交变磁场传感器法拉第屏蔽的研究

传感器在各种数据采集与检测系统中起着至关重要的作用.为了更有效的接收所需信号,我们除了进一步提高传感器本身的性能外,还要消除一些不必要的干扰.在检测低频交变磁场而且磁场信号极其微弱时,首先要选用高性能的交变磁场传感器将交变磁场信号转换为电信号,然后采用一系列的选频放大等电子技术,这样在两者之间就会产生不必要的电场耦合,影响对有用信号的准确测量,为了阻断该电场耦合,对交变磁场传感器采用法拉第屏蔽是不可或缺的重要环节.     

环境磁学的过去、现在和将来

环境磁学涉及到将岩石和矿物磁性技术用于研究大气圈、水圈和岩石圈中磁性颗粒受环境作用影响后的迁移、沉积或变化情况。环境磁学被正式定义为一门新的学科是在1980年。从那以后,环境磁学就逐渐成为一个重要的研究领域。目前,人们正在致力于研究利用交叉学科来解决环境问题。在当前的环境磁学理论研究中,通常将其分成三个主要相互独立的方面。第一方面包括利用沉积物中的磁性矿物集合体研究沉积过程中的物理作用。这个方面涉及到测量沉积物岩心的磁化率和研究地磁场的特性,以及对影响沉     

熔岩流具有分形特征

我们根据野外测量结果和航空照片对夏威夷、爱达荷以及加拉帕戈斯岛(只利用了其航空照片)的熔岩流平面的分形特征进行了初步研究.研究结果表明,熔岩流的边界形状具有分形特征.换句话说,就是熔岩流的形态外貌的边界形状具有标度不变性(至少在所测量到的0.5m～2.4km的范围内是不变的).这项研究对于认识熔岩流的流体动力学特征有重要意义.我们认为这是非线性力作用的结果,因为非线性系统经常产生分形.此外,渣状熔岩流和绳状熔岩流也可以从它们的分数维上加以区别.我们测量的渣状熔岩主要部分的分数维在1.05～1.09之间,而绳状熔岩流通常具有较高的分数维D(1.14～1.23).通过测量金星、火星和月球轨道成像图上的熔岩流,我们已将该分析方法扩展到对其它星球熔岩流的分析上.所有这些星球上的熔岩流都是分形的,并且与地球上的渣状熔岩流和绳状熔岩流一样都具有分数维.综合地球上和地球外的资料来看,熔岩流的分形特征适合于五个以上数量的标尺长度(0.5m～60km).     

利用叠前全波形反演进行储层预测

利用完整地震反射波形求取地层弹性参数是叠前全波形反演的核心内涵。该方法可同时提取纵、横波阻抗和泊松比等多种岩性信息,在此基础上结合孔隙结构动力学分析成果与碎屑岩弹性参数分布规律,采用聚类分析方法,了解储层与产气层空间展布规律。对四川盆地YB地区珍珠冲段的储层预测结果表明,利用叠前全波形反演与孔隙结构动力学相结合,能够解决该区复杂的致密储层与产层预测问题。     

全球下地幔电导率估计

众所周知,地幔的电导率在500～1000km 之间增加了大约1S/m。这一现象可被认为是在高压状态下,矿物相中导热性或导电性的增加所引起的。电导率的变化与热激发的关系不大,但它在突变相中变化却很剧烈。遗憾的是,目前只用地磁场的资料还不能区分出这两个模型。然而,在假设了变化是比较剧烈的前提下,我们可在深度与电导率突变之间寻求一个最好的估计值。在以大约27天为一周期的地磁场频谱曲线上出现了一个峰值,该峰值在这一周期可产生极不确定和具有较大偏差的电磁响应。这一电磁响应与所假设的几何参数为 P_1~0的偶极子场源衰变有关。现利用一个埋在地下的双参数导电球体模型来拟合这批数据。我们估计电导率在650±20km 深处定为1.18±0.10S/m。该结果与所估计的深度为660km 地震不连续面较为一致,这种一致性支持了当前的一种假设,该假设认为在所观测到的地幔弹性突变中同样也伴随有电导率突变。这两种物理特征可能与上地幔占主要成分的橄榄石到钙钛矿/方铁矿集合体的矿物转变有关。     

水域施工遗失物体的磁法快速探测定位

通过一个使用磁法探测技术对遗失在水下的铁磁性施工器件的快速探测定位的应用实例。介绍了如何使用地面磁力仪在水域勘察施工的方法;如何识别水上船只对磁法测量的干扰影响;利用磁法测量资料对水下场源位置判定的方法;对比分析了对遗失在水下的铁磁性施工器件位置的现场判断、资料处理解释后的认定与探摸验证的结果。通过总结,笔者认为磁法探测技术是寻找水下磁性物体的最有效的方法。     

