造成地面急剧下沉与重力值急剧增加。     

三峡工程蓄水前后的精密重力测量

介绍了三峡工程蓄水前后的精密重力测量和取得的初步研究成果。观测资料表明 :库坝附近水荷载的直接重力效应明显 ,最大重力变化约 2 0 0× 10 -8ms-2 ,地下水渗透和地形变引起的间接重力效应 ,其影响范围离库岸约 5km ;库首区的最大重力变化区域在香溪附近 ,蓄水后的重力场变化需要继续监视和深入研究     

点位错引起的单层密度变化

采用求解地壳单层密度变化的一般公式，导出其平面近似公式并给出了相应的数值计算方法。在此基础上，将点位错引起的地表形变和重力变化同时解析延拓至Ｂｊｅｒｈａｍｍａｒ球面上，得到了点位错引起的地壳单层密度变化的图像。分析表明：①单层密度变化图像与地表形变、重力变化图像相似；②地表形变对单层密度变化的影响比地表重力变化要大；③若点位错引起地表重力变化为１０－６～１０－７ｍ／ｓ２量级、高程变化为０．１～１ｍ量级，则单层密度变化可达１０３～１０４ｋｇ／ｍ２量级；④单层密度变化在隆升区为正，沉降区为负     

中国西部地壳水平运动引起的重力场空间变化特征

用数值模拟方法研究地壳水平运动与空间重力变化的关系,得出:地壳划分的长方体在单一方向上水平位移引起的空间重力变化呈负对称分布。结合中国西部地区的数字高程以及GPS观测速率数据,计算了中国西部地区地壳水平运动引起的重力场变化,将其与卫星重力观测结果进行对比并作出解释。     

深部场源变化微重力观测系统设计与模型研究

基于陆地μGal级精度的重力重复测量可以获取高精度区域重力场时变信号，实现对地壳内部介质物性变化的监测能力。提出一种基于现有地震重力监测网络，通过优化场地观测条件，联合应用高精度绝对重力、相对重力，联合水准、GNSS系统和水文等观测手段，设计一种新型的场地重力阵列式观测系统，有助于分离不同深部场源引起的微重力变化信号。该观测系统除可以提高地壳深部场源信号的信噪比外，还可以通过调整阵列间距来监控敏感区场源变化，有助于探测地壳深部地震孕育和发生阶段的场源介质物理变化过程。     

粘弹性半空间内膨胀引起的地表垂直位移和重力变化

研究了粘弹性半空间内膨胀（Ｍｏｇｉ模型）引起的地表垂直位移和重力变化，推导了Ｍａｘｗｅｌｌ半空间模型的解析计算公式。数值结果表明，地表垂直位移、重力变化以及重力变化与地表垂直位移之比受介质流变特性的影响很大。因此，在解释和模拟火山区、地壳隆起区、地热场等长期地表形变和重力观测时需考虑介质的流变特性影响。     

日本东北大地震引起的洋底地壳和海水质量重分布效应分析

采用两种方式得到2011年日本东北大地震引起的洋底垂直形变数据,通过傅里叶变换和傅里叶逆变换计算得到洋底地壳垂直运动产生的洋底地壳与海水物质交换导致的重力效应。分析这两种方式得到的重力变化并与利用GRACE提取的重力变化对比,结果发现此效应显著,在提取同震重力变化时不可忽略。     

中国西部地壳垂直运动引起的重力场空间变化特征

结合中国西部区域的数字高程数据以及地壳垂直运动速率数据,计算中国西部地区地壳垂直运动引起的重力场变化的分布,并与卫星重力观测结果进行对比。研究表明：中国西部区域的重力场变化与地壳垂直运动速率场变化有很强的相关性,青藏高原以南的喜马拉雅山脉地壳上升运动速率最大,其引起的重力变化为正的最大值;准噶尔盆地地壳下沉运动速率最大,其引起的重力变化为负的最大值;塔里木盆地及柴达木盆地地壳下沉运动速率相对较小,相应地引起的重力变化值相对较小。     

绝对重力观测的潮汐改正

讨论了绝对重力观测中的潮汐改正问题 ,重点对绝对重力观测中的海潮负荷影响进行了研究。利用 3个不同地区大潮期间的绝对重力观测结果 ,对目前国际上几个精度较高的海潮模型进行了检验。结果表明 ,用目前国际上几个新的精度较高的海潮模型作海潮负荷影响改正明显好于以往采用的Schwiderski海潮模型。沿海地区大潮期间的绝对重力观测结果经过海潮改正后 ,观测精度虽能得到明显提高 ,但很难达到 2× 10 -8m·s-2 。     

中国大陆重力潮汐参数及其特征研究

给出了我国某些台站１９８９～１９９３年重力固体潮的观测结果，叙述了进行有关改正的原理、方法，并给出经过改正后的潮汐参数。     

滇西北和邻区均衡重力异常特征及其壳内构造

本文以爱黎-海斯卡宁均衡补偿假设模式为基础,利用圆模板编制了滇西北及邻区均衡重力异常图。分析了异常的基本特征与壳内构造的关系,并初步探讨了均衡重力异常和强震活动的相关性。     

