地球物理学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

地球物理学报 2018年第11期杂志 文档列表

地球物理学报杂志综述

大功率高频电波加热电离层的非线性物理过程4323-4336

摘要：地基大功率电波加热电离层是通过地基大功率短波发射机向电离层发射无线电波,通过波\|粒和波\|波的相互作用将无线电波的能量注入电离层.通过这种有目的可操控的方式改变电离层电子密度和温度的分布,可以深入研究电离层中等离子体能量和物质的非线性演化过程,特别是电离层电子的非平衡态分布和加速问题.本文通过对电离层加热中几个比较重要物理过程的评述,对过去20年来我国研究学者在这一研究方向上取得的重要进展进行了介绍.

地球物理学报杂志空间物理学·大气物理学·重力与大地测量学

行星际背景太阳风的三维MHD数值模拟4337-4347

摘要：近地空间的太阳风参数预报具有重要的科学研究意义和实际应用价值,三维磁流体力学(MHD)数值模拟是太阳风参数预报的重要手段.本文建立了一套基于经验模型的三维MHD数值模型.模型的内边界设置在0.1天文单位(AU)处,在六片网格系统下利用TVD Lax-Friedrich格式求解理想MHD方程组,采用扩散法消除磁场的散度.模型以GONG的观测磁图作为输入数据,利用经验模型并结合卫星观测特征确定内边界条件.边界条件中保留了6个可调参数,以便适当调整参数使其方便适合模拟不同太阳活动期的太阳风.利用该模型分别模拟了2007年和2016年的背景太阳风,得到了太阳风速度、密度、温度和磁场强度,这些参数与ACE/WIND卫星观测符合较好.

SMILE卫星载荷宽视场软X射线成像仪设计与仿真4348-4355

摘要：SMILE卫星载荷宽视场软X射线成像仪(Soft X-ray Imager,SXI)采用Angel型龙虾眼光学成像系统的设计方案,具有大视场,高分辨率质量轻的优点.本文中对宽视场软X射线成像仪进行初步设计,包括成像镜头支撑结构设计,可见光/极紫外滤光片的选取,镜头遮光罩和高能粒子屏蔽门设计.利用模拟仿真程序对成像仪的点扩散函数,有效面积以及灵敏度进行研究.该成像仪用于太阳风与地球磁层区域进行全景成像.

孟加拉湾夏季风爆发的判断指标及其年际特征4356-4372

我国对流层二氧化碳非均匀动态分布特征及其成因4373-4382

摘要：人类活动导致大气中温室气体浓度上升,是全球气候变暖的主要原因之一.本文针对已经连续运行13年的AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)卫星反演的对流层中层CO2浓度资料,利用地基观测结果对其进行验证,同时结合多种相关资料对我国区域CO 2浓度的时空分布及季节变化进行研究.结果显示:北半球30°N—60°N是CO2浓度高值带,低值中心主要出现在15°S—15°N,140°W向东至100°E的低纬地区.地基观测与AIRS卫星反演结果基本一致,年增长率约为1.926 ppmv·a-1.我国区域CO2浓度空间分布上呈现北高南低的非均匀分布特征,4个高值中心分别位于东北地区西南部、内蒙古西部、新疆地区东部和西部,低值中心在云南和西藏地区.我国区域CO2浓度有明显的季节变化特征,最高值出现在春季,冬夏季次之,秋季最低,其季节演变特点与风场的输送、降水量的清除和植被的吸收等密切相关.

基于多通道奇异谱分析的GNSS坐标时间序列共模误差的提取4383-4395

摘要：共模误差是区域连续GNSS网中存在的一种与时空相关的主要误差源.为了有效的剔除共模误差,提高坐标时间序列的精度,本文提出了利用多通道奇异谱分析(Multi-channel Singular Spectrum Analysis,MSSA)提取共模误差的新思路,并利用实验区域18个测站9年(2002年到2010年)的GPS坐标时间序列进行实验,分析了共模误差对时间序列的影响和测站噪声特性的影响,并对共模误差序列进行周期探测,结果显示:通过MSSA能够有效的剔除共模误差,提高坐标时间序列的精度.

地球物理学报杂志地球动力学·地震学·地磁学·地热学

太平洋板块俯冲对长白山天池火山的影响4396-4405

摘要：长白山天池火山是我国最具潜在喷发危险的活火山之一,属于远离海沟的陆内火山.太平洋板块平卧于长白山天池火山的下方,其俯冲过程对长白山天池火山形成及活动具有重要意义.本文通过二维热力学耦合的数值模型对海洋板块俯冲的动力学过程进行了模拟,分析了海洋板块俯冲对远离海沟的陆内火山的深部温压条件、速度场、岩浆补给量等的影响.依据模拟结果探讨了太平洋板块对长白山天池火山活动影响的可能性及方式.

