南昌井水位对两次远大地震的异常反应及特征

南昌井是华南井网中的一口“动水位”观测井。含水层岩性为花岗片麻岩,属基岩裂隙承压水。该井水位对地壳应力应变反映灵敏。水位固体潮清晰,潮差为50—60mm。对一些远大地震井水位有明显的异常显示。如: 1986年11月15日05时20分在台湾花莲(北纬24.25°,东经112.9°)发生了7.6级地震。震中距井孔765km。震前南昌井水位在趋势下降的背景上于10月25日和10月31日出现两次上升,上升幅度分别为30和25mm,同时水位自记曲线出现台阶状变化。11月2日     

天津王3井水位突升异常的调查与研究

从观测系统、自然环境、场地环境、人为干扰和地球物理事件等5个方面,对自2015年9月13日起天津王3井水位持续上升异常进行了调查与研究,结果表明:1该异常是受东北方向距其约2.6 km的京津新城供热有限公司钻井注水的影响,非震兆异常;2王3井水位对深井注水的响应较灵敏,无明显时间滞后,水位变化形态呈上升的趋势;3持续注水条件下,王3井水位持续上升,无"饱和"状态,短时停止注水后,王3井水位没有明显的下降恢复变化;4新钻井孔抽水时,王3井水位呈下降的变化形态,下降幅度与出水量成正比,进一步印证了该井水位突升异常系受钻井注水的影响。     

山东荣成鲁32井水温异常与地震的关系研究

对鲁32井水温变化、井孔条件及影响因素做了简要介绍,分析了2014年以来该井周围300 km范围M_L4.0级以上地震、2008年以来500 km范围M 4.8级以上地震及日本本州M 7级以上大震及特大地震与该井水温异常的关系,给出了有震异常占总异常的概率水平及有异常响应的地震占总地震的概率水平,显示鲁32井水温异常对300 km范围M_L≥4.0级小震、 500 km范围M≥4.8级地震的前兆意义不明显,映震能力较弱;对东部远场区M≥7级地震,尤其是日本本州及近海的"大震"及"特大地震"前兆意义明显,映震能力较强。     

东北地区至华北北缘地壳结构的区域差异: 地壳厚度与波速比的联合约束

本文通过对分布相对均匀的127个固定台站下方接收函数的H-κ叠加分析,并结合前人对97个线性密集流动台站的研究结果,获得了东北地区和华北克拉通北缘地壳厚度(H)与平均波速比(κ).结果表明研究区域地壳总体较薄,波速比变化复杂,地壳密度横向变化大,暗示着地壳在中—新生代经历了显著的不均匀破坏与改造.东北和华北北缘都存在明显的东西向差异.东北地区西侧兴蒙造山带地壳大致随着海拔增高逐渐增厚,H和κ分别主要在31~39 km和1.71~1.83之间变化,平均值分别为~35 km和~1.77;东侧吉黑褶皱带地壳厚度与海拔不成镜像关系,H和κ集中在28~37 km和1.72~1.89范围, 平均值分别为~33 km和~1.79.华北北缘西侧燕山带地壳由东往西逐渐增厚,H和κ主要在28~40 km和1.70~1.91范围内变化, 平均值分别为~34 km和~1.79.东侧辽东台隆地壳表现为中间厚四周薄,H和κ集中在29~35 km和1.71~1.83范围, 平均值分别为~32 km和~1.77.东北地区吉黑褶皱带相对薄的H和变化范围大的κ表明,该区域可能由于其自身的地壳结构复杂性和紧邻太平洋板块前缘从而在中新生代遭受到了与太平洋板块俯冲相关的更为强烈的地壳减薄与改造.华北北缘燕山带H和κ复杂的变化特征表明,该地区可能受到中亚造山带增生和太平洋板块俯冲的共同影响,从而发生了更为复杂的地壳改造变形.     

