应用卫星重力信息对横断山系地区布格重力异常特异分布的纠正

在云南省西部,跨越中、缅两国交界的横断山系地区（97°E~102°E,24°N~30°N）有近一半的面积尚没有重力测点、即重力数据空白区和重力测点稀少的普查级测区.以前的有关文献、图集中所给出对此地区的重力场都是十分模糊的结果与图件.因此应用这些资料无法详细地研究该地区重力场特征与深部地壳结构（构造）.本文应用卫星重力异常资料作为“近似空间重力异常”,经中间层改正后给出的“计算布格重力异常”,其分布特征与该地区的地形高程呈很好的镜像相关.对相应山脉、河谷以及断裂构造都有所反映.特别是在横断山系地区该布格重力异常呈现为近南北的走向.为此,据该“计算布格重力异常”,并选定对该区有代表性的一条重力异常剖面作正反演计算,以得到其地壳深部结构剖面.结果表明,在横断山脉地区的地壳厚度在51~56 km间起伏变化;滇西北云岭山系以及玉龙山区的地壳厚度约在60 km以上. 最后,对所得结果与图件进行了讨论,并提出了几点认识和纠正的建议.     

断层地质位错模型的局部重力异常稳健反演分析

理论分析和观测实践表明,断层位错会引起断层周围局部重力场的变化．长期重复的位错事件引起的重力变化以局部布格异常积累起来,成为断层历史活动的证据,也为古地震的研究提供了一条途径．本文研究了利用局部重力布格异常反演断层古地质位错的方法．为了消除局部重力布格异常中与断层运动无关成分对反演结果的影响,提出了稳健非线性反演方法,并构造了相应的稳健算法．模拟算例表明,阻尼最小二乘和贝叶斯最小二乘由于受含粗差数据的吸引而偏离其真实解,数据受粗差污染的程度越重,偏离越严重．相对地,用本文提出的稳健-阻尼和稳健-贝叶斯反演的结果,即使50%的数据受粗差污染,仍能与不受粗差污染数据的反演结果保持一致．这说明本文所提出的稳健反演方法是有效的．滇西洱海周围断裂的古地质位错模型反演结果表明,苍东北和洱海断裂是以正倾滑为主的断层,错动量为4～5 km,苍东南断裂的倾滑相对较小．反演结果的理论值与局部重力场的拟合程度是令人满意的．      

时间域内有限地震断层的反演问题

为了解决有限地震断层破裂过程研究中的正演和反演问题，本文提出：（1）用广义反射、透射系数矩阵和广义射线理论计算上地幔及远场范围体波理论地震图的混合方法．同时采用格林函数的一种新的组合方式，可节约1／3计算机内存．（2）采用基于模拟退火的热浴算法进行全局搜索反演，不仅提高了在计算过程中新模型被接收的可能性，而且使得在时间域内目标函数的计算速度提高了近二个数量级．对1994年台湾海峡地震震源破裂过程的研究结果表明，这次地震的破裂过程相对比较简单．在前4．0s内地震断层的破裂相当剧烈，错动距离的平均值随着破裂时间增加而迅速减少．开始时破裂速度较高，前4．0s的平均值为3．1km／s，之后逐渐降至2．2km／s．错动方向随破裂的变化不大．     

时间域内有限地震断层的反演问题

为了解决有限地震断层破裂过程研究中的正演和反演问题,本文提出：（1）用广义反射、透射系数矩阵和广义射线理论计算上地幔及远场范围体波理论地震图的混合方法．同时采用格林函数的一种新的组合方式,可节约1／3计算机内存．（2）采用基于模拟退火的热浴算法进行全局搜索反演,不仅提高了在计算过程中新模型被接收的可能性,而且使得在时间域内目标函数的计算速度提高了近二个数量级．对1994年台湾海峡地震震源破裂过程的研究结果表明,这次地震的破裂过程相对比较简单．在前4．0s内地震断层的破裂相当剧烈,错动距离的平均值随着破裂时间增加而迅速减少．开始时破裂速度较高,前4．0s的平均值为3．1km／s,之后逐渐降至2．2km／s．错动方向随破裂的变化不大．     

应用布格重力异常研究郯庐断裂构造

使用布格重力资料对郯庐断裂带的中段部分（沂沭断裂带）进行了研究. 结果表明, 郯庐断裂带莫霍面及地壳内界面均发生错断,断裂带两侧地壳各界面起伏平缓. 该结果与前人的郯庐断裂带是切穿地壳的深大断裂的认识相一致. 在郯庐断裂带两侧,地壳结构明显不同,西侧沉积层较薄,平均在5 km以下;东侧多数在6 km以上;在断裂带中央沉积物最薄,大约为3～4 km. 断裂带东侧莫霍面埋深浅,大约为33～34 km;西侧莫霍面埋深明显增加,达到36～38 km．反映了莫霍面深度在断裂带附近整体是向西增加的. 郯庐断裂带在重力场分布中则表现为一条宽度较大的线性布格重力异常梯度带.      

