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.     

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.

     

喜马拉雅东构造结周边地区地壳磁异常分布特征研究

根据波茨坦地磁场模型(POMME6.2),研究喜马拉雅东构造结周围地区地壳磁异常的空间分布、磁异常随高度的衰减特征.利用二维小波变换方法对地表磁异常进行分解,分析小波细节组合和逼近信号的异常特点.讨论磁异常与地质构造的联系.结果表明,研究区内地壳磁异常分布相当不均匀.喜马拉雅—东构造结—龙门山—大巴山地区分布着较强的负磁异常;四川盆地为正磁异常,其他地区磁异常较弱.东构造结对周围地区磁异常有重要影响,它及其周围地区的地壳磁异常都是在负磁或弱磁异常背景上,叠加着中短波长的正负磁异常.这些中小尺度磁异常由中、上层地壳磁性物质产生,走向与地质构造基本一致.沿金沙江、红河断裂带分布着清晰的弱磁异常带.龙门山断裂带、丽江—小金河断裂带和红河断裂带是磁异常强弱过渡带.青蒇高原中部东西向的磁异常,在东构造结弧顶地区呈弧形分布.青藏高原中部和滇中地块带状、团状磁异常具有相同的衰减规律.     

磁相变与地壳地球物理异常

我们曾提出过一种可能导致地磁和地壳电导率异常的来源：地壳中的二级磁相变,即居里（尼尔）深度附近磁化率的显著提高.这一现象能很好地解释一些来源不明的地磁异常.本文总结了在中地壳深度处、薄且高磁导率异常体的一维和多维大地电磁特征.高磁导率层引起的异常与高电导率层导致的异常相比,大小上可相比拟,但符号相反.无论在什么情况下,经典的大地电磁解释容易导致一个不真实的极厚高阻层,并且在地磁异常附近有与之对应的空间波长,二级磁相变也被认为是这一现象的可能解释.尽管在地壳中是否存在二级磁相变还有一定争议,但最近的一些固体物理实验结果进一步表明它可能是地壳各种地球物理异常的来源之一.     

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.     

由卫星磁异常推断西藏高原地壳的磁性特征

根据前人对本区卫星和航空磁异常所作的研究工作，作者经过综合研究所得的结果是：西藏高原地壳中的磁性层在地表以下30km以内，其磁化率平均为.0167SI,相当于I－型花岗岩类的磁化率，在30km以下，地壳显示为无磁性。     

连云港—临沂—泗水剖面重磁异常特征与地壳构造

本文利用连云港～临沂～泗水剖面的重力测量资料计算出地壳厚度,并与人工地震测深结果进行比较,讨论了该剖面的重磁异常和地壳厚度分布特征。     

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.     

地磁垂直分量震磁异常

自1979年以来,江苏地磁垂直分量台网已进行了十年的连续观测和试验。在上述时间内发生的三次M_s>5.0级地震前都观测到地磁垂直分量异常变化。这种异常在平时是不出现的。 作者认为,在中低纬度地区,用较密集的连续观测垂直分量台网能更有效地捕捉到地震磁异常信息,以改善地磁方法预报地震的效果。     

对“青藏高原及邻区的地壳磁异常特征与区域构造”商榷的回复

感谢骆遥[1]对我们论文[2]的关注和直言不讳的意见,我们赞赏他严谨的科学态度.骆遥的主要意见是:在NGDC-720模型构建中,青藏高原中西部有100多万平方公里地区缺少航磁数据.论证了用此模型来研究整个青藏高原地区地壳磁异常特别是由地壳中、浅层物质引起的磁异常存在局限;指出在使用岩石     

山西形变台网对汶川8．0级地震的响应及异常特征

介绍了山西形变台网的基本情况,应用台网的观测资料,研究了汶川8．0级地震前的异常变化及同震响应,给出了异常特征。     

利用InSAR技术研究滇西南镇康—永德地区现今地壳形变特征

基于12景ALOS PALSAR卫星影像,利用InSAR的前沿技术,提取了2007~2010年滇西南镇康—永德一带的平均地壳形变速率和形变时间序列,并结合不同时段的水准和GPS监测结果,从三维角度研究了该区域现今的地壳运动特征。研究结果表明,水准资料显示的镇康—永德一带异常隆起区位于南汀河断裂带附近,范围沿北东—南西方向呈近椭圆形展布。这一地壳形变异常区在数十年尺度上表现为隆升(速率约2~3 mm/a),表明区域具备中强地震孕育的地壳形变背景。而在2007~2013的数年尺度上表现为大幅垂向形变波动,可能反映区域近年来地壳垂直运动比较活跃,应加强跟踪与监视。     

陕西地区地壳模型初步研究

利用接收函数,研究陕西及周边地区的地壳厚度和波速比,建立对陕西地区区域地壳模型的初步认识,可为后续利用层析成像构建P波和S波高精度三维速度模型等工作提供初始约束.     

