基于2008年CHAMP卫星地磁总强度数据分析中国及邻区地磁异常特征

CHAMP卫星10年的观测任务提供了大量高精度的地磁观测数据。利用2008年CHAMP卫星地磁总强度F观测数据,通过地磁指数及地方时阈值为参数选取地磁活动较为平静期间的卫星观测资料,并利用地磁参考模型去除主磁场和外源场成分,获得了中国及邻区地磁异常分布。结果表明:卫星磁异常的分布特征与地质构造有较好的对应关系,塔里木盆地、四川盆地、松辽盆地、印度地台及华北平原部分地区表现为正磁异常,青藏高原和阿尔泰造山带地区表现为负磁异常。

低轨卫星磁测及全球地磁场建模

低轨卫星磁测因其覆盖范围广、精度高、无疆域限制等优点,已逐步成为全球高精度地磁探测和全球地磁场模型更新的主要手段.本文首先对国内外低轨卫星磁测发展历史、主要特征、测量精度、发展趋势等做了总结和回顾.其次介绍了低轨卫星磁测的在轨定标流程和方法,详细描述了作为重点和难点的矢量磁场在轨正交校正和坐标转换算法,并展示了主要磁测卫星在轨定标结果.文章最后介绍了全球地磁场建模理论,并对主要的全球地磁场模型、空间分辨率等进行了总结,展示了主磁场、不同分辨率岩石圈磁场、磁层和电离层电流体系外源场的全球分布形态和主要特征.得益于低轨卫星磁测技术,全球地磁场建模得到了快速发展,并在科学研究、资源探测、通讯导航、自然灾害防治等领域得到了广泛应用,但目前仍然面临时空分辨率有限等问题,解决这一问题需要融合近地表观测数据,并不断优化场源描述能力和建模技术.

2017年西藏米林M_(S)6.9地震前地磁垂直强度极化异常特征

基于中国大陆65个地磁台站秒采样观测资料,利用地磁垂直强度极化方法提取了2017年西藏米林M_(S)6.9地震震中及附近区域超低频电磁异常信号并分析其时空演化特征。结果显示:米林M_(S)6.9地震前在青藏高原出现了大范围的地磁垂直强度极化高值异常,异常过程共持续9天;高值异常开始于2017年10月30日,高值持续3天之后出现短时间下降,随即转折上升,再次出现高值异常并持续了4天,在此过程中各高值台站的时序曲线呈现出单峰或双峰的形态。空间分布图显示高值异常在中国大陆西部区域反复出现,尤其是在青藏高原巴颜喀拉地块与羌塘地块的交界处。异常呈“出现-扩大-收缩-消失-扩大-消失”的演化过程,10月31日异常面积达到最大值。异常过程结束后10天发生了西藏米林M_(S)6.9地震,震中距离10月31日异常阈值线5 km。综合分析认为,此次异常与米林地震具有较强的时空相关性,是可靠的地震电磁前兆异常。

总强度磁异常各阶垂向导数换算新方法

总强度磁异常垂向导数换算在磁性目标解释推断过程中具有重要意义。分析频率域总强度磁异常各阶垂向导数转换因子的滤波特性,指出在求解总强度磁异常垂向导数时,常规傅里叶变换法会明显放大观测数据中高频噪声的影响,甚至可能淹没掉真实信息。给出一个重要定理:总强度磁异常沿垂直方向的积分及各阶偏导数均为准调和函数,在此基础上,提出基于拉普拉斯方程的逐步求解法,联合空间域和频率域换算总强度磁异常沿垂直方向的各阶导数。同时,采用球体磁场模型验证所提方法的有效性,并推导地磁场方向和磁化强度方向不一致时,球体总强度磁异常沿垂直方向的一阶和二阶导数表达式。结论表明:利用样条法计算的垂向导数结果精度明显优于常规傅里叶变换法计算结果,且具有较强的抗噪能力。

观测地磁变化研究磁异常源的Q值和磁化强度方向

多数磁异常源在解释时可以看成是一个均一体,此时求取其磁参数是至关重要的。对正演问题这是显然的。对反问题,如果磁参数已知,即使仅仅知道磁化方向,也将使解有质的改善。若通过场的观测推算出异常源的剩余磁矩与感应磁矩的比值Q。

地磁总强度测量与四川中强地震关系的初步探索

四川中强地震发生前地磁总强度测量异常较明显,因而具有一定的监视预报能力。

基于等效源的总强度磁异常非线性处理方法

总强度磁异常(ΔT1)常规处理方法通常将其近似当作磁异常矢量在地磁正常场方向上的投影(ΔT2).然而对于高磁环境如磁铁矿处的磁异常场幅值可达104 nT甚至更大的情况,上述近似假设则不再成立,如采用常规处理方法可能会带来明显的误差.本文针对该问题,提出一种基于等效源的总强度磁异常非线性处理方法;该方法根据总强度磁异常获取流程,直接反演实测地磁场总强度幅值与正常场强度幅值之差来求取等效场源.本文首先通过模型试验,分析ΔT1与ΔT2的差异;然后将ΔT1当作ΔT2采用常规处理方法以及ΔT1采用新方法得到的结果作对比分析,结果表明新方法处理结果与理论值的差异为常规方法处理结果的1/5甚至更小,充分说明了新方法的有效性;最后将该方法应用于铁矿实测总强度磁异常处理实例中来转换计算磁异常总模量,其实际应用效果进一步体现了高幅值总强度磁异常数据处理过程中采用新方法的必要性.

