地震地质 ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (2): 553-569.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2023.02.015
汪健1,2,3)(), 张新林2,3), 谈洪波2,3), 胡敏章2,3), 吴桂桔2,3), 李忠亚2,3), 张明辉2,3)
修回日期:
2022-09-25
出版日期:
2023-04-20
发布日期:
2023-05-18
作者简介:
汪健, 男, 1986年生, 2011年于中国地震局地震研究所获固体地球物理专业硕士学位, 现为中国科学院大学固体地球物理专业在读博士研究生, 副研究员, 主要从事重力场变化监测研究, E-mail: wangjian196@mails.ucas.ac.cn。
基金资助:
WANG Jian1,2,3)(), ZHANG Xin-lin2,3), TAN Hong-bo2,3), HU Min-zhang2,3), WU Gui-ju2,3), LI Zhong-ya2,3), ZHANG Ming-hui2,3)
Revised:
2022-09-25
Online:
2023-04-20
Published:
2023-05-18
摘要:
文中基于绝对重力控制下的木兰山基线场2018年和2022年的重力观测资料, 研究了一次项系数在不同读数段的分布规律、木兰山基线场的重力场分布和近期重力变化特征。结果表明: 相对重力仪不同读数段的一次项系数存在差异, 武汉-宜昌测段(子测段)的一次项系数与武汉-绿葱坡测段(总测段)的差异可达4.809‰, CG-6型与CG-5型重力仪的结果较为一致, 2类重力仪间无系统偏差; 总测段的一次项系数是各子测段一次项系数的加权平均结果, 其相应的权因子为子测段与总测段的重力段差比值; 木兰山基线场的最大重力段差(G01-G03)为102.176mGal, 各测点的重力值平均精度为4.8μGal; 2018-2022年木兰山基线场测点的重力变化区间为5.9~12.8μGal, 重力场整体呈正变化, 测段重力变化区间为-4.8~6.9μGal。测点周边环境变化、地表垂直运动、地表水储量变化对地表实测重力变化均产生了一定影响。综合上述各项改正后的测点和测段重力变化均值较实测值相应减小了38.2%和50.8%, 改正后的重力变化结果更为精准, 但其不确定度相应增加了2.5%和2.8%。综合分析测点和测段的重力场动态变化可有效提取异常信息, 为地震重力监测提供更精确的数据支持。
中图分类号:
汪健, 张新林, 谈洪波, 胡敏章, 吴桂桔, 李忠亚, 张明辉. 木兰山重力基线场的初值测定及重力变化分析[J]. 地震地质, 2023, 45(2): 553-569.
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点名 | 北纬 /(°) | 东经 /(°) | 高程 /m | 观测日期 | 观测 组数 | 使用 组数 | 垂直梯度 /μGal·cm-1 | 垂直梯度段差 精度/μGal | 地面重力值 /μGal | 标准差 /μGal |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
IOS | 30.53 | 114.35 | 34 | 2018-01-07 | 30 | 30 | -3.1374 | 2.56 | 979350956.17 | ±1.12 |
IOS | 30.53 | 114.35 | 34 | 2022-03-12 | 25 | 25 | -3.1562 | 1.76 | 979350962.05 | ±1.99 |
表1 绝对重力和垂直梯度观测结果
Table1 Results of absolute gravity and vertical gradient observation
点名 | 北纬 /(°) | 东经 /(°) | 高程 /m | 观测日期 | 观测 组数 | 使用 组数 | 垂直梯度 /μGal·cm-1 | 垂直梯度段差 精度/μGal | 地面重力值 /μGal | 标准差 /μGal |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
IOS | 30.53 | 114.35 | 34 | 2018-01-07 | 30 | 30 | -3.1374 | 2.56 | 979350956.17 | ±1.12 |
IOS | 30.53 | 114.35 | 34 | 2022-03-12 | 25 | 25 | -3.1562 | 1.76 | 979350962.05 | ±1.99 |
仪器类型 | 仪器号 | 一次项因子 | 标定区间 | 标定日期 |
---|---|---|---|---|
LCR-G | G829 | 1.000 675 | JZ01-JZ04 | 2018-01-10 |
G1003 | 1.000 332 | JZ01-JZ04 | 2018-01-10 | |
CG-5 | C1056 | 0.999 806 | JZ01-JZ04 | 2018-01-11 |
C216 | 1.000 679 | JZ01-JZ04 | 2018-01-11 | |
C509 | 0.998 899 | JZ01-JZ04 | 2018-01-11 | |
C1333 | 1.000 377 | JZ01-JZ04 | 2018-01-11 | |
C1121 | 0.999 835 | JZ01-JZ04 | 2018-01-11 | |
C509 | 0.998 717 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 | |
C207 | 0.990 269 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 | |
C217 | 0.999 226 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 | |
C221 | 0.999 839 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 | |
C231 | 1.000 372 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 | |
CG-6 | C090 | 1.000 186 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 |
C092 | 0.999 862 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 | |
