重力仪一次项系数对重力场动态变化的影响研究

作者:梁伟锋;刘芳;祝意青;徐云马;郭树松;赵云峰;刘练 刊名:大地测量与地球动力学 上传者:郝晓锋

【摘要】利用2011~2013喜马拉雅项目在南北地震带北段获得的10余个绝对重力值作为基准,运用甘肃、宁夏和河西3个重力网的数据对各重力仪一次项系数进行重新解算,获得重力场动态变化。结果显示:1)2011-05~2013-06的重力场反映出,青藏高原深部物质向北东运移过程中出现自西南向东北、由负向正的大空间尺度趋势性显著重力变化;2)LCR-G型及Burris型金属弹簧重力仪的一次项较稳定,基本不变,而CG-5型石英弹簧重力仪的一次项逐年减小,应每年利用绝对基准进行实测标定;3)利用绝对基准进行实测一次项标定后,重力场总的变化趋势与利用长基线标定的一次项计算结果基本一致,只是量级有所减小。

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《地震重力测量规范》规定,G型相对重力仪(CG-5、Burris等类型的高精度重力仪也适用此规范)的一次项系数一般每隔3a须使用重力长基线或短基线标定一次。但在相对重力数据的处理工作中发现,CG-5型相对重力仪的一次项系数逐年变化,应每年进行实测标定。在此思路基础上,利用2011~2013喜马拉雅项目在南北地震带北段获得的10多个绝对重力值作为基准,运用甘肃、宁夏和河西3个重力网的实测数据[1-6]对各重力仪的一次项系数进行重新解算,然后对3个重力网2011~2013多期的相对重力测量资料进行统一基准的系统性整体解算,获得南北地震带北段近年来较大空间尺度的区域重力场动态变化图像,研究重力仪一次项系数对重力场动态变化的影响及南北地震带北段重力场动态变化的特征和规律,获取南北地震带北段的大尺度重力异常信息,探索重力变化和地壳运动及构造活动和地震发生的关系。1资料处理对南北地震带北段3个相互独立观测和分析研究的宁夏地震重力网、甘肃地震重力网和河西地震重力网2011~2013多期的相对重力测量资料,选取合适的拟稳点,使用基线标定的重力仪一次项系数进行统一基准的系统性整体解算,获得南北地震带北段近年来较大空间尺度的区域重力场动态变化图像。利用2011~2013喜马拉雅项目在南北地震带北段获得的10多个绝对重力值作为基准,对甘肃、宁夏和河西3个重力网的数据进行仪器一次项的重新解算,然后进行统一基准的系统性整体解算,剔除不稳定的点位,获得重力场动态变化。2南北地震带北段2011~2013的重力场变化利用2011~2013喜马拉雅项目在南北地震带北段获得的13个绝对重力点(西宁、岸门村、西宁基、西宁环2、中卫、灵武、石嘴山、民和、景泰、西安州、双墩、武都、豆坪)为基准,对甘肃、宁夏和河西3个重力网的数据重新解算仪器的一次项后,再利用新解算的仪器一次项对3个重力观测网组成的测网进行统一基准的系统性整体经典网平差解算,获得南北地震带北段的重力场动态变化。2.1半年尺度的重力场变化图1(a)显示,2012-05~2012-10重力变化具有分区特征:1)甘东南总体为正负相间的变化,岷县地区存在40Gal变化的局部重力异常;2)宁夏地区自南向北出现由负向正的趋势性变化,并在海原、固原和隆德地区出现局部重力异常区;3)河西走廊地区重力变化不大,在30Gal以内。图1(b)显示,2012-10~2013-06重力变化非常剧烈,具有以下3个特征:1)甘东南地区重力出现显著差异运动,临夏重力正值变化,岷县、天水重力负值变化,重力差异变化达150Gal,并沿岷县-隆德形成重力变化高梯度带,岷县6.6级地震则发生在重力变化高梯度带上;2)宁夏地区自南向北出现由正向负的趋势性变化,并沿固原、隆德出现局部重力异常区及重力变化梯度带;3)河西走廊地区重力变化不大,在30Gal以内。2.21a和2a尺度的重力场变化2011-05~2012-05重力场(图2(a))反映出,青藏高原深部物质向北东运移过程中出现自西南向东北、由负向正的大空间尺度的趋势性显著重力变化,并沿祁连-海原大断裂带出现重力变化高梯度带,该地区具有强地震发生的背景。图1南北地震带北段半年尺度的重力场变化Fig.1Thegravityvaritionduringhalfanyearscaleofnorthernsegmentofnorth-southseismicbelt图2南北地震带北段1a尺度的重力场变化Fig.2Thegravityvaritionduring1yearscaleofnorthernsegmentofno

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