基于重力观测值反演中国及其邻近区域地壳厚度

发布时间：2020-06-09 07:06

【摘要】：地壳与地幔之间的全球性分界面被称为Moho面,Moho面深度即地壳厚度是地球物理学领域研究的重点之一,诸多国内外学者致力于获取更准确的地壳厚度结果。目前已存在一些反演地壳厚度的方法和全球地壳模型,常用的方法流程是先提取Moho界面的扰动信息,再利用单一界面反演公式得到地壳厚度结果,所用到的扰动信息需要通过对扰动重力逐步剥离计算获得,其中地形改正对结果影响最大,小范围内的地形改正可以当作平面计算,主要采用棱柱体分化质量,但是进行大范围及全球范围内的地形改正时,要考虑到地球曲率的影响。基于以上问题,本文的主要研究内容如下:1.为了解决大区域地形正演的球面曲率误差问题,地形改正采用Tesseroid单元体可以更好地拟合地形,在球坐标系下的球谐谱公式也只是展开到三次项的近似计算,所以本文通过把球坐标系下牛顿积分公式在极坐标系中表示,该方法具有完全解析的准确表达式以及可与球坐标系进行严格球面转换的优势,该方法避免了地形重构,选取0°~60°N,60°~150°E的中国及其邻近区域为实验区对比验证。2.Moho反演属于层面反演的范畴,属于重力反问题的一种,许多专家学者对层面反演做过深入研究,给出了相应的反演公式,本文反演中国及其邻近区域地壳厚度采用了空间域公式,形式较为简单,提高了计算效率,中国及其邻近区域选取范围为0°~60°N,60°~150°E,将结果与GEMMA Moho模型结果对比分析。
【图文】：

大地水准面,莫霍面

图 1.1 大地水准面与莫霍面Fig 1.1 Geoid and Moho场和地壳简介场的表示方法一般有两种：一、全球范围内分布有限个值已知，，然后通过各种内插方法推求其它点的重力异常用这种方法求未知点的重力异常值大小主要取决于估值，而且不利于快速、大量的计算。二、使用重力异常的力场的总体面貌，这种方法就是将地球重力场用一系列量的已知点构成的若干方程组平差计算得到，系数的精把这些系数再加上未知点的位置信息即可求得重力异常再加上计算点之间的间隔就可以进行大范围的计算。部结构如图 1.2 所示，可以分为内核、外核、地幔和地壳似看作是同心层，最初的布伦模型提出这四个部分的厚370 公里、外核 3000~5000 公里、地幔 15~3000 公里、地

示意图,示意图,地球,地壳

合肥工业大学硕士学位论文千米。假设地球每个圈层都是密度均匀的、等厚度的，那么地球外部力就是处处相等的，正是由于密度、厚度的差异，地球外部观测点的异，则不可避免的产生重力扰动（异常），而对重力扰动贡献最大的地壳上表面，不管是凸起的陆地还是凹陷的海床，都可以通过现有手量，但是地壳下表面处于地球内部，是不可见的，使用直接手段测量但是我们可以根据其密度界面的性质及其在地球外部产生的影响进行面的章节将会进行详细讲解。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P631.1

【参考文献】