区域重力调查中正常重力公式对比

简要介绍了正常重力场定义及影响其值大小的参数,比较了1980正常重力公式与CGCS2000重力公式参数,对现阶段重力勘探工作中经常使用的正常重力与CGCS2000坐标系正常重力场进行对比分析,就区域重力调查工作中推广使用新正常重力公式的必要性进行了论述.由CGCS2000四个参数推导的正常重力场公式,与以往使用的正常重力场公式相比,更加科学、先进,更能准确反映真实的地球重力场.     

复杂条件二维重力场及重力张量场空间波数域正演方法

随着传感器技术的发展,重力场与重力张量场测量技术发展迅速,为实现地下密度分布精细反演提供了数据保障。正演是反演的基础,解决任意密度分布复杂地质体重力场与重力张量正演高效、高精度计算问题,是实现重力高效、精细反演、人机交互反演解释的关键。针对起伏地形和任意密度分布这种复杂条件下二维重力场及重力张量场高效高精度正演问题,这里提出了一种空间波数混合域正演算法,其关键环节包括:①结合新的矩形二度体组合模型波数域表达式和一维Gauss-FFT算法,提出了一种任意密度分布和起伏地形下重力场及重力张量高效、高精度正演算法;②采用新的二维正演算法,计算观测最高点和最低点之间多个不同高度水平网格重力场及重力张量,结合三次样条插值方法,实现了起伏地形上重力场及重力张量场高效、高精度正演。模型算例结果表明,新方法具有高效、高精度的显著特点。     

重力垂直二次导数法的计算、意义和应用

引言众所周知,重力垂直二次导数是布伽异常沿垂直方向的二次导数,也就是重力位沿垂直方向的三次导数,是划分区域场和局部异常的有效方法.重力垂直二次导数有许多计算公式,所得结果不同,原因何在,究竟它们的意义是什么?它们之间有什么异同?能否提出一个准则来选择某一公式?计算精度如何评定?都是值得我们探讨的.本文结合一些实际成果粗略谈几点认识,抛砖引玉,请同志们批评指正.一二次导数法的一般意义大家知道,布伽异常中包含着比局部异常大得多的区域性异常,而和矿产分布有关的局部异常,往往被其掩盖或发生畸变.过去,我们习惯于从实测布伽异常图上来分辨局部异常,就是通常所讲的封闭和凸扭.这种     

中国大陆深层区域构造格架——系列解释之重力场格架

截取全球卫星重力图、重力场水平梯度图、卫星测高数据反演海洋重力异常图、岩石圈重力场和地幔重力异常, 获得中国大陆及其邻区岩石圈地球物理场特征, 揭示地球内部密度结构。简要探讨了中国大陆深层区域构造格架——系列解释之重力场格架。     

重磁资料在准格尔旗地区地质构造解释中的应用

本次工作基于准格尔旗地区重力异常数据,通过对重力数据进行多种有效处理,分析重力场特征,进行异常分区,并结合已知地质、物性参数及磁法资料,圈定出25个局部异常;划分出区内3个明显密度界面和2个明显磁性界面;探讨了区域构造及断裂构造在重磁场上的表现形式,推断出断裂构造24条;依据重磁场特征,划分出4个三级构造单元和7个四级构造单元,为本区地质构造的研究提供了新的参考资料.     

航空重力测量中FIR低通滤波器的比较

航空重力测量数据中含有大量的噪声,需要采用FIR低通滤波器来提取实际的重力异常信息.结合一组实测的航空重力测量数据,讨论FIR低通数字滤波器截止频率和滤波器长度的确定方法,研究了无效数据的删除方法;通过比较不同窗函数设计的滤波器的数据处理性能,得出了在航空重力测量数据处理中,汉宁窗和海明窗设计FIR低通数字滤波器可以满足重力场信息提取的要求.     

