地球重力场及其地学应用研究进展——2020中国地球科学联合学术年会专题综述

地球重力场及其地学应用是地球科学领域的重要内容之一,在国家基础测绘、灾害监测、资源勘探、地表圈层耦合作用和航空航天等方面等都具有不可替代的重要作用.近年来,随着重力场观测技术的不断革新,重力测量以及相应的理论、方法及应用的发展迅速,取得了丰硕的研究成果.2020年中国地球科学联合学术年会重力场专题报告(包括42个口头报告和10个张贴报告)就是这些成果的集中展示.基于年会重力场专题报告内容,综述了我国近年来在地球重力场及其地学应用方面的最新研究进展.     

双差地震定位法误差定量分析

利用双层地壳模型,在下地壳中构造若干地震事件构成事件簇,分别在真实震源位置中添加不同程度的噪声后作为初始震源位置进行重定位,重定位中分别使用均匀分布和仅分布于事件簇一侧的台站,分析了初始震源位置和台站分布情况对双差重定位结果的影响.研究结果表明,在台站均匀分布情况下,当初始震中位置偏离真实震中小于22.3 km时,双差重定位后事件的震中位置平均偏离真实震中小于3.1km,事件间的相对震中距离为2.9km与真实值3.35 km接近,重定位后事件深度分布比真实事件集中;重定位后事件间的相对震中位置与添加的噪声水平关系不大,表明双差重定位法得到的事件间的相对震中位置更加稳定.当台站仅分布于震群一侧时,重定位结果与台站均匀分布时基本相同,表明台站分布对双差重定位结果影响不大.最后对双差重定位中最大震源对距离参数MAXSEP的分析表明,当事件簇中震源对平均距离比MAXSEP稍大时,重定位结果中部分事件的震源位置可能是不可靠的.     

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基于欧拉反褶积方法估算华北地区重力变化的等效源参数

利用华北地区2009—2014年绝对重力与相对重力多期重复观测资料, 得到不同时空尺度的华北区域重力场动态变化图像。 采用欧拉反褶积方法, 通过对理论模型试算, 获得最优反演参数, 对引起华北地区重力场变化的场源深度和空间分布规律进行了反演计算和分析。 结果表明: 当构造指数为1时, 适合对流动重力场变化数据进行反演。 实际资料的反演结果在2009—2014年间的场源位置集中于河套断裂带。 本文研究方法可以用于重力场反演和以场求源的定量研究。 本工作为流动重力变化信号的反演和解释提供一条新思路, 也为构建地震重力预报指标体系提供了定量依据。     

重庆市GPS监测网

介绍了重庆市GPS监测网的建设。①由12个GPS观测站同“中国地壳运动观测网络”相联的重庆市GPS监测网,构成了一个覆盖全重庆市的高精度、高时空分辨率、准动态的三维地壳运动观测网。②重庆市GPS监测网观测资料,利用GAMIT／GLOBK9．93（Linux）软件进行数据处理,采用松弛解处理模式和精密星历,并利用IGS跟踪站进行约束。③GPS观测资料经整体平差后,基线长度中误差小于4mm,基线相对中误差为10^-9量级。     

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汶川M_S8.0地震前后的重力场动态变化

利用国家重大科学工程"中国地壳运动观测网络"1998—2008年绝对重力和相对重力的观测资料,获得了南北地震带地区的重力场及其动态变化,从动态的观点研究了2008年5月12日汶川8.0级地震前后区域重力场演化特征及其与地震活动的关系.重力场变化既具有时-空分布的不均匀性,同时又具有与活动断裂构造密切相关和与地震孕育发展有着内在联系.重力场动态变化图象较清晰地反映了汶川大地震孕育、发生过程中出现的重力前兆信息.     

流动重力资料对汶川M_S8.0地震的中期预测

通过对中国地壳运动观测网络重力观测资料的系统整理和分析,结合一定的孕震理论和前兆机制理论,研究了网络重力观测前兆手段的异常特征,并给出了1～2年尺度的地震趋势预测意见.     

2020年伽师MS6.4地震重力与地壳形变综合分析

2020年1月19日新疆维吾尔自治区伽师县发生M_S6.4地震,此次地震为N倾逆冲兼少量走滑型地震,地震的发震构造是南天山柯坪塔格逆冲推覆体最南缘的柯坪断裂,伽师地震的震中位于喀什-伽师流动重力观测网和中国大陆构造环境监测网络GNSS观测网监测区域内。文中选取2015—2021年的流动重力和GNSS观测资料开展分析。采用绝对重力点约束流动重力数据,并进行全网经典平差计算,进而获得重力场变化图像;基于GNSS数据通过GAMIT/GLOBK软件解算获得研究区的运动速率,借助位移与应变的偏导关系获取水平视应变场分布图。之后,分别研究了孕震区的重力场和应变场的变化特征,并综合探讨了孕震区的重力场、 GNSS形变场特征与伽师M_S6.4地震孕震过程的关系。研究表明：1)一年时间尺度的重力场时变图像较好地反映了伽师M_S6.4地震附近区域重力场的系统演化过程,重力变化零等值线拐弯处及“四象限”特征可为地震预报提供有益参考。2)重力场累积变化反映出伽师M_S6.4地震前的重力场变化受到区域大断裂的控制,研究区一系列中强震...     

玛尼Ms7.9级地震三维动态模拟及余震解释

以1997年玛尼地震为例,利用三维非线性动态有限元方法,再现了玛尼地震的破裂过程.研究结果表明:(1)玛尼地震产生的动态应力波随时间变化呈明显波动性且随距离衰减,沿断裂带衰减相对慢一些.其波动性是震源区不同相位应力波及一些反射波相互叠加造成的.震源区动应力强烈的波动性使破裂表现"愈合脉冲"特征.(2)玛尼地震与其后几年发生的中强余震关系密切.2001年3月5日在大震西南方向发生Ms6.4级地震、阿尔金断裂西段1999年与2000年的两次中强地震可能均主要是玛尼地震的产物.(3)玛尼地震对昆仑大震孕震区的动应力影响,卸载前产生的动应力变化大约为0.05 MPa,其远大于静应力的地震触发阈值,卸裁后动应力剧烈波动,上下波动达0.2 MPa左右,其大约相当于0.02 MPa的静应力,这是静应力触发地震阈值的2倍,揭示玛尼地震很大程度上触发了昆仑大震的提前发生.