量子重力仪在地球科学中的应用进展

量子重力仪是近30年来快速发展起来的一种新型绝对重力仪,目前对该新型重力仪的研究已进入小型化和实用化阶段.国内外基于量子重力仪的地球科学研究发展较快,应用研究包括火山活动监测、海洋绝对重力测绘和航空绝对重力测量等.由浙江省量子精密测量重点实验室研制的ZAG-E型量子重力仪具有体积小、易搬运和稳定性高等优点,其绝对重力测量精确度可以达到10 μGal.基于该量子重力仪,开展了地震台连续绝对重力测量的相关研究,着重介绍了在四川省甘孜藏族自治州燕子沟地震台进行的连续绝对重力测量,该研究有助于构建该地区的重力基准和分析地质地形构造以及地质活动所带来的影响.基于量子重力仪的精密重力测量为地球科学的研究提供了一种新型的技术手段,同时也提供了可靠的基础绝对重力数据.未来,量子重力仪有望被越来越广泛地应用于地球物理和地表绝对重力测绘等地球科学领域.     

大地测量在研究青藏地壳运动及其机制中的作用

基于对GPS和重力测量数据的分析,扼要地介绍了重力与内部构造关系,大地水准面的场源与其动力效应等方面的研究内容和方法。总结了利用重力与形变资料研究青藏地区的现代地壳运动及其动力机制的研究结果。     

国外井中重力仪和井中重力测量简介

井中重力与地面重力勘探一样,是基于岩矿的密度差异,由于目前已制成的井中重力仪的外径比较大,因此在金属矿钻孔中井中重力尚未实际应用。     

CG6型相对重力仪比例因子两种标定结果比对分析

比例因子一直是影响相对重力测量精度的重要因素之一.根据不同方法标定相对重力仪比例因子,对相对重力测量数据进行计算,其结果精度存在一定的不同.利用CG6型相对重力仪比例因子的两种标定结果(重力长基线标定值和测区重力基准点之间标定值),对2019年和2020年中国大陆构造环境监测网络西藏测区相对重力联测数据进行处理,并对结果精度进行比对分析.结果 表明,采用在测区重力基准点间标定比例因子计算的成果精度,优于在重力长基线标定比例因子计算的成果精度.     

安大略湖上的航空重力测试

１９９１年３月在安大略湖上进行了航空重力测试，其目的是籽验证用轻型飞机进行快速经济的航空重力测量的可能性。重力仪选用的是ＬａＣｏｓｔｅ ＆Ｒｏｍｂｅｒｇ公司的线性动态重力仪。用ＰＣ计算机作为数字控制器，测量飞机为Ｐｉｐｅｒ Ｎａｖａｊｏ双引擎飞机，Ｔｒｉｍｂｌｅ ４０００型ＧＰＳ接收机连同就近的ＧＰＳ地面基站进行差分动态定位，得到了精确的导定位数据，测出了以前水下重力测量圈定的安大略湖东部主要的低     

井中重力矢量数据联合反演研究

井中重力矢量测量可以近距离感知地下目标体,获得地质体不同方向的重力异常特征,提高地下介质的纵向分辨率.这里首先基于点元法实现了井中重力矢量正演,通过模型正演计算,分析了井中三分量重力异常响应特征,然后基于相关性搜索的黄金分割算法实现了井中重力矢量联合反演,通过模型反演分析了井中重力不同分量数据联合反演的效果,验证了反演...     