一种用于研究圣安德烈斯大断裂的平移断裂作用的非线性最小二乘反演法

应用一种非线性加权最小二乘反演方法,对一个位于半空间为粘弹性介质且具有平移断裂作用之上的人工弹性层模型进行反演,得到了弹性层的应变速率,并用于追踪加利福尼亚的圣安德烈斯大断裂某些地段的地震活动.该模型的各项参数是:弹性层的厚度(δ);断层的深度(d);地震再出现的时间(t);弹性层和粘弹性半空间的平均剪切模量(G);半空间的粘滞度(η);同震偏移(DU).只有粘滞度与剪切模量的比可以求得,而且剪切模量保持不变.根据综合资料的特征向量分析方法,利用非常靠近断裂的最后一次地震以来只随时间变化的观测结果,来求得剩下的五个参数是不可能的.我们对圣安德烈斯大断裂进行了一系列反演计算,每一次反演都用固定的重复出现时间和固定深度这些特征值.这些反演结果与以前的资料有点不吻合。得到的是剩余三个参数的一系列估计值,而不是特定值.根据取自圣安德烈斯大断裂北部资料的反演结果来看,出现了所预料的参数范围,该参数范围与用整个断裂资料反演得到的结果类似。随着到断层距离不同而变化的辅助观测值将有助于约束这些范围,并且有可能得出地震再次出现的时间和震源深度的解。     

低速带热学结构的地震观测和实验室研究

实验室中对上地幔橄榄岩地震波速度的测量,可用于确定低速带的热状态的范围。在高温和高封闭压力下所进行的这些测量,可以外推到上地幔的情况。我们将实验室测到的波速与地震观测值作了比较,并估算了低速带中的温度和部分熔融体的体积。通过比较得知,位于冰岛高原下45km深处,即在0—5Ma的软流圈内,其温度可达1310℃,并有占体积7％的物质呈熔融状态。太平洋下85km处的0—20Ma软流圈内,温度为1450℃,熔融体占3％。实验的结果表明,在低速带中传播速度即使降低6％(相对于岩石圈的速度),也不能说明必定存在部分熔融体。这就意味着在冰岛高原早于～5Ma和太平洋早于～50Ma的低速带中可能不存在部分熔融体。     

塔吉克斯坦、中国和匈牙利黄土磁性增强的路径

对采自塔吉克斯坦、中国和匈牙利的139个黄土及古土壤样品的分析来看,在所有剖面里,饱和磁化强度和饱和剩磁都随低场磁化率呈线性增加。其磁性的增强主要是由亚铁磁性矿物含量增加所致。高场磁化率(k_h)的变化认为是由粘土矿物引起,因为高场磁化率(k_h)与直径小于2μm 的矿物颗粒含量呈线性相关。磁性增强的过程可用一个综合理论模型来解释,该理论模型是以两种矫顽磁力不变、磁性矿物成分不同的集合体为基础。这个模型与匈牙利样品的结果很近似,且与塔吉克斯坦和中国磁性较强的古土壤样品数据吻合较好。塔吉克斯坦黄土样品的理论计算值和实测值之间的偏差较大。3种成分模型改进了实测数据和综合计算值之间的吻合程度。塔吉克斯坦和中国黄土磁性增强与古土壤的磁性增强机理不同,且在古气候和磁化率之间的关系方面不像匈牙利黄土-古土壤层序那样清晰。     

利用非线性模拟预测磁暴的发生

众所周知,磁暴与具有南向方向的星际磁场(IMF)密切相关。这一结论是通过对线性预测滤波器的研究得出的,研究中采用的资料是 Dst 和 IMF 数据系统。然而,从一次磁暴到另一次磁暴,该方法都要求对线性滤波器作较大的改动。因此在预测磁暴的活动中,线性滤波器法就显得具有一定的局限性。以前所进行的研究是将磁暴期间,磁层中电磁响应的非线性表示成环电流的衰减速率随 Dst 值而变化的关系。在此,我们提出了对 Dst 数据进行分析的非线性模拟法,这批数据是 OMNI 基站在1964～1990年期间记录下来的。若事先记录下可靠的太阳风资料的话,则就可从 Dst 和 IMF 资料中预测出磁暴的发生。然而,所记录下的大多数时段的太阳风资料并不可靠,或者只有1 h 的资料可靠,有时甚至还不足1 h。因此,我们就以 Dst 资料系统为基础提出了非线性预测模拟方法。若缺少太阳风资料,这些模拟就不能预测磁暴的发生,但可预测磁暴的发展,并且可从中等磁暴来发现强磁暴。以 IMF和 Dst 资料系统为基础的输入-输出模型和只以 Dst 资料系统为基础的自主模型两者之间的联系,可以用来进行天气预报。