封面"海洋地磁测量立体探测场景图"介绍

本期封面是一幅海洋地磁测量的立体探测场景图,它展示了海洋地磁测量的新技术、新方法.海洋地磁测量以"总场测量"和"矢量测量"等不同测量方式在海域的不同空间位置上采集地磁场信息,探索地球奥秘.具体的工作模式分别有:①卫星磁测、②船载固定翼无人机磁测、③船载三分量磁测、④海面磁测、⑤海面无人艇磁测、⑥近海底深拖磁测、⑦长航程AUV磁测、⑧海底地磁日变观测、⑨海底地磁场矢量观测和⑩超长锚系的海洋地磁观测潜标等.     

氦光泵磁力仪探头设计和环路数字化研究

磁法勘探是一种常用的地球物理勘探方法,其中光泵磁力仪是国内外应用于航空和地面磁法测量最多的磁力仪器.为满足深部矿产资源勘查对高精度磁测设备的需求,本文开展了低噪声、宽量程的高性能数字氦光泵磁力仪关键技术研究,主要包括磁传感器探头优化设计和新型数字化环路设计两方面.首先通过深入分析影响氦光泵磁力仪灵敏度的主要决定因素,对磁传感器关键部件氦灯、氦室进行小型化技术研究,解决高性能氦泵源和原子气室等关键件的制作工艺,提高氦灯效率和氦吸收室的磁共振信号输出强度,制作出高性能、低噪声的小型化氦光泵探头.然后,针对常规模拟跟踪环路的局限性,通过数字化技术研究,采用FPGA、DSP、DDS、环路跟踪算法和信号处理软件等技术构成新型数字环路,弥补现有基于模拟跟踪环路技术的模拟式氦光泵磁力仪的不足,该数字环路降低了氦光泵磁力仪的电路噪声,增强了抗电磁干扰能力,并扩展了磁力仪的量程.本文通过小型探头和数字环路的技术设计,研制出高精度大量程的地面数字氦光泵磁力仪,并用于第三方测试.通过第三方测试证明：实测仪器的静态噪声小于4 pT,磁场测量范围为20000~100000 nT,梯度容限大于10000 nT/m.     

改进的各向异性标准化方差探测斜磁化磁异常源边界

针对存在强剩磁作用磁化方向不明的磁异常,本项研究探索直接处理斜磁化磁异常的识别,提出了基于磁力梯度张量模的各向异性边界探测方法.首先利用各向异性尺度改进了各向异性标准差的核函数,突出各向异性高斯函数的作用;结合磁力梯度张量模来消弱斜磁化的影响.数值实验模拟了一组复杂磁异常模型,在斜磁化条件下分析该研究方法的边界探测效果.实验表明：改进方法,即磁力梯度张量模的各向异性标准化方差,它可以探测非垂直磁化磁异常的磁源边界;同时指出,改进方法比基于三维解析信号振幅的各向异性标准化方差对磁化方向的依赖性更小.将该方法应用于中国西部某磁铁矿集区的精细探测,在非垂直磁化条件下对实测磁异常直接进行边界探测,获得了较为理想的处理结果.     

云南澜沧、耿马地震前地磁变化异常

1988年8月底至9月底,横跨红河断裂布设8个测点进行三分量地磁短周期变化的同步连续观测。测点分布见图1.8个测点是:昆明、玉溪、峨山、杨武、元江、墨江、思茅、景洪。昆明及玉溪测点使用MFM-3磁饱和磁力仪,其它测点使用GM-1磁饱和磁力仪。MFM-3和GM-1仪的仪器噪声水平分别为0.02nT和0.05nT,温度系数均为0.5nT/℃。为了减少温度变化对观测的影响,观测时将仪器探头埋于地下。采取可见曲线记录仪记录地磁变化。H和D变化的记录灵敏度为1.333nT/mm,Z变化的记录灵     

超导岩样磁力仪的研制

超导岩样磁力仪是以超导量子干涉器（SQUID）为磁传感器用来测量岩样剩磁的仪器,是研究岩石磁学和古地磁学的重要手段。它比常规的古地磁仪器--无定向磁力仪、旋转磁力仪具有灵敏度高、响应时间短、动态范围大、又可三分量同时测量等优点,满足了弱磁岩样测量的要求。本文叙述了超导测磁的理论基础,仪器的组成,原理,研制情况及实测结果。     

城市活动断层探测中的浅层地震勘探数据库建设——以石嘴山市活动断层探测为例

浅层人工地震勘探是城市活断层探测工程中的重要部分。浅层地震勘探数据库记录测点位置、测线分布图、断点位置等详细信息。本文以宁夏石嘴山市活动断层探测为例,重点介绍了针对石嘴山市内四条隐伏断裂所布设的33条浅层地震勘探测线数据库建设的数据库模型、技术方法、操作技巧及注意事项,为城市活断层探测中基于 ArcGIS等平台系统建立浅层地震勘探数据库提供借鉴。     

