蒙古及邻区重磁异常的小波多尺度分析特征

蒙古位于中亚造山带中部,是认识中亚造山带构造演化的关键区域.基于SGG-UGM-1重力场模型和EMAG2磁场模型,分析蒙古及周边地区的重力异常和磁异常的空间展布特征.文章对重磁异常场进行二维小波多尺度分析,并利用功率谱分析方法得出小波逼近和细节信号的等效源深度.结果显示:蒙古及邻区的重磁异常特征与该区的地质构造吻合,反映了蒙古弧形构造特征;重磁异常的小波多尺度分析结果揭示了断裂带异常可能是由于壳幔深部物质沿断裂隙上涌导致的密度和磁性的变化引起的.     

准噶尔盆地及邻区的重磁异常特征

基于由中国及其毗邻海域航空磁力ΔT异常图得到的磁测数据和WGM2012模型的布格重力异常数据,研究准噶尔盆地及其邻区的重磁异常情况,了解重磁异常的基本特征,并综合分析该特征与地质构造关系.结果显示,准噶尔盆地重磁异常特征具有相关性,在异常的分布走向方面具有相似的特点,大多都沿山脉分布;但是在异常值方面则具有相反特点:在山脉地区磁异常一般为负值,布格重力异常一般为正值;在盆地地区,布格重力异常值一般为负值,磁异常值为正值.同时两种异常特征表现了准噶尔盆地山脉夹盆地的地质构造特征.     

太平洋地区地球主磁场长期变化特征的研究

研究太平洋地区主磁场的长期变化特征,对揭示该地区的“偶极子窗”的时间演变和长期变化规律有重要意义.作者使用最新的国际地磁参考场IGRF13模型资料,分析1900—2020年期间太平洋地区主磁场的长期变化特征.结果表明1900—2020年太平洋地区主磁场的空间展布符合“太平洋偶极子窗”的分布特征.该地区主磁场的长期变化在赤道以北为缓慢变化,以南则是较快变化.偶极子场成分变化缓慢,非偶极子场成分变化较快.非偶极子场的长期变化以西向漂移为主,但各分量的西漂速率有显著的差异.垂直分量（Z）和北向分量（X）的西漂速率分别为0.23°/a和0.21°/a,均接近于0.2°/a的全球非偶极子西漂速率;东向分量（Y）的西漂速率为0.17°/a,低于全球非偶极子西漂速率. Y分量的长期变化在34°N附近发生扭曲并且在北太平洋表现为缓慢东漂,这一长期变化特征可能与太平洋北部的30°N和45°N之间在核幔边界处存在的古板块的俯冲过程有关.     

汶川、通海、澜沧强地震区的岩石圈磁场分布特征

利用美国地球物理数据中心(NGDC)构建的NGDC-EMM-720-V3地磁模型,计算了汶川地震、澜沧—耿马地震和通海地震的主震及余震序列分布带的岩石圈磁场强度,绘制磁异常图,分析这3个地震的主震及其余震震中分布与岩石圈磁场的关系.研究表明,这3个地震主震震中均在弱磁异常区,余震序列分布带的岩石圈磁场强度整体也较弱.汶川地震与通海地震岩石圈磁场特征相似,澜沧—耿马地震与二者稍有差别.     

青藏高原北缘地壳磁异常特征与区域构造

根据地面、航空、海洋和卫星磁测资料构建的最新一代高阶地磁场模型NGDC-720-V3,计算青藏高原北缘地区地壳磁异常7要素和X、Y、Z 3分量的垂直梯度和水平梯度,分析磁异常及其梯度的空间分布规律,磁异常与该区地质构造的关系以及与该区其他地球物理场的相关性.结果显示,青藏高原北缘的地壳磁异常较弱,磁异常梯度较小,基本呈东西走向分布,并且具有北高南低的趋势,可以清晰地看出盆—山构造特征.青藏高原北部磁异常的强弱与重力异常值的大小呈反相关关系.在对磁异常与温度场的相关性的研究中发现强磁异常地区地温梯度高于弱磁异常地区的地温梯度,磁异常越强的地区地温梯度越大.在对磁异常与地震波的相关性研究中发现强磁异常地区的地壳结构有利于地震波传播,弱磁异常地区的地壳结构减缓地震波传播.     

大伙房水库断裂构造特征的航磁解释

为查明大伙房水库库区的断裂构造特征及分布,保证工程的正确选址,使工程建设与其他地质环境相协调提供基础资料,利用航磁手段,编制了航磁△T磁场等值线图,将该区断裂构造分为四组,对其分布特征进行解释.不同性质磁场区之间,分界线两侧区域地质发展及演化存在明显差异,其断裂规模大、切割深;线性正或负磁异常带,反映出断裂控制与周边地区的岩性变化;串珠状线性异常带中的单个异常多呈等轴状或似二度异常,沿断裂存在着岩浆活动,断裂切割的深度较深.     