1991年3月26日大同—阳高5.8Ms地震的地壳形变异常

分析了1991年3月26日大同—阳高5.8Ms地震与1989年10月大同—阳高6.1Ms震群的关系,认为这两次地震属于同一类震群.介绍了这次地震前赤城台石英摆倾斜仪、太原台目视水管倾斜仪和阳原台金属摆倾斜仪的异常情况.从两次地壳形变异常的异同映证了两次地震属同一震群.同时也说明利用地壳形变资料预报地震是有希望的.     

利用宽频带地震数据资料研究辽宁地区的地壳结构

通过收集辽宁省地震局数字地震台网34个地震台站记录的2008—2009年的60个震中距为30°~90°之间,震级6,信噪比较高的远震记录数据,采用频率域反褶积方法计算获得各台站的远震P波接收函数,并用H-Kappa叠加方法对获得的接收函数进行叠加处理获得各台站下方的地壳厚度以及泊松比。通过研究表明,辽宁地区的地壳泊松比在0.24~0.29之间,地壳厚度介于30~36km之间。     

2010.0年代蒙古地区岩石磁异常

采用2011~2012年期间在蒙古国境内地磁测量得到的119点地磁数据,利用以球冠谐和和曲面样条方法得到的蒙古地区地磁场数值为基础数据,获得了2010.0年代蒙古地区岩石磁异常的空间分布,对蒙古地区岩石磁异常的空间分布进行了研究。结果表明,蒙古地区的岩石磁异常表现出东西差异,异常幅度在西部较大东部较小。蒙古西部南边界处表现为类弧形结构和贝加尔—乌兰巴托条带结构为蒙古地区较为显著的磁异常结构。     

大同—阳高地震前山西前兆异常综合预报指标研究

以山西前兆观测的８大观测项目为基础，研究１１９８９年以来，山西地震带发生的３次中强地震前前兆异常的频度、密度、持续时间以及空间分布特征，结果表明：趋势异常的频次与震级大小成正比；２次大同地震前异常表现出不同的特点，实用化攻关方法对异常的处理判别指标显示出震前具有减熵、有序度增高、综合积分超过本区预报分数线等特征。     

岷县漳县6.6级地震前区域地壳运动变形背景与断层形变异常特征

利用甘肃岷县漳县6.6级地震区所在的青藏块体东北缘地区的区域水准、GPS、流动重力和跨断层短测线等地形变监测资料,结合地质构造、动力环境和已往的研究结果,分析了不同类型资料反映的震前区域性地壳变形背景、断层形变异常特征和可能的机理.结果认为：（1）岷县漳县6.6级地震前西秦岭、六盘山等构造区不同程度地存在着GPS水平挤压闭锁高应变积累、垂直隆升异常高梯度带和重力升、降差异剧烈变化等中长期背景;（2）震前到震时发震断裂附近及其外围相关构造区域断层形变异常在空间和时间上的起伏波动变化显著,尤其是汶川地震以来的波动变化在一定程度上反映了与本区构造比邻的龙门山断裂带剧烈右旋错动对本区的影响,与本次岷县6.6级地震过程有关;（3）本区有地形变监测资料积累以来缺乏6级以上震例,虽然存在不同程度的中长期形变背景异常,但何时进入短期-短临阶段确实很难把握,需要不断积累总结和探索提高.     

The Crustal Velocity Structure of Western Inner Mongolia

The terrain of Inner Mongolia is long and narrow, and the geological structure is complicated. The South China crustal velocity model and Inner Mongolias optimal crustal velocity model 2015 cannot fully meet the earthquake location requirements of Inner Mongolia. Based on the seismological observations produced by Inner Mongolia Seismic Digital Network from 2009 to 2016,the initial model was obtained by using the linear fit of the seismic phases and the converted travel time curve. The Hyposat results of 225 earthquakes that occurred in western Inner Mongolia were scanned using this model,and the velocity model for western Inner Mongolia was determined as follows: V1= 6. 06 km/s;VPb= 6. 61 km/s; Vn= 8. 12 km/s; H1= 30 m; and the Moho depth H = 44 km. Comparison of the test results of the new model and the reference model shows that the residual error of the new model and the mean deviation of the epicenter location have obviously decreased.