陳 石 盧紅艷 徐偉民 李艷娥

(中國地震局地球物理研究所 北京 100081)

當前在我國大陸基于固定測點的流動重力重復測量是獲取區(qū)域性重力場變化信號的主要觀測手段。通過定期的重復測量，可以了解重力異常變化的空間特征，這些變化信息與區(qū)域構造變形和多種動力學過程密切相關。當前主要的流動重力測網地形起伏與測點間距之比很小，由于地形因素引起的異常特征變化，特別是在平原和丘陵地區(qū)通?？梢院雎圆挥?，但是在地形變化劇烈和重力危險區(qū)加密測網較小點距的情況下，起伏地形對重力變化場的影響特點就需要進行考慮。

通常，野外的固定重力測點分布在起伏地形上，如在青藏高原東緣地區(qū)，可獲取的重力年變信號異常在十幾到幾十微伽量級。通過相對重力聯測和平差處理后，可以得到一個測量周期的每個測點重力變化值，然后對這些點值信息直接通過空間插值方法計算得到整個測網覆蓋區(qū)域在地形起伏曲面上的重力變化信息，而起伏地形環(huán)境對異?？臻g形態(tài)特征的影響通常不做考慮。

針對這個問題本研究首先設計了一種與實際情況相似的異常模型，正演計算起伏地表和水平地表兩種情況下的重力異常信號，定量分析了起伏地形對空間異常特征的量化影響；并在考慮地形起伏條件的情況下，對青藏高原東緣測網的實際觀測數據進行了處理和對比分析，將曲面測點轉換到水平面插值獲取區(qū)域重力變化圖像，選取了北西西向的3 條剖面進行研究，定量計算了地形起伏條件下的點值改正，對不同地形特點下的異常形態(tài)特征進行了統(tǒng)計分析。

通過分析觀察發(fā)現，地形起伏對重力變化點值的影響與重力變化幅度有一定相關性，但是不具備簡單的線性關系。根據位場理論，通過對位場曲化平處理，可以將曲面異常信息解析延拓到任意一個參考平面，本文選擇青藏高原東緣地形起伏較大地區(qū)，挑選了1998－2008 年間，異常變化幅度較大的一期資料進行實驗。根據曲化平的結果統(tǒng)計表明，在本區(qū)域的82 個測點之中，高差起伏最大約4 000 m，平均高程1 742 m，測點平均間距59.3 km。曲面延拓到大地水準面，在曲面地形上異常變化最小值-56.4 μgal，最大值115.8 μgal；延拓后最小值-56.48 μgal，最大值121.89 μgal。延拓前后的點值最大相差11.82 μgal，平均相差1.36 μgal。

研究結果表明，時變高精度重力測量的曲面校正技術，可以有效校正由于觀測地形起伏對空間異常形態(tài)特征的影響。地形起伏的影響與測點間距和地形高程變化量相關，當測點高程遠遠小于測點間距時，可以忽略觀測數據的曲面效應。這要根據研究對象和目標特點決定，曲面效應對于深部異常源的反映較小，改變淺源異常特征更明顯。依據本文的統(tǒng)計結果，位場的曲面校正技術可以有效地提高觀測重力數據質量，更準確地圈定和認識異常的空間形態(tài)特征。提高對觀測得到的重力場變化信號的認識水平。