天然电磁场激励下球体的天然电场选频法异常成因分析

在以往实践应用的基础上,主要从均匀半空间内球体模型的角度研究天然电场选频法异常的成因.首先从自然因素和人文因素2方面分析天然电场选频法的场源问题;从麦克斯韦方程组出发,利用边界条件求取谐变磁场作用下,均匀半空内导电导磁球体在地表主剖面上感应二次电场的解析计算式;根据拉普拉斯方程和边界条件,获得谐变电场作用下,均匀半空间导电球体在地表主剖面上的异常电场水平分量计算式;对理论模型的各个参数进行假定,计算三维谐变磁场、谐变电场作用下,地表主剖面上良导球体的水平电场异常曲线.通过对模拟计算结果分析可知,在水平谐变磁场和谐变电场共同作用下,获得的地表电场异常曲线与野外实测结果形态相似、特征相同.     

应力/激励磁场与力磁效应关联关系研究

为了研究应力、激励磁场对铁磁材料磁化强度及磁输出的影响,本文在J-A理论模型的基础上,分别推演了恒定激励磁场条件下磁化强度与应力之间的微分关系模型,和恒定应力条件下磁化强度与激励磁场之间的微分关系模型,并对以上模型进行了数值仿真和实验验证.仿真结果表明,在恒定激励磁场下,磁化强度随着应力的增大先增大后减小;在恒定应力下...     

考虑介电常数影响的GMA内部磁场特性分析

以Maxwell’s方程为基础,结合超磁致伸缩材料压磁方程,建立了考虑介电常数、预压应力等参数的超磁致伸缩材料内部磁场径向分布模型,并对其进行了理论分析和数值仿真.讨论了介电常数、预压应力、激励频率等参数对材料内部磁场分布及滞回特性的影响.结果表明,超磁致伸缩材料径向内部磁场分布具有明显的集肤效应和滞回特性;受电导率与介电常数共同影响,材料的磁场分布出现了双峰现象;沿磁致伸缩材料半径增大方向,外激励磁场与材料内部磁场的滞回特性逐渐减弱,磁场损耗随之降低;随着预压应力的增大,材料内部的集肤效应逐渐减小.     

磁记忆信号的量化描述

采用描述材料内部磁化强度的改进的J-A理论用于分析磁记忆现象,然而磁记忆信号反映材料的表面磁场,建立这两者之间的关系。首先,设计拉伸疲劳实验研究损伤区域的磁记忆信号分布及变化特征;然后,根据实验结果建立磁偶极子模型描述材料表面散射磁场;之后,通过改进的J-A理论建立散射磁场与材料内部磁化参量M0的关系,量化描述磁记忆信号。研究结果表明:条形损伤集中区域成为内部磁源,向外散射磁场;试件外某点的散射磁场由损伤集中区域的磁荷密度和尺寸、裂纹的磁荷密度、裂纹的尺寸和位置,以及该点所处的位置确定,并随磁荷密度及裂纹尺寸变化;损伤集中区域的磁荷密度与M0呈线性关系,裂纹的磁荷密度与M0呈线性关系、并与裂纹尺寸有关;磁偶极子模型描述的试件表面磁场的分布及分布变化特征符合实验测量结果,并可根据改进的J-A模型推得疲劳过程中磁记忆信号与应力、材料损伤情况、裂纹影响因子之间的量化关系式。     

磁控靶溅射刻蚀的模拟研究

建立了磁控溅射单粒子模型，结合靶表面磁场的分布，用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法研究了溅射气体粒子的运动规律，得到靶表面刻蚀的图形，发现靶中间圆环的刻蚀最强，这与实验结果和磁场的水平分量分布一致．     

内蒙古鹿科动物分布现状和资源研究

鹿科动物中马鹿Cervus elaphus xanthopygus、东北梅花鹿Cervus nippon hortulorum、驼鹿Alcs alces(cameloides）、狍Capreolus capreolus bedfordi和驯鹿Rangifer yarandus fennicus在内蒙古均有分布,兴安岭、阴山山脉、贺兰山是鹿科动物在内蒙古分布较集中的区域。马鹿分布于这睦山体和内蒙古中部中蒙边境的一个较小地区;驼鹿仅见于大兴安岭;狍在内蒙古内广泛分布于除贺兰山以外的山体、森林和摹;东北梅花鹿只在兴安岭有分布记录,但现在已无野生个体存活的直接证据。1987～1997年,在对内蒙古境内鹿科动物已有记录的分布区所作的多次调查中,于内蒙古中部的中蒙边境地区,新发现一处现存马鹿数量较多的分布区域。结合1963～1990年商业部门对内蒙古境内鹿角、鹿茸、鹿筋、鹿尾和狍角、狍筋收购量的统计数据,对鹿科动物在内蒙古的分布和资源状况进行了阐述。     