C236 | 1.000 247 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 | |
C238 | 1.001 667 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 |
表2 相对重力仪一次项系数标定结果
Table2 Results of absolute gravity and vertical gradient observation
仪器类型 | 仪器号 | 一次项因子 | 标定区间 | 标定日期 |
---|---|---|---|---|
LCR-G | G829 | 1.000 675 | JZ01-JZ04 | 2018-01-10 |
G1003 | 1.000 332 | JZ01-JZ04 | 2018-01-10 | |
CG-5 | C1056 | 0.999 806 | JZ01-JZ04 | 2018-01-11 |
C216 | 1.000 679 | JZ01-JZ04 | 2018-01-11 | |
C509 | 0.998 899 | JZ01-JZ04 | 2018-01-11 | |
C1333 | 1.000 377 | JZ01-JZ04 | 2018-01-11 | |
C1121 | 0.999 835 | JZ01-JZ04 | 2018-01-11 | |
C509 | 0.998 717 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 | |
C207 | 0.990 269 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 | |
C217 | 0.999 226 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 | |
C221 | 0.999 839 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 | |
C231 | 1.000 372 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 | |
CG-6 | C090 | 1.000 186 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 |
C092 | 0.999 862 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 | |
C236 | 1.000 247 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 | |
C238 | 1.001 667 | 武汉-绿葱坡 | 2022-03-22 |
点号 | 2018年1月重力值 /m·s2 | 点值精度 /μGal | 2022年3月重力值 /m·s2 | 点值精度 /μGal | 2018-2022年重力变化 /μGal |
---|---|---|---|---|---|
木兰山G01 | 366.5048×10-5 | 4.8 | 366.5176×10-5 | 4.3 | 12.8 |
木兰山G02 | 313.8634×10-5 | 4.8 | 313.8713×10-5 | 4.4 | 7.9 |
木兰山G03 | 264.3284×10-5 | 4.9 | 264.3398×10-5 | 4.6 | 11.4 |
木兰山G04 | 未观测 | 280.1167×10-5 | 4.7 |
表3 木兰山基线场各测点的重力值结果
Table3 Results of gravity value of observations sites of the Mulanshan gravity baseline
点号 | 2018年1月重力值 /m·s2 | 点值精度 /μGal | 2022年3月重力值 /m·s2 | 点值精度 /μGal | 2018-2022年重力变化 /μGal |
---|---|---|---|---|---|
木兰山G01 | 366.5048×10-5 | 4.8 | 366.5176×10-5 | 4.3 | 12.8 |
木兰山G02 | 313.8634×10-5 | 4.8 | 313.8713×10-5 | 4.4 | 7.9 |
木兰山G03 | 264.3284×10-5 | 4.9 | 264.3398×10-5 | 4.6 | 11.4 |
木兰山G04 | 未观测 | 280.1167×10-5 | 4.7 |
测段 | 段差值 占比 /% | CG6-090 | CG6-092 | CG6-236 | CG6-238 | CG5-207 | CG5-217 | CG5-221 | CG5-231 | CG5-509 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
武汉-宜昌 | 11.23 | 3.469‰ | 4.131‰ | 4.809‰ | 4.712‰ | 4.351‰ | 3.483‰ | 4.351‰ | 4.05‰ | 4.015‰ |
宜昌-绿葱坡 | 88.77 | -0.650‰ | -0.650‰ | -0.640‰ | -0.649‰ | -0.650‰ | -0.651‰ | -0.650‰ | -0.631‰ | -0.641‰ |
表4 子测段的一次项系数变化结果
Table4 Results of monomial coefficient variance in sub-segment
测段 | 段差值 占比 /% | CG6-090 | CG6-092 | CG6-236 | CG6-238 | CG5-207 | CG5-217 | CG5-221 | CG5-231 | CG5-509 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
武汉-宜昌 | 11.23 | 3.469‰ | 4.131‰ | 4.809‰ | 4.712‰ | 4.351‰ | 3.483‰ | 4.351‰ | 4.05‰ | 4.015‰ |
宜昌-绿葱坡 | 88.77 | -0.650‰ | -0.650‰ | -0.640‰ | -0.649‰ | -0.650‰ | -0.651‰ | -0.650‰ | -0.631‰ | -0.641‰ |
图10 木兰山基线场2018-2022年各项重力效应改正前、后的重力变化结果
Fig. 10 Gravity change results before and after gravity effect correction in Mulanshan baseline from 2018 to 2022.
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