INDEPTH 与 INDEPTH-MT 项目简介

摘　 要　 介绍了 “国际喜马拉雅和西藏高原深剖面及综合研究” （简称 INDEPTH） 项目概况、 科学目标和已取得的主要科学成果。着重阐述了作为该项目组成部分的由中国地质大学 （北 京）、美国华盛顿大学 （西雅图）、加拿大地质调查局合作进行的 “国际喜马拉雅和西藏高原 深剖面探测的大地电磁研究” （简称 INDEPTH-MT） 的任务、科学目标和主要成果以及采用 的仪器设备、野外数据采集的方法和技术以及数据处理与反演方法所具有的特色和先进性。     

激发极化法测深曲线解释中的快速反演法

本文根据“直流电阻率测率深曲线解释中的直接反演法”一文,利用塞格尔的极化率模型,首先给出了在激发极化法测深曲线解释中的直接反演方法,在此基础上,又结合Ｏｌｄｅｎｂｕｒｇ,Ｚｏｈｄｙ等人的工作,使用对比迭代反演方法来提高反演精度,文章对几条理论测深曲线进行反演检验,结果表明效果很好。     

顾及坡度和高程的多波束测深数据抽稀算法

海底地形数据是进行海洋科学研究、工程建设的重要数据源,水深信息作为海底地形数据的基础信息,反映了海底地形的起伏变化。因此,如何有效地处理水深数据成为海洋测绘的重点研究内容。为解决海量多波束测深数据的数据冗余问题,提出了一种顾及坡度和高程的多波束测深数据抽稀算法,能够兼顾数据抽稀的精度和地形特征点的保留。考虑到存在含有空洞、凹边界等局部空白区域的多波束测深数据,首先利用Alpha Shape算法提取测深数据局部空白区域的边界点;然后采用坡度和高程相结合的抽稀算法删除冗余点,得到抽稀结果。在实验区内,通过与基于坡度抽稀、顾及地形复杂度抽稀和基于系统抽稀算法进行对比实验,结果表明：(1)本文抽稀算法在测深数据局部空白区域生成的等深线较上述抽稀算法更贴近原始测深数据等深线的形态,可以有效保持地形形态完整性;(2)对不同地形的测深数据进行抽稀,本文算法的精度较上述抽稀算法均有不同程度的提升,尤其抽稀率较低时,本文算法较上述算法在MSE分别提升了16%、27%、14%和10%、36%、2%,RMSE分别提升了7%、12%、7%和5%、17%、3%,体现了本文算法对不同地形多波束测深数据抽稀的有效性...     

新沂台前兆异常与射阳4.4级地震的关系及其预测、跟踪分析的研究

本文总结了射阳M_S 4.4地震前新沂台地电阻率、短水准资料的变化,认为:①在震前,新沂台地电阻率、短水准资料存在较为明显的地震异常;②前兆异常变化与预测地震的发震时刻、震级对应性较强。通过数据跟踪,认为造成预测地点错误的主要原因,是震前对地电阻率的对比分析结果认识不足以及对新沂台地电阻率N45°E向资料变化认识不足或错误。如能再结合测震学参数等资料进行综合分析,预测地点可能更为准确。     

大地电磁测深方法在商丘南部隐伏断裂探测中的应用

为查明商丘市南部发育的2条断层——路河断层与商丘南断层的深部构造背景,在商丘市南部路河附近布设一条大地电磁测深测线,采用远参考数据观测与处理技术,获得地下电性结构,并对探测剖面深度5.5 km以上的电性剖面与地质剖面进行分析。结果表明,商丘南部的2条断层为倾向相对的正断层,南支规模较小,北支略大,均错断太古界,有向深部汇聚到主断裂的趋势,在太康隆起北部形成小型地堑。本研究结果可为商丘南部地震构造背景的相关研究提供参考。     

垂向地电阻率观测装置系数的计算——以江宁地震台为例

井下地电阻率观测装置系数与电流的空间分布及电极位置有关,应针对不同的观测装置进行计算。本文以江苏省江宁地震台垂向观测为例,利用传统垂直观测装置系数方法、全空间及不完全全空间方式计算装置系数,比较不同装置系数对垂向观测的影响。研究结果表明,采用不完全全空间并考虑井距的装置系数计算方法适合江宁地震台垂向观测。     

城市地下变电站非线性地震反应分析

为研究城市地下变电站结构及其内部电气设备的动力特性及地震反应规律,以西安市快速轨道交通二号线张家堡地下变电站为工程背景,依据黏弹性人工边界理论及有限单元法,建立考虑土体-结构-设备动力相互作用的三维有限元计算模型,首先通过半空间自由场模型验证了地震动输入方法的有效性,继而开展地下变电站系统的模态分析和动力时程分析,得到了该类结构的动力特性及地震响应规律。研究结果表明,结构上覆土体及电气设备在地震作用下产生的惯性力是结构构件应力增长的主要原因,8度罕遇地震作用下地下变电站内电气设备的加速度放大系数明显超出规范要求,需要采取相应保护措施。     

