青藏高原均衡重力异常研究

根据重力异常图等有关资料，研究了青藏高原均衡重力异常的分布特征与地质构造、地壳新构造运动间的关系，结果表明：（１）高原内各块体的均衡状态并不均一，而且异常幅值大小与地壳的相对隆起或沉降程度相关；（２）高原均衡异常同强地震分布有较密切的联系     

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。     

首都圈及邻区均衡重力异常研究

利用首都圈地区的高精度高程数据,通过Airy均衡补偿模型计算出莫霍面的深度,进一步运用Parker公式计算出地壳所产生的重力异常值。然后从实际布格重力异常观测值中减去均衡校正值,得到该地区的均衡异常值。通过对首都圈地区的均衡重力异常进行分析,讨论了该地区的均衡状态。研究结果表明,首都圈大部分地区基本处于重力均衡状态,非均衡区域多集中在首都圈的西部和北部山区。     

青藏高原挠曲均衡重力异常特征及其地质意义

自新生代印度板块的块持续碰撞与俯冲作用下,青藏高原经历了快速隆升与复杂的岩石圈改造过程,但高原现今的垂向动力学机制和地壳形变特征仍然存在争议。基于非均一有效弹性厚度的挠曲模型,利用地形和地球重力场模型数据,计算了青藏高原及邻区的挠曲均衡重力异常。结果显示,青藏高原的均衡重力异常在-120~90 mGal之间,高原中部为明显的正异常特征,边缘为显著的均衡负异常。极小值出现在青藏高原西北部及其相邻的帕米尔高原,极大值则出现在与之紧邻的喜马拉雅块体西北部。此外,在青藏高原北面和东面,塔里木盆地和四川盆地显示出大片的均衡正异常。这些特征说明青藏高原及邻区地壳现今处于非均衡的状态,在板块碰撞挤压作用下,老的块体地壳整体发生抬升,导致了均衡正异常特征;而年轻的造山区域,地壳形变主要表现为地表抬升与下地壳强烈增厚,形成了均衡负异常。在高原中部和北部,均衡调整方向与地壳垂向运动趋势相一致;但在高原南面（喜马拉雅块体）和东面（四川盆地）,均衡调整方向与地表形变观测结果相反。这说明印度板块碰撞与俯冲仍然控制着青藏高原南部、东部及其相邻块体的地壳形变过程,然而在更北的区域,地壳正通过均衡调整恢复均衡状态。      

用GPS数据研究汾渭盆地构造应力场变化

利用2004—2007年观测的GPS数据,采用格林函数法对汾渭盆地地壳15 km深处的最大主应力和剪应力进行了计算。结果表明：1）汾渭盆地的应力场变化分布具有高度不均匀性,山区和盆地的应力场变化性质相反:山区应力场以增加为主,盆地应力场以减小为主;2）宝鸡至咸阳一带的剪应力变化与汤浴至蒲城一带的剪应力变化存在相反的性质。     

高精度重力测量的实验研究

在高精度重力测量中，发现同一异常体的实测重力异常与牛顿定律计算出的理论异常不相符，实测异常的极值幅值近２倍于计算异常的极值幅。而且，实测重力异常的极值向两翼衰减很快，其梯度带间距与异常体的水平尺度几乎一致。这就为高精度重力法圈定储油构造、生物礁等平面位置提供了前提。在同等重力测量精度下，实测重力异常比计算重力异常提高了近１倍的纵向分辨力，得到油气藏和油气侵染带引起的重力负异常也是完全可能的。据此用５个模型的实测高精度重力数据和按牛顿定律计算出的数据进行对比，完全证实了上述结论。     

重力异常图数值化实验研究

本文给出了重力异常的线性内插模型,在进行异常图的数值化实验后,利用实测重力值,计算了5′×5′平均空间异常。将其应用于高程异常和垂线偏差计算,取得了预期的精度。     

利用大陆均衡理论研究河西地区地壳的稳定性

根据大陆均衡理论,对由艾里（Airy）大陆均衡模型计算的理论均衡地壳厚度（D）和实际布格重力异常反演得到的地壳厚度（M）进行比较,探讨北祁连河西地区的地壳均衡状态。结果表明,该地区理论大陆均衡地壳厚度均大于实际地壳厚度,地壳处于不均衡状态。     

弹性岩石层、区域重力异常和上地幔小尺度对流

在小尺度地幔对流模型的基础上 ,建立了顾及岩石层与地幔耦合的地幔对流模型。考虑到岩石层对上地幔小尺度对流的弹性响应 ,将上地幔视为一均匀的等粘滞系数的牛顿粘滞流体 ,其对流能量来源于下地幔 ,用热流体动力学基本方程得到的上地幔对流在壳幔边界处的垂向应力作为弹性板弯曲方程的垂直加载 ,来耦合弹性岩石层和可流动地幔。推导了两者耦合下区域重力异常和上地幔小尺度对流的相关方程 ,用以反演上地幔小尺度对流流场模式和岩石层底部拖曳力场格局。对比了有、无弹性岩石层影响的模型之间的差异 ,并对模型应用范围 ,特别是板块边界水平构造力可能产生的影响 ,作了进一步探讨。     

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类乌齐-玉树-玛多剖面重力异常研究

青海玉树Ms7.1地震发生在巴彦喀拉块体的甘孜-玉树断裂带上。对跨断裂带的重力剖面测线进行了相对重力联测,对观测结果作了大气改正、极移改正、漂移改正,经平差计算后,获取了该剖面的自由空气异常;结合该区1″×１″的ASTER GDEM(2009)地形数字模型,对自由空气异常作了曲率改正、平板改正及高精度的地形改正,得到该探测剖面的完全布格重力异常。分析结果表明：从布格异常的陡变区可初步推断出与地质研究结果一致的断裂构造的位置;在玉树附近沿剖面往东北向出现地壳基底抬升现象,并在清水河附近幅度达到最大,初步推断为印度地壳的俯冲下插对青藏高原东缘的抬升作用的结果。     

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河西地区重力场及其动态演化特征

系统分析了河西地区1992～2001年流动重力测量资料，研究了重力场的时空动态演化特征。结果表明:地震孕育发生阶段，重力场出现一定范围的区域性重力异常：震前震后重力变化所反映的构造活动含义不同；重力场变化与断裂活动密切相关，特别是跨断裂的重力变化能较好地反映断层活动特征；重力场变化与区域应力应变场微动态活动及地震活动有关。