利用地磁场总强度预测地震三要素初探

计算了河南省 6个台站的相邻时段的地磁场总强度观测资料的自相关系数 .分析了各台自相关系数的变化与地震的关系 .各台的自相关系数曲线对应地震的效果较好 .发震时间一般在异常低值后 1～ 8个月 .统计得出了各台所对应的地震震级与自相关系数异常面积和震中距的经验公式 .利用 3个以上台站的经验公式和交汇法 ,即可以求出震中位置和地震震级 .经震例检验 ,该方法基本可行 .

利用MAGSAT卫星数据研究青藏高原及其邻近地区磁异常

使用４３７９２个ＭＡＧＳＡＴ卫星磁测数据，编绘青藏高原及其邻近地区卫星标量（△Ｆ）和矢量（△Ｘ，△Ｙ，△Ｚ）磁异常图（１５°Ｎ－５０°Ｎ，７０°Ｅ－１１０°Ｅ）。为了提取岩石层卫星磁异常，首先对ＭＡＧＳＡＴ卫星数据进行了筛选，然后进行主磁场、磁层场、电离层场和感应场改正，并消除虚假测点。把卫星数据分成黎明组、黄昏组和联合组，分别绘制相应的卫星磁异常图，根据１°×１°的网点值，用计算机编绘卫星磁异常图，等值线间隔为１ｎＴ。图上显示出一对明显的异常，即亚洲最著名的青藏高原负异常和塔里木正异常。

亚洲MAGSAT卫星磁异常冠谐分析

根据亚洲地区（15°S—60°N，55°E—160°E）MAGSAT卫星碰异常1°×1°网格值，使用冠谐分析方法，计算亚洲地区卫星磁异常的冠谐模型．球冠极点位于22°N，108°E；球冠半角为50°．该模型的最大截断指数Kmax=20，共有441个系数．根据冠谐模型，绘制卫星平均高度（400km）以及其他高度（300km和500km）的理论卫星磁异常图（△X，△Y，△Z）．卫星磁异常的冠谐模型能表示磁异常的三维结构，为探讨岩石层结构提供证据．

2013年辽宁灯塔M5.1地震地磁异常变化特征

采用地磁谐波振幅比方法和地磁总强度F21相关法对2013年1月23日辽宁灯塔M5.1地震震中周边的铁岭台、营口台、通化台及朝阳台2008年1月至2015年12月的地磁数据进行了计算分析。并利用震中周边16个台站的地磁Z分量数据进行了大区域地磁低点位移异常扫描,分析震前可能出现的短期地震地磁异常。通过不同方法总结了在显著地震发震前出现的中期至短期的不同地磁异常特征,结果显示:4个地磁台站地磁谐波振幅比结果部分周期在发震前2~4 a开始出现下降变化,在转为上升过程中或者上升至高值后发震;地磁总强度F21相关法在地震前有明显的下降异常变化特征;区域地磁低点位移法在震前13天显示了极为明显的分界现象。

地磁场的漂移运动和强度变化

在修正了Briggs提出的移动变形图案相关分析法基础上 ,对全球非偶极子磁场以及 6个行星尺度磁异常区的漂移特性和强度变化进行了研究 .结果表明 ,在 1 90 0— 2 0 0 0年期间 ,全球非偶极子磁场以 0 1 5°/a的平均速度向西漂移 ,强度累计增长了 2 9% ;6个行星尺度异常区的西漂运动存在明显差异 ,其中漂移最快的是赤道附近的非洲异常 ,平均西漂速度为 0 2 6°/a,其次是南半球的澳大利亚异常 (0 2 3°/a) ,最慢的是欧亚异常 (0 0 9°/a) .除西漂外 ,大多数异常区还有较小的北向漂移 .在 1 940— 1 955年期间北半球的欧亚、北美和北大西洋 3个异常区以及赤道地区的非洲异常几乎同时由西漂或西南漂转为西北向漂移 ;紧接着 ,南半球的南大西洋和澳大利亚两个异常区的漂移特征也发生明显变化 ,主要是漂移明显减慢 ,而不是漂移方向的转折 .在 6个异常区中 ,澳大利亚、南大西洋、非洲和欧亚 4个异常区的强度有明显增加 。

关于磁异常化到地磁极问题的几点认识

文中阐述了磁异常化到地磁极（简称化极）的物理意义，指出了化极和换算为垂直磁化条件下的垂直磁异常的差别。在做化极处理时，实测的磁异常要完整，否则将会引起化极结果的畸变。利用教科书中给出的公式对二度体磁异常做化极处理，对化极结果解释所得的磁化强度是磁性体的总磁化强度，一般情况下不是原始的ΔＴ（或Ｚａ）异常所对应的有效磁化强度。

