文中推导并给出了基于非格网分布的起伏面扰动重力或重力异常解算区域扰动重力梯度场模型的数值计算公式.基于澳大利亚 West Arnhem Land 地区的格网重力数据,以频谱域(二维快速傅里叶变换)解算的扰动重力梯度全张量作为"基准值",然后利用基于推导公式的最小二乘配置方法(LSC)对相同区域非规则范围的重力数据进行扰动重力梯度模型解算,将结果作为"评估值".对比"基准值"与"评估值"之差,研究发现:1)基于推导公式的最小二乘配置方法解算得到的扰动重力梯度值与频谱域方法得到扰动梯度"基准值"各分量在空间形变变化上是一致的;2)统计扰动重力梯度各分量的差值 ΔδΓfft-lscxx、ΔδΓfft-lscxy、ΔδΓfft-lscxz、ΔδΓfft-lscyy、ΔδΓfft-lscyz 和 ΔΓfft-lsczz,"基准值"与"评估值"差值的标准差分别为 5.54E、5.30E、1.85E、6.55E、2.09E 和 9.67E(1 E=1×10-9s-2),远低于国际上实测重力梯度与解算模型差值的研究结果.最后,基于云南地区实测地表差分重力值,文中首次给出了该区域半波长约 20km的重力梯度场年际变化模型.文中的思路和方法提高了广泛分布的重力数据(主要为重力异常和扰动重力)的使用效率,可为地球物理学、地质学研究更好地理解和解释重力数据、重力梯度数据及其与场源的关系提供数据基础.
第四纪碎屑沉积物是新构造运动和第四纪地质环境变化的重要信息载体.对第四纪碎屑沉积物,尤其是对距今 200ka以上不含火山灰的粗颗粒样品(如砾石堆积)进行测年,一直是第四纪年代学研究中的重点和难点问题,石英 ESR 测年法是能够直接测定这类样品的测年方法之一.但是,将石英 ESR法测年应用于早更新世沉积物(特别是粗颗粒沉积)结果的可靠性国内外至今鲜有报道,是目前亟待解决的年代学问题之一.文中基于石英 ESR法测年原理和前人的研究成果,以已知年龄的下更新统靖远砾石层为研究对象,探讨了早更新世砾石堆积石英 ESR法测年的可靠性.结果显示:1)靖远砾石层石英 Ti-Li心在 11 000Gy附加剂量范围内 ESR信号未饱和,Al心在 13 000Gy附加剂量范围内 ESR信号未饱和;2)单饱和指数函数和"指数+线性"函数可分别为 Ti-Li心和 Al心提供更优的等效剂量拟合结果,且拟合效果均优于 0.98;3)靖远砾石层石英 Ti-Li心和 Al心的平均ESR测年结果分别为(1.67±0.15)Ma和(1.65±0.69)Ma,与已知的宇生核素测年结果(约为(1.73±0.13)Ma)和岩石地层结果在误差范围内是一致的.综上所述,石英 Ti-Li 心和 Al 心 ESR法测年均可为早更新世含砂质透镜体的砾石层堆积提供可靠的年代学数据.
目前中国有60余处四分量钻孔应变测点,这些测点的观测数据在地球动力学和地震前兆等研究中均发挥着重要作用.但在实际观测中,不少四分量钻孔应变仪会受到不同周期气压波的干扰.截至目前,还鲜有关于该类仪器对气压频响效应研究的报道.文中以江宁台为例,尝试采用传递函数对其进行系统诊断;在此基础上,进一步利用双衬套力学模型反演其钻孔围岩的力学参数.结果表明:1)在 0.1～30cpd频带内,气压和钻孔应变的相干性较好;2)低频带(0.1～0.5cpd)的气压响应最好,高频带(＞8cpd)次之,中频带(0.5～8cpd)则略差;3)若不考虑日波和半日波频段的影响,在整个频带内,4 个分量的应变和面应变气压系数谱近线性平稳;4)在高频带,钻孔应变对气压响应的相位谱呈指数形式上升,平均滞后约 24.2°,频率依赖性明显;5)利用面应变低频气压系数均值反演的钻孔围岩弹性模量和泊松比分别为 33.9GPa 和 0.27.以上结果将不仅有助于气压效应的分频改正,同时还能为钻孔围岩力学参数的定量反演提供新方法.
在破坏性地震中,快速估算震级对于早期预警和应急响应具有重要意义.然而,利用强震动地面峰值速度(Peak Ground Velocity,PGV)快速准确地估算震级仍是一项挑战.文中开展了基于强震动 PGV 的震级快速估算方法研究.首先,基于全球范围内 23 次 MW6.0～9.0 地震事件的5 596 条强震动 PGV,构建了可用于震级快速估算的强震动 PGV 震级模型.其次,采用未参与建模的 4 次地震事件进行模型验证,并开展了震级快速估算研究.结果表明:23 次地震事件的强震动PGV 预测值与观测值基本一致,残差的均方根误差为 0.296.4 次地震事件的强震动 PGV 估算震级与美国地质调查局报告的矩震级基本相符,其绝对偏差分别为 0.15 个、0.14 个、0.05 个、0.13 个震级单位,震级快速估算的收敛时间分别为 76s、50s、84s、70s.
作为中国大陆最为活跃的断裂带之一,鲜水河断裂现今的滑动模式,尤其是北西段的浅部蠕滑特征长期以来备受关注.文中首先利用 Sentinel-1 卫星降轨数据,基于小基线集时序分析(SBAS)方法获取鲜水河断裂带北西段 2014-2021 年的地表视线向(LOS 向)平均速度场;再采用弹性螺旋位错模型拟合 InSAR跨断层剖面速度,估计断层的长期滑动速率和浅部蠕滑速率;最后结合黏弹性地震周期模型分析炉霍段地震的复发周期、下地壳和上地幔流变对滑动速率估计的影响.In-SAR处理结果显示,断层两侧 LOS 向速度场呈现出明显的速度差异.使用弹性螺旋位错模型估计得到的鲜水河断裂北西段的断层滑动速率为 7.2～11.0mm/a,自西向东逐渐减小.断裂带浅部蠕滑速率为 0.3～3.1mm/a,蠕滑主要集中在虾拉沱和道孚—松林口之间.基于历史地震的复发周期及青藏高原东缘下地壳和上地幔黏滞系数的研究,文中采用黏弹性地震周期模型反演得到炉霍段的滑动速率为(7.91±0.3)～(9.85±0.4)mm/a,略低于纯弹性螺旋位错模型的结果((10.14±0.5)mm/a).