新疆地震活动区的地磁观测与研究

新疆地区是中国最活跃的地震区之一.为了监测新疆地区潜在的强烈地震,2003年在该地区建立了N和S两个地磁测网并进行了地磁三分量测量.在N和S两个测网所选建的51个测点周围环境良好,地磁梯度小,适宜地磁测量.在野外测量中,使用性能稳定可靠的G-856磁力仪、DI磁力仪与GPS仪器,应用GPS测定方位角,DI磁力仪测量地磁偏角D与倾角I,G-856磁力仪测量总强度F.应用新疆地区乌鲁木齐与喀什地磁台站的资料,分别通化了N和S两个测网的地磁测量资料.该地磁通化值的平均标准偏差σ为:F的σf=0.20 nT;D的σd=0.06′;I的σI=0.03′,表明地磁测量资料准确可靠.根据上述地磁测量资料,应用精度高的spline方法,得到了N与S测网地磁场及其异常场的分布.结果表明,该地磁场及其异常场的分布,可以准确地描述N与S测网的地磁场及其地磁异常场.该地磁分布为今后在新疆地区的震磁研究与地震监测提供了良好的地磁参考场.     

海底流体逃逸活动的地球物理响应特征

海底流体逃逸活动对海洋油气勘探、天然气水合物勘查和试采、海底固体矿产勘探与全球气候变化研究等方面具有重要意义.理解海底流体逃逸活动规律,研究流体逃逸活动演化过程,并建立综合探测体系显得尤为重要.本文系统梳理了海底流体逃逸活动在海底可视技术、综合声学水体成像技术、"磁亮点"技术以及卫星遥感技术等相关探测方法下的不同地球物理响应.分析认为,海底流体逃逸活动容易改变海底地层的物理性质和形态,在地震剖面和声学图像上表现为独特的流体异常反射特征和声学响应;烃渗漏形成烃蚀变带,在航磁图像上表现为弱磁异常;渗漏油膜在SAR卫星图像上表现为黑色斑块;天然地震控制下的断裂带流体逃逸活动在临震时震中附近在热红外图像上表现为亮温异常.结合不同探测方法的探测效率和优势特征,提出了利用卫星遥感和"磁亮点"等方法进行平面约束预测,用剖面或立体声学水体成像数据进行海底流体活动确认,再通过海底可视数据进行精细探测的综合地球物理探测方法,为深入研究海底流体活动系统理论提供参考,同时指出流体逃逸活动研究的相关方向.     

考虑航磁水平梯度变化的ΔT网格化方法研究

实测航磁横向水平梯度反映垂直于测线的磁场梯度,比传统航磁ΔT数据包含测线之间更多的磁场信息.针对航磁数据网格化问题,采用Hardwick提出的方法,利用航磁水平梯度与ΔT数据构建拟测线,并结合Akima插值法,开展了双方向测线型ΔT网格化方法研究,最终实现了考虑航磁水平梯度变化的ΔT网格化;针对网格化结果中的虚假异常采取了有效滤波方法.通过理论模型数据和实际数据网格化处理,表明该方法可以突出航磁测线之间的异常细节、更清晰地反映线性构造或磁性体走向,提高了网格化的精度和分辨率.     

子午工程二期感应式磁力仪

地球的感应磁场是空间电流体系在地球内部感应而成的电流所产生的磁场.通过地球感应磁场的观测，既可以了解空间电流体系的信息，也可以了解地球内部电性结构等信息，是研究空间天气事件和地震圈层耦合机理的重要物理参量.子午工程在我国大陆和南极地区东经120°、100°和北纬30°、40°线附近布设呈“#”字型分布的多台（套）感应式磁力仪，开展固定、长期、连续的地球感应磁场测量.子午工程一期配置有14台（套）由乌克兰生产的LEMI-30型感应式磁力仪，自2009年开始观测，至今一直正常运行，并将与子午工程二期并网融合运行.子午工程二期将布设13台（套）感应式磁力仪，计划于2023年投入运行，与子午工程一期已布设设备共形成27台（套）的感应式磁力仪观测网.子午工程二期感应式磁力仪由我国自主研制，磁芯采用高磁导率的新型合金材料，通过采用多片叠加技术，有效聚集磁场，增强感应输出信号，提高传感器对微弱信号的拾取能力.研制方出厂测试、中国计量科学院测试以及在高淳地震台较长时间的实际观测，结果表明，子午工程二期采用的感应式磁力仪的频带范围宽，可达0.001～30 Hz，灵敏度高，分辨力达10 pT，长期运行稳定...