西南印度洋中脊49.5°E离轴地壳结构4406-4417

摘要：超慢速扩张西南印度洋中脊岩浆的集中供给在空间维度上表现为岩浆扩张段(NVR)与相邻的非转换断层不连续带(NTD)地壳结构的差异,而在时间维度上表现为离轴与沿轴地壳结构的差异.为了进一步揭示岩浆集中供给的时空分布特征,本文选取西南印度洋中脊热液区2010年海底地震仪深部探测中平行于洋中脊距轴部偏北约10 km的离轴测线d0d10,使用射线追踪正演和反演的方法,得到了NVR和NTD北侧离轴区域的地壳及上地幔P波速度结构,并与轴部速度结构进行了对比分析.研究结果表明:(1)NTD北侧离轴区域的地壳厚度约5.2 km,其厚度明显大于轴部NTD下方地壳厚度(~3.2 km),由此推测洋脊轴部NTD区域形成的地壳在不断减薄;(2)NVR北侧离轴区域的地壳厚度约7.0 km,其厚度亦大于轴部NVR地壳厚度(~5.8 km),表明在洋中脊演化过程中洋脊轴区域的岩浆供给在不断减少,其活动性在不断减弱.

下扬子及周边地区深部泊松比结构及深部动力过程约束研究4418-4435

摘要：下扬子及周边地区存在着丰富的地质构造和多金属矿产资源,其深部结构和动力学过程已成为地学界研究的热点.为了更好地讨论下扬子及周边地区的深部动力学过程和岩浆活动机制,本文基于均匀网格层析成像方法提出了非均匀网格远震层析成像方法,利用大量的天然地震相对走时残差数据反演获得了下扬子及周边地区深至700 km范围内的三维S波和P波速度结构,并根据纵横波的比值关系计算出泊松比异常.由于S波速度比P波对流体的反应更加敏感,所以泊松比异常反映了物质是否包含流体或者物质的软硬、冷热程度.本研究结果显示:(1)长江中下游成矿带下方的上地幔内存在明显的高泊松比异常,而地幔过渡带内则存在明显的低泊松比异常;(2)大别造山带及其南侧的中扬子地块的上地幔中下部及地幔过渡带内都存在明显低泊松比异常,且呈现东深西浅的空间分布特征.结合已有的地质、地球物理和地球化学等资料,我们认为长江中下游成矿带下方的地幔过渡带内滞留着古太平洋俯冲板块,其上地幔内则赋存着软的上地幔热物质,为深部成矿提供了热量或幔源物质.因此,古太平洋板块的俯冲对长江中下游成矿带的形成发挥了至关重要的作用.

基于背景噪声成像方法的新疆呼图壁储气库地区近地表速度结构研究4436-4447

摘要：近年来,背景噪声成像方法在恢复高频面波信号及获取近地表速度结构方面得到了广泛的应用,本文将该方法应用于准噶尔盆地南缘的呼图壁背斜地区的呼图壁储气库.采用储气库及其周边区域22个台站记录的连续背景噪声数据的垂直分量,通过噪声互相关方法获得了台站对之间的瑞利面波经验格林函数,并进一步提取了0.5~1.5 s的基阶瑞利面波群速度频散曲线.首先根据区域平均频散曲线得到了该地区地下数百米的平均一维横波速度结构,然后利用基于面波射线路径追踪的面波频散直接成像方法得到该地区深度为500 m以上的三维横波速度结构.反演结果显示该地区沉积层较厚,整体横波速度值较小(0.4~0.9 km·s^-1).储气库在地表投影区域的横波速度值较小,这可能是由于抽注水、气引起的沉积岩石裂隙所导致.储气库东北和东南方向均有明显的相对高速区,推测是区域地下水位和地形起伏综合作用的结果.本研究获得的近地表三维速度结构为呼图壁储气库地区的上覆地层物性研究、区域微震精定位、场地效应的评估和去除浅层影响的深部介质成像等研究提供了重要基础.