中国海海表风场、海浪场与El Nino的相关性分析

利用CCMP风场,分析了中国海海表风场与El Nino之间的关系,并利用CCMP风场驱动WW3海浪模式,对19882009年的中国海海浪场进行数值模拟,探索中国海的海浪场与El Nino的内在联系,以期能利用El Nino指标辅助中国海海浪场、海表风场的中长期预测、防灾减灾等.结果表明中国海的海表风场、海浪场与nino3指数关系密切:①同期及1~4个月后的海表风场、海浪场与当月的nino3指数表现出显著性负相关,尤其是2个月后的海浪场、海表风场与nino3指数之间的负相关性最显著;7~10个月后的海表风场、海浪场与当月的nino3指数表现出显著性正相关,尤其是8个月后的海浪场、海表风场与nino3指数之间的正相关性最显著.②19881997年期间、19992009年期间,8个月后的海表风场、海浪场与当月nino3指数的走势表现出非常好的一致性.③nino3指数、中国海的海浪场、海表风场三者存在较为显著的、共同的半年周期（5.87~6.29个月）、年周期（11.00~13.54个月）.④nino3指数的突变期为20世纪80年代后期、1999年7月2000年11月、20052009年;海表风场与海浪场的显著性突变期完全一致,为2000年11月2001年5月,其中nino3指数在1999年7月2000年11月期间的突变期比海表风场和海浪场的突变期超前约半年左右,nino3区海温的突变可能是中国海海浪场、海表风场突变的主要诱发因素之一.     

磁编码器多极磁鼓表露场分布研究

基于磁编码器多极磁鼓表露场分布的均匀磁化理论模型,采用数值分析方法计算磁编码器多极磁鼓的表露场分布,得到了多极磁鼓的表露场分布的数值表达式．     

高原山区地形对雷暴云地面电场影响规律的数值模拟

为了在高原山区有效利用雷暴临近阶段的地面电场数据实现雷电的精准预警,搭建了典型雷暴云和基本山体模型,并结合高程数据模拟了真实高原山区地形,然后通过有限元方法研究了高原山区地形对雷暴云产生的地面电场分布特点和演变趋势的影响规律。结果表明：基本山体表面的雷暴云电场会发生畸变,畸变程度与山体形态和观测位置有一定关系;真实地形表面的雷暴云电场分布因为地貌的高低不平出现起伏波动,但整体趋势与平坦地面情况下基本一致;雷暴云临近观测点时近地电场的演变过程呈现先大幅上升再小幅下降的规律,但观测点地形特征会影响电场变化幅度。     

庐江县顺港地区磁异常特征与靶区预测

安徽省庐江县顺港地区位于长江中下游铁、铜成矿带的中段北缘,区域构造上位于扬子准地台、华北地台及大别山造山带交接部位,成矿条件有利,矿化信息丰富,对比沙溪铜矿区地球物理特征,以寻找"沙溪式"斑岩铜矿为主攻方向,故以此为勘查区开展面积达82Km2的高精度磁法测量工作,数据初步处理结果显示该区存在6个较明显的异常区,整体趋势呈西高东低,与勘查区内航磁异常相吻合。为了更加准确精细地分析解释异常与该区地质情况之间的联系,分别对磁测数据进行化极、延拓、剩余异常求取、梯度计算、解析信号求取等处理,根据处理结果预测了2个成矿靶区并做出合理推断:C1异常由强磁性体或弱黄铜矿化体引起,其西侧成矿条件更为有利;C2异常由闪长斑岩引起;C4异常由小型构造带或埋藏较浅、范围不大的中酸性脉岩引起;C5异常由隐伏中酸性脉岩引起。整体磁异常的走向与郯庐大断层内构造带走向基本一致,推断由郯庐大断层内含矿构造带引起。     