2019年甘肃夏河Ms5.7地震前后重力场异常特征分析

地震的孕育发生过程伴随着构造运动、物质迁移和密度变化,将引起地球重力场变化,流动重力重复观测有可能捕捉到与地震孕育有关的前兆信息,从而为中短期地震预测提供重要依据.基于南北地震带2017-2020年的流动重力观测资料,获得了甘东南地区的区域重力场时空变化图像,分析了区域重力场动态变化及其与2019年甘肃夏河Ms 5.7地震发生的关系.结果 表明:①震前测区重力异常变化等值线与临潭—宕昌断裂走向基本一致,且在震中附近出现四象限分布特征,夏河Ms5.7地震发生在重力高梯度带和四象限中心附近;②地震前后区域重力场经历了"区域性重力异常—四象限分布特征—反向变化发震"的时空演化过程;③九寨沟地震的发生可能引起附近断层区域应力场的调整,从而加速了夏河地震的发生;④区域重力场时变与临潭—宕昌断裂在空间上有较好的对应,综合分析可认为该次地震的发震断裂为临潭—宕昌断裂.     

月球虹湾-雨海盆地壳幔结构

为了探讨月球大型撞击盆地形成后的壳幔物质迁移, 采用新近的月球重力场数据研究壳幔界面的起伏情况, 这对撞击盆地的形成演化研究有重要意义.通过对虹湾-雨海盆地地区玄武岩引起的重力异常进行正演模拟, 发现该部分重力异常仅约占布格重力异常幅值的8%, 布格重力异常主要与壳幔界面起伏有关.对该地区不同解算高度的剩余布格重力异常进行场源边界提取, 发现虹湾-雨海西北部的壳幔界面随深度增加向雨海中心倾斜, 在此区域下方, 壳幔界面会有一个向虹湾方向的额外上隆, 可能为月幔物质曾向此方向涌动造成.分析表明这种月幔上涌情况可能在雨海撞击时形成, 或者可能是形成虹湾的撞击对雨海盆地壳幔结构产生了二次影响, 在虹湾地区的壳幔回弹过程中, 拖动雨海下方的物质向虹湾方向运移造成的.      

利用位场数据进行物性填图的阶梯算子

将阶梯算子对重磁数据进行迭代运算,用实测场的局部曲率得到一种由陡边界分隔的均匀区域组成的场。这个结果大致正比于定义在一维(剖面情况)或二维(平面情况)水平区域的物性函数。如果任意的或是以局部地质条件为根据来确定某个模型在第三(垂直)铀上的特性,那么这个结果可以推广到这种物性模型上。该阶梯算法计算速度快并且适合于数据量很大的数据组。在重磁资料都可得到的地区,阶梯算法为两种数据组可以直接进行比较提供了有效的方法。阶梯运算结果有些类似于传统的磁化率(或密度)填图。然而,和传统的磁化率填图不同,阶梯函数是一个不能用等值线来表示的真正的台阶函数。通常情况下,由物性模型计算出的磁场和重力场,要做到同实测数据完全拟合是非常困难的。阶梯图类似一张地质图,在这张图中,多个区域是被陡立边界分隔开,并且域内的细小变化忽略不计。将阶梯算子分别应用于堪萨斯东部一个136km×132km面积上的航磁和重力资料。其结果对重力和航磁提供了一个合理的可靠物理图象。将两种数据结果重迭,看出有许多地区同已知的地下前寒武结晶基底的地质特征相符合。显示出的基底地质图比从狭小钻孔得到的资料或从地球物理数据直观解释得到的解要好得多。     

Characteristics of the Gravity Field and Faults in Tingri-Muztagata Area, Xizang (Tibet) Plateau

为研究青藏高原的地下地质结构和断裂,陕西省地质调查院于2003年～2006年在定日—木孜塔格峰区进行了1∶100万区域重力调查.作者等对获得的重力资料进行了处理和分析,结合地质及其他地球物理资料,将该区布格重力场分成七个区域,描述了其主要特征并分析了其地质意义.进行了定日—木孜塔格峰剖面的重力曲线拟合计算及地质解释,获得了该区地壳结构的定量模型.识别出30条断裂,对它们进行了分类,对其中的重要断裂进行了详细解释.结果表明:重力场分区特征与地质构造分区特征对应得较好;高原边缘及内部各块体间重要的边界断裂都在重力场上有明显的显示;断裂按走向分为近东西向、北东向、近南北向等3组,其中近东西向断裂为主干断裂.     