青藏高原东缘龙门山逆冲构造深部电性结构特征

通过对汶川地震前观测的碌曲—若尔盖—北川—中江大地电磁剖面的数据处理和反演解释,揭示了沿剖面的松潘—甘孜地块、川西前陆盆地、龙门山构造带及秦岭构造带50 km深度的电性结构特征及相互关系,表明青藏高原东缘向东挤压,迫使向东流动的地壳物质沿高原东缘堆积,并向扬子陆块逆冲推覆.龙门山恰好位于松潘—甘孜地块与扬子陆块对挤部位,主要受松潘—甘孜地块壳内高导层滑脱和四川盆地基底高阻体阻挡的约束,地壳深部存在着西倾且连续展布的壳内低阻层,表明龙门山深部确实存在着逆冲推覆构造,其逆冲断裂系中的三条断裂不仅以不同的倾角向西北倾斜,并且向深部逐渐汇集,但茂县—汶川断裂可能在深部与北川—映秀断裂是分离的.龙门山两翼的四川盆地和松潘甘孜褶皱带的电性结构既具有明显差异性,又具有一定的相关性.四川盆地显示巨厚的低阻沉积盖层和连续稳定的高阻基底的二元电性结构,而松潘—甘孜地块则表现为反向二元结构,即上部大套高阻褶皱带,下部整体为低阻的变化带,龙门山逆冲构造带本身又表现为松潘地块逆冲上覆在四川盆地之上,构成上部高阻褶皱带、中部低阻逆冲断裂带和底部盆地高阻基底的三层电性结构.对比龙门山逆冲构造断裂带的西倾延伸上下盘两侧的两个反对称的二元电性结构,松潘区块深部推断的结晶基底与龙门山断裂带下盘推断的下伏盆地结晶基底又存在某种内在对应关系,推断可能存在一个西延至若尔盖地块的泛扬子陆块.因此,龙门山构造带地壳电性结构研究对于揭示青藏高原东缘陆内造山动力过程,探索汶川大地震的深部生成机理都具有重要意义.     

声速剖面EOF重构的实测数据采样深度研究

经验正交函数（experiential orthogonal functions,EOF）是重构声速剖面（sound speed profile,SSP）的一种有效方法,利用部分实测数据结合历史剖面资料可以重构当前位置的声速剖面。针对实测数据的采样深度难以确定这一问题,本文介绍了一种基于历史声速剖面资料的实测数据采样深度选取方法,根据EOF空间函数的方差贡献率确定数据量,进而采用EOF算法重构全海深声速剖面。实验结果表明：采用该方法得到的数据重构的声速剖面与实测声速剖面具有较好的一致性,基于常梯度声线跟踪法得到的水深数据能够满足0.25%倍水深限差,有效波束比达到了100%,为实际测量作业中声剖数据的采样深度提供了参考。     

C-RESPONSES ESTIMATION OF ISOMERIC GEOMAGNETIC DATA IN CHINA

Geomagnetic depth sounding is an effective method for exploring deep structure of the earth. There are dense geomagnetic observatories in China, which lays a foundation to obtain the electrical structure of the transition zone and the upper part of the lower mantle beneath China. However, the corresponding C-responses estimation methods which are applied now cannot get the stable C-responses for many observatories. Thus, a large amount of geomagnetic data is wasted. Therefore, in order to make full use of the geomagnetic data, the estimation of C-responses needs to be systematically studied. Because of the heterogeneous characteristics of the data quality of China's geomagnetic observation data, such as the quality of the data, the length of the record, the types of data(absolute and relative observation)and data discontinuity condition, many geomagnetic data are abandoned, this limits the resolution of mantle electrical structure studies. In this paper, the following techniques are used to improve the stability of the data and increase the number of the available geomagnetic observatories, in the meantime, the stability of the C-responses curves can be effectively improved:1)obtaining the stable spectrums of the different components for each frequency by the BIRRP(Bounded Influence, Remote Reference Processing)software, and using the global smoothing technique to suppress data noise on geomagnetic data; 2)As for the geomagnetic data which only records the relative variation of the D, H and Z components and doesn't have the baseline value, the horizontal component is decomposed by the approximate estimation method to obtain the C-responses of the relative variation data, and then the relative variation data is used directly for the C-responses estimation; 3)the effects of discontinuous data and short-record data on C-responses estimation are discussed. Under normal conditions, the discontinuity of the data has little influence on C-responses, and when the data length is shorter than 5 years, we can hardly get the available C-responses whose periods are longer than 40 days. All these experiments can provide a basis for the data processing of these kinds of observation data; 4)for coastal observatories, the ratio method is used to eliminate the influence of ocean effect on the C-responses functions. After carefully processing the data of more than 100 geomagnetic observatories in China by the above techniques, the stable C-responses function of 42 observatories is finally obtained, among them, the number of the observatories with C-responses ranging from 1.3 to 113.7 days is 24, and the observatories with C-responses ranging from 1.3 to 42.6 days are 18. The techniques of this paper can process heterogeneous data well and obtain more stable C-responses, which provides more basic data for high-resolution geomagnetic depth sounding inversion researches in China.