TRANSVERSE STRUCTURES FEATURES OF DIFFERENT DEPTHS DERIVED FROM BOUGUER GRAVITY ANOMALIES IN THE SOUTHERN SEGMENT OF TAN-LU FAULT ZONE

To research the faults distribution and deep structures in the southern segment of Tan-Lu fault zone(TLFZ) and its adjacent area, this paper collects the Bouguer gravity data and makes separation by the multi-scale wavelet analysis method to analyze the crustal transverse structure of different depths. Meanwhile Moho interface is inversed by Parker variable density model. Research indicates that the southern segment of TLFZ behaves as a NNE-directed large-scale regional field gravity gradient zone, which separates the west North China-Dabie orogen block and the east Yangtze block, cutting the whole crust and lithosphere mantle. There are quite differences of density structures and tectonic features between both sides of this gradient belt. The sedimentary and upper crustal density structure is complex. The two east branches of TLFZ behave as linear gravity anomalous belt throughout the region, whereas the two west branches of TLFZ continue to extend after truncating the EW-trending gravity anomaly body. The lower crustal density structure is relatively simple. TLFZ behaves as a broad and gentle low abnormal belt, which reflects the Cretaceous-Paleogene extension environment caused graben structure. The two west branches of TLFZ, running through Hefei city, extend southward along the west margin of Feidong depression and pinch out in Shucheng area due to the high density trap occlusions in the south of Shucheng. The Feizhong Fault, Liu'an-Hefei Fault, and Feixi-Hanbaidu Fault intersect the two west branch faults of TLFZ without extending to the east. Recent epicenters are mainly located in conversion zones between the high-density and the low-density anomaly, especially in TLFZ and the junction of the faults, where earthquakes frequently occurred in the upper and middle crust. As strong earthquakes rarely occur in the southern segment of TLFZ, considering its deep feature of abrupt change of the Moho and intersections with many EW-trending faults, the hazard of strong earthquake cannot be ignored.     

层状介质中断层位错引起的重力异常及其数值模拟

修正了文献［１］给出的两个公式和计算机程序中的个别错误，并根据文献［１］利用层状介质中的位错理论及其与相应重力变化的关系［２，５］，通过数值模拟方法研究了矩形位错面在不同尺度、倾向、埋深和位错的情况下有不同取向、量值的重力异常变化。此外，还对唐山地震、共和地震的重力资料作了几个测点的计算以探索地震物理前兆场空间和强度分布的复杂性。结果表明，断层错动引起的重力变化在空间、强度上的分布是十分复杂的。它是位错地表形变和地下层界面形变效应共同作用的产物，既可以是正异常，也可以是负异常。位错源的几何条件、埋深条件、位错方向和量值等对重力的空间、强度分布和范围有较强的影响。这就说明对于地震与重力异常的关系不能一概而论，要考虑一次地震特定条件的影响。本研究也为我们理解其它地震前兆物理场的复杂性提供了有益的启示     

华北地区断层现今活动速率与特征

系统分析了华北地区跨断层形变资料,计算了断层活动平均速率,研究了断层活动年变率的动态演化。结果表明,华北地区现今断层活动水平较低,平均速率为０．１７ｍｍ／ａ;山西—延怀地区断层活动水平高于华北地区平均水平;山西带及郯庐带北端活动速率呈上升趋势,这与现今及近期的地震活动有密切关系;强烈地震发生前,存在大范围断层活动平均速率的增加;大范围断层活动方式的转折,可能是地震活动分期的重要标志之一     

A PRELIMINARY PROCESSING OF THE BOUGUER ANOMALY IN AREAS OF VERY COMPLICATED RELIEF*

Strictly speaking, the Bouguer anomaly is the difference between the gravity observed at some point and the gravity to be expected at the same point for a “normal” earth corresponding to the same level. If the points of observation are located on a surface deviating significantly from a plane, a reduction of the data to a common plane is necessary before interpretation; otherwise spurious anomalies might occur. The processing is based on the solution of the generalized Dirichlet problem. Application of the proposed procedure to a synthetic, but realistic, model bears out the validity of the approach.     

太行山重力梯级带的密度结构及其地质解释

斜贯中国东部地区的大兴安岭 -太行山 -武陵山重力梯级带是一条地壳深部构造变异带。选择与其中段———太行山重力梯级带相垂直的阜平 -定州剖面 ,利用人工地震测深与布格重力异常资料 ,进行了地壳 -上地幔密度反演分析。结果表明 ,该剖面的地壳 -上地幔密度分布具有明显的不均匀性。总体特征是剖面西部密度较低 ,东部密度较高 ,地壳厚度的横向变化基本上决定了布格重力异常梯级带的形成。结合华北地区的中新生代构造演化 ,认为太行山重力梯级带是燕山期以后形成的 ,它与板块之间的相互作用及上地幔热物质的运动相关     

东亚扇区赤道异常北峰的移动规律

本文利用冲绳、台北、广州、海南四个电离层垂测站的f₀F₂月报表资料,分析东亚扇区赤道异常北峰的移动规律,得到北峰位置随季节、太阳活动不同周相的移动规律。并且发现赤道异常的两日振荡将引起北峰位置作相应的波动。     

东亚扇区赤道异常北峰的移动规律

本文利用冲绳、台北、广州、海南四个电离层垂测站的f0F2月报表资料,分析东亚扇区赤道异常北峰的移动规律,得到北峰位置随季节、太阳活动不同周相的移动规律。并且发现赤道异常的两日振荡将引起北峰位置作相应的波动。