欧洲及其邻区MAGSAT卫星磁异常冠谐模型

通过对欧洲及其邻近地区 MAGSAT 卫星黎明资料进行了处理,得到1°×1°卫星磁异常网格值。本文使用冠谐分析方法,计算该地区卫星矢量磁异常(ΔX,ΔY,ΔZ)冠谐模型。球冠极点位于33°N和26°E,球冠半角为40°.冠谐模型的截断指数为18。根据卫星磁异常冠谐模型和地磁场球谐模型 DGRF1980,计算卫星总强度磁异常(ΔF)的冠谐一球谐模型。根据卫星磁异常的理论模型,计算并绘制不同高度(300,400,500km)的理论卫星磁异常图。对冠谐模型和大磁异常进行了分析和讨论。

河北省流动地磁观测异常特征分析

运用1986—2009年河北省流动地磁观测资料,分析其地磁总场强度测值时间变化与空间分布特征,找出流磁异常特征。结果表明:流动地磁变化与该区的地震活动存在一定关系,且震前异常多在震前1—2年出现,δ_F值存在"连续大幅上升—临震大幅转折下降"的异常变化特征。

广西地区卫星磁异常与区域地质特征

广西壮族自治区地处中国东南部大陆边缘活动带,属古生代扬子板块的南缘,东临华夏板块,西邻印支板块,处在三大板块的结合部位。历史上火山运动剧烈,伴随不同时期的火山喷发及侵入作用,形成各种金属矿产,并且明显受到断裂构造的控制。本文根据最新卫星地磁场模型(NGDC-720),特别运用总磁场异常模量及小波多尺度分析等新技术,对广西地区区域地磁特征以及岩浆岩分布等进行了相关讨论。

2017年全国地磁垂直强度极化方法震例研究

近年来已有研究表明,岩石破裂时ULF(超低频)频段的磁场会发生变化,且临近破裂时岩石附近磁场强度会出现短周期前兆变化,地磁垂直强度极化方法是目前地震磁扰动定量分析中机理明确、处理手段成熟且异常信息提取能力较强的方法之一。该方法基于谱分析,将磁场垂直分量Z和水平分量(H或G)的频谱振幅相比较。大量数值模拟结果表明,一次源来自地壳内频率1 Hz上下的磁信号垂直分量幅度比水平分量大,其比值大于1,利用二者的比值即可在突出岩石圈异常信号的同时抑制外源场的电磁信号。

四万年以来南海西北次海盆地磁场古强度演化及其地球动力学意义

海洋沉积物能够记录较为连续的古地磁信息.对沉积物记录的天然剩磁(NRM)进行归一化处理,可以构建过去较为连续的地磁场相对古强度(RPI)信息,这对于研究地磁场演变与全球记录对比具有重要的科学意义.本文以南海西北次海盆地区L07岩芯作为研究对象,利用等温剩磁(IRM)作为NRM的归一化参数,构建了南海西北次海盆地区37ka以来的RPI曲线.实验结果显示,L07岩芯中载磁矿物的成分较为单一,以单畴(SD)-细粒准单畴(PSD)低矫顽力磁铁矿为主,能够作为古强度记录的载体.此外,在11.5ka处RPI出现峰值.进一步结合东亚地区鄂霍茨克海岩芯的RPI记录以及中国黄土10Be的丰度变化,我们认为该RPI峰值是由于地球非偶极子场影响所致.这说明东亚正磁异常的影响范围可以达到中国南海等中低纬度地区,这为理解东亚地区磁场演化提供了新证据,同时也为该区千年尺度RPI记录变化特征提供了新机制.

不同纬度地区航磁三分量矢量解释技术应用研究

我国的航磁三分量勘查系统于2017年研制成功,但是利用大面积性航磁三分量数据开展地质解释研究尚处于起步阶段,通过研究认为垂向分量、东向分量和北向分量数据需要进行化极,虽然相关文献和教材开展了航磁三分量中三个分量的化极理论公式的推导但并不是最终结果,本文经过深入的理论公式推导首次获得了三个分量的化极理论公式,同时将化极后的三个分量数据得到的磁异常总强度矢量数据的相关意义进行了深入分析,得出磁异常总强度矢量图可以较好地指向磁性地质体的赋存位置,在此基础上设计了单一异常体的简单模型和4个异常体的复杂模型开展理论分析,对不同纬度的三个分量数据化极效果进行了分析,得出虽然在低纬度地区三个分量的化极效果并不理想,但是所绘制的磁异常总强度矢量箭头图却可以不受低纬度化极效果不好的影响,在纬度1°-90°的三个分量数据经过化极后绘制的磁异常总强度矢量箭头总能指向磁性地质体,而且汇聚的矢量箭头的位置还可以反映地质体的埋藏深度,然后将该思路应用于中国北部某地区的航磁三分量数据,所绘制的磁异常总强度矢量箭头图出现了指上和指下的现象,通过研究认为箭头图指上的现象是由于该区域的磁性地质体存在有剩磁现象,通过对比地质资料并得到了验证。