低轨道人造卫星(CHAMP、GRACE、GOCE)与高精度地球重力场——卫星重力大地测量的最新发展及其对地球科学的重大影响

评述了卫星重力大地测量的最新发展及其对地球科学的重大影响。为了更好地理解地球内部物理构造与海洋动力学，以及大陆，冰川和海洋的相互作用，改善现有地球重力场模型（包括精度和空间解析度）是非常重要的。IUGG等国际组织对此已经强调了很多年。最近，由德国的GFZ（GeoForschungsZentrum)，美国的NASA（National Aeronautics and Space Adminitration)以及欧洲宇航局ESA（European Space Agency)开发研制了最先进的地球监测技术－SST（Satellite-to-Sateilite Tracking)。其主要特点是利用现有的GPS连续追踪新发射低轨道卫星，并由低轨道卫星对地球重力场作精密观测。已经发射和即将发射的卫星有3颗：GHAMP（Challenging Mini-Satellite Payload for Geophysical Research an Application)已经于2000年发射；GRACE（Gravity Recovery and Climate Experimert)定于2002年发射；GOCE（Gravity Field and Steady-state Ocean Cirulation Explorer)计划2004年发射，它们可以统称为重力卫星。载有SST技术的人造卫星的主要目的是获得具有前所未有的高精度和高空间解析度的全球重力场和大地水准面模型，加强人们对地球内部构造的理解并为海洋和气象研究提供更好地参考。上述3个重力卫星工作在有明显区别的不同波谱内，它们有不同的科学应用，仅有一小部分重合。所以，就应用而言它们是完全互补的。它们在地球科学中的应用将是广泛的，特别对于固体地球物理学，海洋学以及大地测量学等领域，它们将会带来革命性的变化，其意义不亚于GPS。     

由地面重力数据确定扰动位径向二阶梯度

提出利用地面重力异常数据计算地面扰动位径向二阶梯度，将该梯度的积分表达式转换为卷形式的谱表达式，便于应用ＦＦＴ／ＦＨＴ技术进行快速计算。     

黄土高原古植被与再造山川秀美

要想恢复秀美的山川,主要在于恢复被人类严重破坏的原始植被.黄土高原的原始植被到底是什么样子,学者们说法不一.孢粉分析是最重要的方法.目前,研究结果已揭示出黄土高原古植被在第四纪以来显示着时间上、空间上的变化.古土壤代表间冰期夏季风盛行的湿热气候,植被比较繁盛;黄土代表冰期冬季风盛行的干冷气候,植被凋凌.全新世中期5000～6000年前,现代间冰期气候最佳时期,半坡人生存之时,森林茂密并有亚热带植物入侵,但兰州一带1万年来一直保持着荒漠草原的面貌.因此,黄土高原植被的恢复应参照各地的原始植被并考虑现代气候条件,因地制宜地实施.在东南部可以恢复森林,中西部可以恢复森林草原,西北部只能种草恢复草原.     

平凉隐伏岩溶水环境同位素研究

地下水资源可持续利用的一个急待解决的重要问题,是对地下水补给和更新能力的评价.利用环境同位素技术研究地下水的补给和可更新性是当前较为新颖的方法之一.在西北干旱、半干旱的隐伏岩溶地区,地下水埋藏条件复杂,常规的地质勘探方法所能提供的水文地质信息有限,环境同位素方法在研究地下水的补给及可更新能力方面发挥了优势,可对传统方法进行补充和验证.其结果表明,研究区隐伏岩溶水形成较早,且有大量现代水的混入,平均混入量为54%.说明区内隐伏岩溶水的补给和更新能力较好.环境同位素分析结果还显示,大岔河隐伏岩溶水为一相对独立、半开放的水文地质单元,其补给来源部分为流域内大气降水、地表水的补给,部分为东南部三道沟岩溶地下水的补给;根据环境同位素EPM模型计算,地下水的滞留时间为36 a.地下水储存量为1.314×108 m3; 储水系数为7.29×10-3.这一结果与传统勘探方法的计算结果基本吻合,说明环境同位素方法的实用性.     

层序-岩相古地理图及其编制

在中国岩相古地理研究历史简要回顾基础上,以层序地层学理论为指导,就如何编制层序-岩相古地理图进行了讨论,首先是编图单元的选择,一是以层序内的体系域为成图单元,二是以相关界面为成图单元.具体方法是在对所研究的层位进行精细的层序地层分析的基础上,进行层序对比,建立等时地层格架.在上述基础上系统编制不同层序内的各体系域或有关界面沉积时的古地理图.以此方法所编制的层序-岩相古地理图具有重要的理论和现实意义,主要表现为更具有等时性、成因连续性和实用性,能更好地反映一个地区在统一地质作用场中的各种地质信息和综合效应;可以揭示出一些新的地质现象,对于覆盖区相带展布及变化具更合理的预测性.进而以中国南方二叠纪为例,在层序划分、对比的基础上,系统编制了一个完整的海平面变化旋回条件下的层序-岩相古地理图,并描述了其平面展布特点.     

死海（约旦）里散半岛的重磁勘查

里散半岛位于非洲板块和阿拉伯板块交接处的死海盆地中。该盆地面积大，构造简单且有下沉运动，说明它是一拉张型盆地。由重力异常数据发现死海盆地可划分成沿南北延伸各约３０ｋｍ长的几个块体，里散半岛是其中最深的一个。中生代沉积厚度约６ｋｍ，更新世沉积厚度为９ｋｍ。死海盆地的拉张距离为２０ｋｍ，表明死海盆地的年龄约３．３Ｍａ。里散半岛下部的前寒武纪结晶基底磁化率较高，这与区内延续的构造活动性有关。     

台湾海峡西岸重力场变化梯度场图像分析

讨论了应用曲面拟合技术和利用离散的重力观测点的重力变化对特定研究区的重力场变化进行数值模拟以获取该区重力变化空间梯度场图像的具体方法;并应用该方法获得了2004年3月福建安溪3.6级地震前的重力变化空间梯度场图像,发现空间梯度场图像能清晰地反映出地震前重力场群体性变化的差异性;利用此方法对2005年6月~2006年3月间台湾海峡西岸重力场变化进行数值模拟,获得其空间梯度场图像。