用窗口平均法进行重力异常划分的可行性

在进行重力异常解释时，根据测区重力地壳模型分析结果，为了分离出由不同深度的地质因素引起的重力异常，根据测区重力地壳模型分析结果，主要采用七种不同边长的正方形窗口平均法进行了重力场的划分试验。结果表明：使用不同边长的窗口平均法可以将布格重力异常分解为由深部场源引起的一级区域异常、中深部场源引起的二级区域异常及浅部场源引起的二级剩余异常等三部分，达到了分离布格重力异常的目的。在深部资料很少的青藏高原地区进行重力异常推断解释时，本文所示划分重力异常方法极具参考价值。     

青藏高原困难地区开展区域重力调查工作遇到的问题与对策

青藏高原的大部分地区自然条件恶劣、人口稀少、交通不便、基础测绘程度低、通讯条件极其落后,属于典型的开展区域重力调查工作的困难地区。在这些地区开展区域重力调查工作,在重力仪选择及标定、GPS控制点的建立及其控制范围、重力测点水准高程求取,以及近区地形改正、物性标本采集等方面都会遇到很多与内地一般地区工作时不一样的问题。笔者通过对青藏高原地区开展的多个1：20万区域重力调查项目的野外工作过程进行总结,分析了困难地区区域重力调查项目实施过程中遇到的一些技术问题,认为可通过尽量选择高精度、稳定性好的重力仪,合理延长闭合时间,采用CQG2000似大地水准面模型求取测点水准高程,扩大GPS基准站的控制半径等办法解决。这些措施可作为以后在青藏高原地区及国内其他困难地区开展区域重力调查工作时的参考。     

航空重力测量的历史回顾

在本世纪５０年代末到６０年代,首次报导的航空重力测量尝试,是利用固定翼飞行器所进行的可行性试验。仪器系统是由海上重力仪、摄影测量照像机和定位多卜勒雷达,以及一些仅用于测定高度变化的沸点测高器组成的。试验的几条测线经过相对较高的地形区域。一般情况下重力仪运行正常,但该系统在对航空能力的控制和测量,以及计算艾维改正、飞行稳定性对于精确测量飞行器的垂向运动中受到限制。这些试验表明,航空重力测量可获得±１０×１０－５ｍ／ｓ２的精度。１９６５年１月,空军的剑桥研究实验室开始了一项深入细致的计划,对现有的和…     

航空重力探测目标发现率研究

航空重力测量相比地面测量可快速地完成区域性的重力数据采集。为在发现异常目标体的同时,高效、安全地完成航空重力测量,作者提出了一种新的目标体发现率的评价方式,指导最优化测量参数设计。通过可靠弱异常的判定标准定义目标体可发现的临界条件,确定目标体可发现概率。通过理论模型分析目标体参数(埋深、水平尺寸等)、测网间距和飞行高度对发现率的影响。绘制目标体发现率关于飞行高度、测线距和测点距的三维图像。     

区域重力调查的进展

地质大调查以来区域重力调查取得了重要进展,1:100万区域重力调查基本实现了全国陆域的全覆盖,1:20万区域重力调查稳步推进,取得一批地质成果.区域重力调查技术进步突出:普遍使用各类高精度重力仪和GPS定位系统;区域重力数据库信息系统和几种二三维正反演软件得到推广;制订了新区域重力调查规范.为适应新形势的需要,区域重力调查要加快1:20万区域重力调查的工作进度,并合理部署调查和综合研究工作;每个图幅的具体调查任务和设计要有针对性;要改进地改和GPS高程改正方法,提高地改精度;要提高区域重力调查成果的解释水平,改进报告编写.     

区域重力地改“测点高程平移法”精度探讨

在讨论测点高程平移法区域重力地改的精度问题基础上，提出了系统差概念，并推荐一种新的计算方法，即把测点高程平移法和节点高程插值法有机地结合起来实现地改，通过理论模型和实例计算，表明该方法计算精度优于节点高程插值法和测点高程平移法。     

玻色-爱因斯坦凝聚和重力测量——2001年诺贝尔物理学奖评介

介绍了2001年诺贝尔物理学奖获得者康奈尔，韦曼，克特勒的科学研究成果，实验玻色－爱因斯坦凝聚（BEC）及其在理论上的意义和应用前景，讨论了BEC在研制高精度重力仪方面的应用问题，为此回顾了重力测量现状，朱棣文等研制的原子干涉重力仪和ClauserJ提出的物质波干涉重力仪，分析表明，如果利用BEC，则重力仪的测量精度在朱棣文等工作基础上将会有很大的提高。     