重力勘探与数据处理和解释方法的回顾

本文简要回顾了我国重力勘探的发展过程,着重评述了数据处理和解释方法,包括区域场和局部场的分离与提取,重力数据的定性解释和定量解释,卫星重力场的应用。     

黔东南地区重力场特征及雷公山地堑系地质意义的初论

通过采用先进的重力数据处理软件，对黔东南地区的1：20万布格重力场和剩余重力场等资料，进行了综合处理，重力解译，地质分析，获得了不少新信息和新认识，不仅证实了区内NE向断裂的存在，还发现了EW，NW，SN向的断裂构造，这是开展1：20万区域重力调查和运用先进的重力数据处理技术的一个重要成果。     

全国铀矿资源潜力评价重力数据处理与研究

通过对全国39个铀成矿带和29个预测区的重力数据处理、重力异常提取、地质构造推断,为全国铀矿资源潜力评价提供了构造单元、断裂构造、岩体范围及深度、盆地范围和地层结构等预测要素。总结了铀成矿环境的重力场特征,与热液成矿作用有关的铀矿（花岗岩型、火山岩型、及部分碳硅泥岩型）主要位于区域重力场从高场向低场过渡的部位或偏向低场区域,主要成矿要素花岗岩岩体、火山盆地均表现为重力低场;大型砂岩型铀矿成矿盆地位于区域重力场的高场区域,而蚀源区则为低场,盆地边缘或内部的隆起区一般位于剩余重力高场区;与上述各类型铀成矿有密切关系的断裂构造在重力场中显示为梯度带、不同性质重力异常的分界线、串珠状异常或条带状异常。     

重力卫星五年运行对求定地球重力场模型的进展和展望

对近年升空的CHAMP和GRACE和将于2007年升空的GOCE卫星在测定地球重力场方面的技术特点和初步成果进行了回顾、比较和评估。并对它们今后在静态和动态的地球重力场构模方面可能的进展作一展望。现在只用一颗重力卫星的轨道摄动数据,就可以以前所未有的可靠性和精确性来求定地球重力场的长波和部分中波。如CHAMP重力卫星的33个月数据所求定的地球重力场模型,相对于曾利用多颗卫星资料所推算的GRlM5-S1重力场模型,在长波方面的精度和可靠性都有很大改善。而GRACE重力卫星的110天数据所导出成果的空间分辨率,又优于CHAMP的33个月的数据成果。GRACE卫星还有一个重要任务,就是测定重力场非潮汐的短期性或准实时的变化。还介绍了新发表的一个联合地球重力场模型EIGEN-CG03C,360完全阶次,分辨率约30′。CG03C同CHAMP／GRACE以前的重力场模型比较,在400km波长的精度方面改善了一个量级,大地水准面的精度改善了3cm,重力异常的精度改善了0．4mgal。     