非对称勾形磁场的三维优化设计与实现

根据坩埚内熔体对流的类型和分布区域,分析控制对流对勾形(cusp)磁场磁感应强度和磁场位形分布的要求,提出了磁场优化设计目标。采用有限元三维(3D)建模法对cusp磁场进行了建模,利用所建立的模型对比了对称结构和非对称结构对磁场位形分布的影响,分析了在非对称cusp磁场线圈横向层数一定的情况下磁场纵向层数、屏蔽体厚度、上下线圈间距对磁感应强度、磁场位形、磁场功率的影响,优化了磁场结构;根据优化的结构参数制造了磁场并进行了实验测试,结果表明非对称cusp磁场的位形分布与设计结果一致,从而验证了3D优化建模方法的有效性。     

Magnetic recording of the Cenozoic oceanic crustal accretion and evolution of the South China Sea basin

We review and discuss some of the recent scientific findings made on magnetic data in the South China Sea (SCS). Magnetic anomalies bear extremely rich information on Mesozoic and Cenozoic tectonic evolution. 3D analytical signal amplitudes computed from magnetic anomalies reveal very precisely relict distributions of Mesozoic sedimentary sequences on the two conjugate continental margins, and they are also found very effective in depicting later-stage magmatism and tectonic transitions and zonation within the SCS oceanic crust. Through integrated analyses of magnetic, gravity and reflection seismic data, we define the continent-ocean boundary (COB) around the South China Sea continental margin, and find that the COB coincides very well with a transition zone from mostly positive to negative free-air gravity anomalies. This accurate outlining of the COB is critical for better tracing magnetic anomalies induced by the oceanic crust. The geometrically complex COB and inner magnetic zonation require the introduction of an episodic opening model, as well as a transform fault (here coined as Zhongnan Fault) between the East and Southwest Sub-basins, while within the East and Southwest Sub-basins, magnetic anomalies are rather continuous later-ally, indicating nonexistence of large transform faults within these sub-basins. We enhance magnetic anomalies caused by the shallow basaltic layer via a band-pass filter, and recognize that the likely oldest magnetic anomaly near the northern continental margin is C12 according to the magnetic time scale CK95. Near the southern continental margin, magnetic anomalies are less recognizable and the anomaly C12 appears to be missing. These differences show an asymmetrical opening style with respect to the relict spreading center, and the northern part appears to have slightly faster spreading rates than to the south. The magnetic anomalies C8 (M1 and M2, ~26 Ma) represent important magnetic boundaries within the oceanic basin, and are possibly related to changes in spreading rates and magmatic intensities. The magnetic evidence for a previously proposed ridge jump after the anomaly C7 is not clear. The age of the Southwest Sub-basin has yet to be further examined, most favorably with deep-tow magnetic surveys and ocean drilling. Our magnetic spectral study shows that the shallowest Curie points are located around the eastern part of the Southwestern Sub-basin, whereas within the East Sub-basin Curie depths are smaller to the north of the relict spreading center than to the south. This pattern of Curie depths is consistent to regional heat flow measurements and later-stage volcanic seamount distributions, and we therefore reason that Curie-depth variations are closely associated with later-stage magmatism, rather than with crustal ages. Although magnetic anomalies located around the northern continent-ocean transition zone (COT) are relatively quiet, this area is not a typical magnetic quiet zone since conceptually it differs markedly from an oceanic magnetic quiet zone. The relatively quiet magnetic anomalies are seemingly associated with a shallowing in Curie isotherm and thinning in magnetic layer, but our comprehensive observations suggest that the well-preserved thick Mesozoic sedimentary rocks are major causes for the magnetically quiet zone. The high similarities between various low-pass filtered marine and air-borne magnetic anomalies and satellite magnetic anomalies clearly confirm that deeper magnetic sources (in the lower crust and the uppermost mantle) have contributions to long-wavelength surface magnetic anomalies in the area, as already inferred from magnetically inversed Curie depths. The offshore south China magnetic anomaly (SCMA) becomes more prominent on low-pass filtered marine and air-borne magnetic anomalies and satellite magnetic anomalies, indicating very deeply-buried magnetic sources beneath it.     

永磁球形电机定子绕组的永磁体模型及磁场分析

采用等效磁网络法分析了永磁球形电机定子磁场．在永磁体的体电流模型基础上,推导了电流密度与永磁体磁化强度的关系,得到了定子绕组的永磁体模型．在此基础上,在柱坐标下对分析模型进行剖分,并将不同磁场边界条件表达为磁阻单元对应节点或支路的不同状态,建立了永磁球形电机定子绕组磁场的二维等效磁网络模型．推导了各单元磁阻及磁动势的表达式,并利用平均磁能法求得了磁通密度在空间的分布．结果表明,定子绕组近场和远场具有不同的分布特征,远场时磁通密度小且变化相对平缓．通过与有限元法的析结果比较可知,相对误差均在6％左右,证明了所提方法具有较好的计算精度．