Gs重力仪改进设计

为提高全国重力台网的监测能力,介绍了利用现代电子技术、传感技术和计算机技术的最新成果对Ｇｓ 重力仪进行的集成化、数字化改进。改进后的Ｇｓ 重力仪的观测可靠性、观测资料质量及自动化程度得到提高,并具备数字接口功能。     

断层活动的重力效应

地球内部的热应力和重力是驱动地壳运动和地震活动的主要力源，而这些构造应力往往在地壳薄弱处──断层带发生作用。本文从断层在构造应力作用下有关参数发生变化这一情况出发，讨论它们的重力效应，所得结果表明，断层的几何参数和物性参数发生变化时，重力场将产生相应的变化。     

南秦岭碧口群岩石组合特征及其构造意义

碧口群是扬子板块西北缘中晚元古代古海沟—岛弧体系的重要组成部分。岩石组合、岩石化学及稀土元素特征研究表明,其下部为蛇绿岩组合,以大洋E型拉斑玄武岩为特征,代表古俯冲杂岩;上部为重力流沉积组合,以火山质碎屑浊积岩及陆源碎屑浊积岩为特征,类似于海沟型复理石组合,代表古海沟堆积。同时构造变形及变质作用特征表明,在蛇绿岩分布区发育有大型韧性剪切带和高压低温变质的蓝闪片岩。由此可见碧口群属于中晚元古代扬子板块西北缘的古海沟—俯冲地体。     

珠峰附近的重力场及其重力值推估

根据有限的重力资料,首先对珠穆朗玛峰附近的重力场特征作了分析,结果表明,空间异常（Δｇｆ）均为正值且变化剧烈,它主要受地形起伏制约;布格异常（Δｇｂ）均为负值,但比其北侧高原大,说明喜马拉雅山虽然最高,但“山根”并非最深;均衡异常（Δｇｉ）均为正值,且比南北两侧为大,揭示了喜马拉雅山脊的下方可能存在密度较大的物质。其次,根据Δｇｆ与高程相关性极强（关联度达０．９６～０．９７）的特点与４种有关的公式,有效地推估了珠峰顶上的重力值,该值为９７６９８０×１０－５ｍ·ｓ－２,其平均误差为±６×１０－５ｍ·ｓ－２。这一结果可为精确确定珠峰的大地水准面和正高提供必要的数据。     

活动断层运动的重力场反演

阐述了断层错动引起地表重力变化的基本原理 ,给出了弹性半无限空间点源位错到矩形位错引起的重力变化的基本解析式 ,并将结论推广到多个断层。介绍了利用重力变化反演断层运动的基本思路。以滇西实验场作为应用实例 ,对 1996年 2月丽江 7.1级地震发生前后场区内的活动断层运动进行了演算 ,给出了断层位移解 ,并与已有资料相比较 ,结果基本一致 ,但误差分析结果表明本文位错模型还有待于改善。     

鲜水河断裂带的重力场变化特征

对鲜水河断裂带区域重力网 10多年的观测资料进行了精细处理 ,在此基础上 ,构制出能展现异常变化特征的重力场空间分布图。分析认为 :鲜水河断裂带和龙门山断裂对网区重力的时间变化有明显的控制作用 ;区域重力变化的空间分布存在较大的差异 :东南段的变化大于西北段 ;尤其是康定一带 ,是现阶段地壳应力容易累积的危险地区。分析还表明 ,在巴塘、小金和丽江等地震前 ,重力场有明显的异常变化     

不同区域地震前重力变化与垂直形变关系的差异性及其可能机制

为了探讨不同区域地震前重力变化及其与地壳垂直形变关系差异性的可能机制，本文首先研究了地震前膨胀体在不同应力状态下四种性质不同的徽裂隙所引起的重力变化及其与垂直位移的关系，给出了相应的一些数值结果。分析了震源体处在不同力学和构造环境下，重力变化可能存在的差异以及唐山地震前重力变化的可能机制。研究结果表明，不同区域地震前重力变化与垂直位移关系的差异的一种可能机制是由于震源体所处的力学和构造环境不同，造成膨胀体内微裂隙破裂方式不同所引起；唐山地震前重力变化则可能是震前在震源区内丛集了大量垂直向张性微裂隙以及深部物质迁移至微裂隙中。     

地壳孕震过程的重力变化研究

根据多孔介质中的力学理论,推导了在地壳中存在微孔洞时介质的应力应变本构关系的表示公式,讨论了描述地壳中空洞形成过程的孕震模型参数,讨论了孕震模型参数的变化与地壳介质状态的变化和地面重力变化的关系,并根据乘法分解理论推导了孕震过程计算重力变化的弹塑性递推计算方法,并采用GTN模型进行了数值模拟.在此基础上,将数值模拟结果与发生在1996年云南丽江Ms=7.0地震前后的重力变化进行了对比分析,讨论了微孔洞的形成过程与地面重力变化的关系,较合理地解释了丽江Ms7.0地震前后的重力变化过程.