棱柱体重力异常的功率谱反演

本文提出一种由棱柱体产生的重力异常的模拟与反演方法，上述问题在波数域已到得了解决。在波数域解重力正问题，此时，功率谱可表述为深度，厚度，水平尺寸和棱柱体的密度的函数，场源的几何形状和密度为初值，用迭代沿脊回归算法求出反演结果，这种方法已用几个数值模拟和野外实际数据频谱来评价。重力源的质量结果与前人结果类似。     

GPS在1∶20万区域重力调查中的应用

近年来,在1∶20万区域重力调查工作中主要使用GPS确定重力测点的空间位置。GPS测量测得的是椭球高程,而我国重力测量求得的是水准高程。目前,野外工作中采用GPS基准站周围50km范围内忽略高程异常的办法进行重力测点高程的测量。文章介绍了GPS测量原理及我国常用的大地坐标系,根据连续5年在山区进行的1∶20万区域重力测量的实际资料,讨论了这种工作方法能达到的精度。     

GPS在1:20万区域重力调查中的应用

近年来，在1：20万区域重力调查工作中主要使用GPS确定重力测点的空间位置。GPS测量测得的是椭球高程，而我国重力测量求得的是水准高程．目前，野外工作中采用GPS基准站周围50km范围内忽略高程异常的办法进行重力测点高程的测量．文章介绍了GPS测量原理及我国常用的大地坐标系，根据连续5年在山区进行的1：20万区域重力测量的实际资料，讨论了这种工作方法能达到的精度。     

微重力学

微重力测量一是指重力测量精度达到微伽级(luGal=10~(-8)m/s~2),二是指在微小重力差的测点之间进行的重力测量或测量规模微小。微重力学是研究微重力测量的理论、方法、技术及其应用的科学。它是近二十年来发展起来的地球物理新学科。     

微伽级冷原子重力仪研究

在石油及矿产勘探和地质构造研究等领域,重力法是一种常用的重要方法,重力法的应用范围在很大程度上取决于重力测量设备—重力仪,高精度重力仪对重力法的应用和普及起着重要作用。因此提出研究有望用于物探领域的高精度小型化冷原子重力仪。首先,用改进的磁场线圈代替昂贵且笨重的坡莫合金来实现杂散磁场的屏蔽;其次,利用一个紧凑且小尺寸的被动隔振平台来实现地面振动的抑制。在探询时间为120 ms且重复率为2.2Hz的情况下,该冷原子重力仪的重力测量灵敏度达到1.0×10-7g/Hz1/2;1 000 s积分时间,重力测量分辨率为5.7×10-9g。为了验证冷原子重力仪设备的稳定性,不间断测量了128 h的潮汐信号。除此之外,发生在2013年9月28号巴基斯坦的一小时地震波信号被我们的高精度冷原子重力仪采集到,该信号与附近的传统地震仪测量到的地震波信号完全吻合。     

提高浅海重力测量观测精度的方法技术

由于海上工作环境特殊,对于海底高精度重力测量而言,其技术条件要求较高且较复杂。这里列举了海重实测中经常遇到的几种影响海底重力仪读数精度的因素,并结合数年积累的经验,介绍了几种减小读数误差且行之有效的方法。     

淮南深部地球物理实验场重力噪声水平初步分析

利用淮南深部地球物理实验场地下848 m巷道内的Burris弹簧重力仪和地表LCR-ET20弹簧重力仪同期连续重力潮汐观测资料,对实验场地表和地下重力噪声水平进行了初步分析.分析结果表明在频率小于1.70 mHz(对应周期约为9.8 min)时,地下重力噪声水平都要比地表低;特别是在重力仪敏感的信号频段(周期大于3h的信号频段),地下848 m巷道内的重力噪声水平要比地表低约2个数量级,充分验证了实验场地下观测环境具有低重力噪声水平的超静特点.实验结果证明淮南深部地球物理实验场地下848 m巷道可为深地多物理场观测提供超静观测环境,为检测微弱地球物理场信号提供绝佳观测条件.