华北地区中东部岩石圈挠曲与均衡特性以及地震活动性分析4448-4458

摘要：华北地区中东部涵盖北京、天津以及即将建设的雄安新区等大型城市,区内发育了张渤地震带等多条大型活动断裂,地震活动性较强,历史上发生过多次6级以上地震.本文利用Fan小波的布格重力异常一致性方法研究该区的岩石圈有效弹性厚度和均衡调整初始加载比分布,同时基于均衡调整方法计算该区垂向构造应力分布,并将以上结果与历史地震活动进行统计分析.岩石圈挠曲分析表明,华北地区中东部的岩石圈有效弹性厚度为10~65 km,分布特征为自东南向西北逐渐减小.均衡调整初始加载比为0.5~0.8,表明现今的岩石圈挠曲状态主要由莫霍面加载形成.该区地壳承载的垂向构造应力约为-20~20 MPa,中西部地区垂向构造应力向上,东北和西南地区向下.统计分析结果显示,华北地区中东部的地震活动性随着岩石圈有效弹性厚度和均衡调整初始加载比的增加而减弱,垂向构造应力零值区域地震活动性较弱.雄安新区的岩石圈有效弹性厚度大约为15 km,均衡调整初始加载比为0.5~0.6,垂向构造应力为15~20 MPa,岩石圈参数对应的地震活动性较强,相关结果对于新区建设具有一定参考价值.

基于小震定位与震源机制解信息的阿尔金断裂带东段构造转换研究4459-4474

摘要：阿尔金断裂带东段地区的造转换及其动力学机制研究一直是地学工作者关注的焦点.本文利用双差定位法获取研究区域2008—2017年间6013次地震事件的精确定位数据;整理筛选前人震源机制解36个,并采用P/S波振幅比方法计算获得221个以及CAP方法获得25个震源机制解信息.选择野马河—大雪山断裂作为研究区构造转换研究的突破口,综合小震定位数据与震源机制解信息,并开展野外地质调查进行验证,清晰刻画出该断裂的深部构造形态以及现今的运动特征:由阿尔金断裂带向祁连山方向过渡,断层产状由近直立逐渐转变为倾向南,倾角变缓,震源机制解由走滑性质为主转变为逆冲性质为主,是一个连续渐变的过程,为研究区的构造转换研究提供了直接证据.

郯庐断裂带合肥段五河—合肥断裂构造特征4475-4485

摘要：五河—合肥断裂是郯庐断裂带的西边界断裂,该断裂穿过合肥市城区,是1条规模较大、切割较深的隐伏活动断裂.为了研究该断裂的浅部结构特征、空间展布以及断裂活动性,我们利用2015年在合肥盆地完成的深地震反射剖面数据,采用初至波层析成像方法得到了郯庐断裂带合肥段的浅层P波速度结构和构造形态;考虑到仅根据速度结构剖面还难以确定断裂的准确位置、断层上断点埋深、断层的近地表构造组合样式等特征,研究中跨五河—合肥断裂还完成了2条高分辨率的浅层地震反射剖面.研究结果表明:郯庐断裂带合肥段是一个由多条主干断裂构成的复杂构造带,近地表速度结构表现为凹隆相间的构造特征,且沉积盖层厚度明显受到郯庐断裂带分支断裂的影响和控制.五河—合肥断裂在P波速度结构剖面表现为高速和低速区的分界,对断裂两侧的地层沉积具有重要的控制作用,该断裂向下错断了盆地基底,向上错断了埋深21~35 m的中更新统下部地层,其最新活动时代为中更新世早期.研究结果不仅为进一步认识五河—合肥断裂浅部构造形态提供了地震学依据,还可为该区断裂两侧的城镇规划和建设中避让活动断层提供基础资料.

力平衡反馈技术在石英水平摆倾斜仪中的应用研究4486-4492

摘要：石英水平摆倾斜仪在前兆地震观测中得到了广泛的应用,取得了较好的观测数据,但是仍然存在一些不足,如灵敏度未知、频率特性不理想等.为解决这些问题,本文提出一种基于力平衡反馈技术的石英水平摆倾斜仪设计方法.该方法通过差动式电容换能器检测摆锤的位置信息,将其转换成电信号输出;同时通过电子线路将输出电压信号处理后反馈给摆锤,该反馈电压在摆锤上产生一静电力.根据该设计方法,我们研制了原理样机并进行了测试,结果表明,样机的灵敏度为16801V/(m·s^-2),样机的幅度响应在从DC到5s都是平坦的.

地电扰动指数GEI研究4493-4503

摘要：本文应用中国大陆地区11个地电场台站5.5年(2012-01-01—2017-05-31)中磁静日和磁扰日的观测数据,并联系地电场变化敏感响应地下介质非均匀性和空间电磁活动的特点,发展了地电扰动指数,即消除静日地电变化的幅值比地电指数(GEI).对比各台站的地电指数与地磁指数,87.43%的单台地电指数D与单台地磁指数K在数值上完全相同或相差1,93.75%的单台平均地电指数Ds与单台平均地磁指数[+0.5](四舍五入)相同或仅相差1,说明地电指数能用于量化界定地电扰动水平,如同地磁指数量化界定磁扰水平.地电指数将服务于地球电磁环境监测、科学研究等领域,同时也可以用来评估地电场观测数据的质量.