重力卫星五年运行对求定地球重力场模型的进展和展望

对近年升空的CHAMP和GRACE和将于2007年升空的GOCE卫星在测定地球重力场方面的技术特点和初步成果进行了回顾、比较和评估。并对它们今后在静态和动态的地球重力场构模方面可能的进展作一展望。现在只用一颗重力卫星的轨道摄动数据，就可以以前所未有的可靠性和精确性来求定地球重力场的长波和部分中波。如CHAMP重力卫星的33个月数据所求定的地球重力场模型,相对于曾利用多颗卫星资料所推算的GR1M5 S1重力场模型,在长波方面的精度和可靠性都有很大改善。而GRACE重力卫星的 110天数据所导出成果的空间分辨率，又优于CHAMP的33个月的数据成果。GRACE卫星还有一个重要任务，就是测定重力场非潮汐的短期性或准实时的变化。还介绍了新发表的一个联合地球重力场模型EIGEN CG03C, 360完全阶次，分辨率约30′。CG03C同CHAMP/GRACE以前的重力场模型比较，在400 km波长的精度方面改善了一个量级，大地水准面的精度改善了3 cm，重力异常的精度改善了0.4 mgal。     

辽宁省深部构造特征及其地质意义

本文应用了最新取得的“五统一”区域重力成果，并经过对浅表松散槽的密度亏损进行补偿改正后，求取了全省的区域重力场及其垂向二次导数，计算了莫氏面等深度图。在分析区域重力场及其垂向二次导数异常特征和莫氏面起伏特征的基础上，划分出辽宁深部构造的基本格局。     

基于三层变尺度等效源的离散重力数据重构

离散重力测量数据的重构是重力数据分析和处理中最重要的方法之一.等效源方法作为一种有效且稳定的重构方法,受到国内外学者的关注.基于位场理论,提出了三层变尺度等效源方法的技术方案,可有效恢复测量数据中长波长范围的信息,实现对离散重力数据的高精度重构,进而保障了在重力场重构基础上的重力梯度计算.详细地讨论了三层变尺度等效源的设置以及优化反演计算的过程,通过二维和三维理论模型试验,展示了方法的有效性及相对单层等效源方法的优势,并通过广西某地区实际重力测量数据的应用,验证了方法的抗噪能力和实用性.      

三维变密度体重力异常的正演

岩石和矿石的密度在垂直方向和水平方向常常是变化的.为了更好地对重力异常进行解释,应当研究变密度体的重力异常的正演计算方法.I.V.R.默撒和D.B.罗等曾计算过密度随深度变化、截面不规则的二度体的重力异常.本文提出一种计算三维变密度体重力异常的正演方法.     

卫星重力与地球重力场的文献计量分析

卫星重力与地球重力场研究是国际大地测量学的重要研究领域,不仅带动了大地测量学本身的发展,也在其他相关研究领域取得了重要的科学应用.以2000年1月至2020年9月的20年Web of Science核心合集数据库中关于该领域的科学论文为研究对象,使用文献计量的方法,应用CiteSpace软件对当前研究现状、近年来发展脉络以及研究热点进行分析.结果 表明,关于卫星重力和地球重力场的文献数量总体上逐年上升,2016年以来维持较高的水平,其中美国、德国以及中国的发文量位居前三位;发文量排名前三的研究机构分别为中国科学院、加州理工学院和美国国家航空航天局;我国在卫星重力及地球重力场领域的研究力量相对集中,中国科学院、武汉大学以及中国科学院大学发文数占中国总数的75.36％;利用GRACE数据和球谐函数构建高精度地球重力场模型,反演局部质量变化是当前国际研究热点.得益于卫星重力观测数据,全球重力场模型得到了实质性改进.     

月球质量瘤成因及研究方法综述

月球重力探测一直是国际深空探测的重要目标之一。计算月球重力发现,月球表面存在重力异常区域——质量瘤。通过对质量瘤的特征、成因以及研究方法进行概述总结,认为质量瘤是月幔隆升、高密度物质聚集所致,后期的玄武岩充填可能会增加重力异常,但作用微弱。尽管可以利用月震波分析和月球内部三维密度分布反演新技术,但是基于重力数据和地形资料的研究方法更能高效地对月球的重力场及其特征进行详细研究,高精度的重力场模型可以揭示月球深部构造及层圈形态,进而探索早期月球起源、内部物质演化与运动过程等。该研究方法可为月球和其他类地行星的重力研究提供参考。