滇西地区重力场长期变化特征研究

High precision spatio-temporal gravity variation data is one of important method for research of crustal deformation ,earthquake activities and other geodynamic activities。In this research ,long-term variation characteristics of gravity field in western Yunnan area will be obtained from the absolute and relative gravity data since 1985 based on discrimination of datum error,systematic error,and gravity effect caused by water circulation.Combining with gravity background field data including leveling observation data , Bouguer gravity anomaly and the Isostatic gravity anomaly to investigate characteristics and mechanisms of regional crustal deformation ,and to explore the Isostatic state and the evolution of the crust. The results are usful for the study of the western Yunnan regional dynamic background with important reference and constraints.

高精度地表重力场时空变化信息是进行地壳形变、地震活动及其它地球动力学现象研究的重要手段。本项研究拟通过对滇西地区1985年以来的绝对重力和相对重力观测成果进行精细处理，在消除基准误差、观测系统误差以及水循环等环境重力效应的基础上，获取滇西地区重力场长期变化速率背景图像；结合水准观测成果以及布格重力异常、均衡重力异常等重力背景场，对区域地壳形变特征及机理进行研究，对地壳均衡状态及现今演化态势进行探讨。研究成果可为滇西地区区域动力学背景研究提供重要参考和约束。

课题利用滇西地震预报实验场地区流动重力监测网1986-2014年期间62期观测资料以及区内绝对重力观测成果，结合由水准和GNSS观测获得的地壳垂直运动结果以及均衡重力异常计算结果，研究了该地区重力场长期变化速率的空间分布特征及其潜在机理，可为该地区区域动力学背景研究提供了重要参考和约束。课题首先研究了流动重力观测数据的精细处理方法：针对相对重力观测的特点，采用对基准点进行改正的方法消除了陆地水负荷效应的影响；基于分测线零漂改正和格值系数变化检测方法，消除了重力观测数据中由于相对重力仪非线性零漂和格值系数误差带来的影响，结果表明使用该方法有助于提取真实可靠的重力变化信号，可广泛应用于流动重力观测数据处理。采用EOF主成份分析方法，提取了重力点值时间序列中蕴含的重力长期变化信号，结果表明，重力长期变化以负变化为主，但在空间分布上具有明显的差异性特征，红河断裂、剑川断裂、洱源-鹤庆断裂一线为负变化高值区，红河断裂和程海断裂之间的滇西北坳陷区呈正变化或负变化低值区。基于艾黎‐海斯卡涅均衡模式，利用EGM2008重力场模型和GTOP30地形数据计算了滇西实验场区均衡重力异常，并以此为背景场结合垂直运动结果对重力场变化机理进行了探讨。结果表明，重力长期变化与该地区地壳垂直运动隆升背景一致，但垂直运动数值量级不足以解释观测到的重力变化，推测该地区地下物质处于亏损状态。重力变化与均衡重力异常在空间分布上具有较好的正相关性，重力变化与地壳垂直运动均与均衡调整方向相同，认为均衡调整作用可能是该地区地壳垂直运动和重力变化的重要因素。