滇西南地区南汀河断裂带三维深部电性结构及其孕震环境4504-4517

摘要：南汀河断裂带为滇西南地区活动断裂体系中规模最大的一条北东向断裂,其构造活动及地震危险性一直备受关注.本文基于覆盖云南境内南汀河断裂带的大地电磁测深宽频带阵列数据,利用大地电磁三维反演解释技术,首次获得了南汀河断裂带的精细三维深部电性结构.在上地壳深度,南汀河断裂带西南段与中段的电性结构表现出沿构造走向的高导条带特征,北东段表现为高阻结构.该高阻结构可能为临沧—勐海花岗岩体的电性反映,指示南汀河断裂可能未切穿该花岗岩带.在中下地壳深度,南汀河断裂带西南段存在大范围高导层,北东段则表现为整体性的高阻地壳,因此南汀河断裂北东段可能具有发生强震的介质结构背景.南汀河断裂带西南段的耿马地震区深部呈现北东向与北北西向的“X”型高导构造样式,该高导结构以南存在一个显著高阻异常体,1988年耿马M S7.2地震以及2015年沧源M S5.5级地震均发生于该高阻体与“X”型高导条带的电性边界.青藏高原东南缘绕东构造结流入滇西地区的中下地壳流可能受到南汀河断裂北东段中下地壳高阻体的阻挡而呈分流式分布于保山地块以及澜沧江断裂以东.

临夏盆地新近纪郭泥沟剖面磁组构特征及其环境意义4518-4529

摘要：临夏盆地在东亚新生代地层、古气候、古生物研究方面占有举足轻重的地位.本文对盆地东部的郭泥沟剖面进行了详细的岩石磁学和磁组构研究,以揭示从早中新世到早上新世临夏盆地的沉积演化过程.郭泥沟剖面沉积物中的磁性矿物有磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿和针铁矿,但剩磁载体以磁铁矿和赤铁矿为主.从上庄组和东乡组的褐红色粉砂质粘土到柳树组和何王家组的褐黄色粘土,赤铁矿含量呈现降低的趋势,与沉积物颜色变化一致.郭泥沟剖面沉积物磁组构类型为正常沉积磁组构.结合岩石磁学结果和磁组构参数特征可揭示临夏盆地早中新世-早上新世沉积的演化过程:早中新世上庄组为稳定湖相沉积,古水流方向为NNW,与南北向的大夏河方向一致;中中新世气候发生较明显的干湿波动,形成了东乡组的褐红色湖相粉砂质粘土夹粉砂、砂和青灰色泥灰质粘土条带,古水流方向主要为NNW,沉积过程主要受大夏河控制;中中新世晚期,受青藏高原构造运动影响,沉积相由湖相细粒沉积物转变为虎家梁组河流相砂砾层;同时,盆地的水动力条件也发生改变,晚中新世柳树组湖相沉积过程同时受南北向大夏河和东西向洮河控制,两个方向近垂直的河流共同作用导致柳树组内沉积各向异性度较低,面理和线理均不发育,磁化率最大轴偏角分布比较分散,磁组构确定的古流向为东西向和南北向;早上新世期间,由于受青藏高原隆升影响,沉积了何王家组下部的河流相砂砾层;受构造抬升影响,大夏河重新主导何王家组上部洪泛平原相沉积过程,水动力条件较为单一稳定,古流向主要为N向,与大夏河流向一致.

渤海BH08孔磁学参数变化机制与环境指示4530-4544

摘要：边缘海-陆架区是研究海陆交互作用的理想区域,该区沉积物记录了海平面、气候与构造变化的重要信息.渤海作为我国的内海,前人对该区虽然进行了环境磁学方面的研究,但是受复杂的沉积环境影响,渤海沉积物的磁性变化机制十分复杂,因而需要对该区沉积物磁学性质及变化机制进行深入研究.针对这一问题,本文详细研究了渤海BH08孔岩芯沉积物的磁学性质,结果表明:①沉积物中主要载磁矿物是磁铁矿,部分层位含有高矫顽力的矿物;②岩芯整体磁学性质变化复杂,各项磁学参数变化剧烈,其总体波动与S/Cl值、沉积物红度a*和深海底栖有孔虫δ18 O相关性较好;③在主要的海陆交替边界层位发现胶黄铁矿,表明是富硫的弱还原环境,而快速变化的沉积环境和较高的沉积速率是胶黄铁矿得以保存的重要因素,因而胶黄铁矿可作为沉积环境发生转变的一种特征矿物.这些新认识为深入开展渤海地区,乃至陆架-边缘海区古环境研究提供了新的思路和方法.