不同偏振方向的偶极子声源在HTI地层井孔中激发声场的实验研究

本文首先制作了TI地层模型井,对模型井的速度、密度等物理参数进行了测量,通过快速模拟退火算法得到了该介质的五个TI刚性系数,然后采用缩尺的偶极子探头在HTI地层井孔内进行超声测量实验模拟了实际的偶极子声波测井,并结合数值模拟的结果,研究了不同偏振方向的声源在HTI地层井孔中进行偶极子声波测井的响应特征.模拟结果表明,弯曲波的幅度和速度随声源的偏振方向不同而不同.正交分量的波形幅度在声源偏振方向平行或垂直于快横波面方位时最小,在与快横波面方位呈一定夹角时较大;同向分量波形幅度随声源的偏振方向的变化规律同正交分量相反.弯曲波速度在声源的偏振方向与快横波面方位的夹角小于30°或者大于60°时,分别接近于快弯曲波和慢弯曲波的速度,对于夹角的变化不敏感;当夹角在30°和60°之间时,弯曲波的速度对该夹角变化非常敏感,由接近快弯曲波速度快速变化到接近慢弯曲波速度.     

固体潮位移InSAR相位模拟及对广域地表形变监测的影响初探

固体地球潮汐(Solid earth tide,SET)在地表产生的径向位移可达40～50 cm,形变梯度可达2 cm/100 km,是各种精密大地测量和地球物理观测必须考虑的因素之一.随着星载合成孔径雷达干涉测量(Interferometric synthetic aperture radar,InSAR)地表形变监测范围的不断增大以及对精度要求不断提高,固体潮位移对InSAR观测的影响不容忽视.本文利用固体潮位移理论模型,根据InSAR测量基本原理和Sentinel-1卫星成像参数,模拟了固体潮位移InSAR相位,定量分析了其时空分布特征,并以我国江汉平原和北美大平原的Sentinel-1数据为例,探讨了固体潮位移InSAR相位对广域地表形变监测的影响.结果表明:(1)固体潮位移对InSAR广域地表形变监测存在较大影响,在250 km×250 km范围中,以C波段为例,其相位变化可达12 rad(对应52 mm视线向形变);(2)固体潮位移相位在中低纬度(60°S—60°N)地区变化较大,两极地区较小,且在时间上具有明显的周期性;(3)在Sentinel-1 InSAR观测中,通过固体潮位移相位改正去除了干涉图中的部分低频相位偏差,相比原始干涉图,改正后的解缠相位标准差减小了约29%.本研究对于认识固体潮位移InSAR相位的时空分布特征以及提高星载InSAR广域地表形变监测的准确度与可靠性均具有重要意义.     

哈萨克斯坦卡帕尔-阿拉善4号井氦气（He）含量映震特征

介绍了哈萨克斯坦卡帕尔-阿拉善4号井的水文地球化学环境,分析其17年氦气（He）含量变化映震特征,氦气（He）变化的地震前兆异常表现为：上升（或下降）幅度、速率变化超出正常范围,具有较好的重复性,测值遵循的是,背景值－趋势性上升（或突升）,趋势性下降（或突降）－恢复至背景值的变化过程。将该井氦气（He）观测数据经过滤波、差分处理后,以3倍均方差作为异常识别标准,结果表明：氦气（He）对监测点周围300km范围5级地震、400km范围6级地震的对映率分别为100％、66．7％,是较好的地震前兆手段之一。     

清水李沟井与礼县石桥井流量异常变化与地震的关系

分析了清水李沟井与礼县石桥井流量变化与邻近地区发生的中强地震的对应关系.发现在邻近地区发生的部分中强地震前半年左右2口井的流量开始出现上升或波动现象,异常变化的幅度最大可达3.75mL/s,对震级较小,而且距离较远的地震无明显的异常反映.2口井流量异常对5级地震的映震范围为250km,6级地震为350km,7级地震为500km.     

陇07、09井流量资料映震能力探讨

选取1985年以来陇07井、陇09井震中距600 km内8级以上地震、500 km内7~7.9级地震、400 km内6~6.9级地震、300 km内5~5.9级地震作为研究对象,对这两口井的流量资料进行分析,结果表明:2口井流量资料各出现了7次明显的短临异常,异常对应率分别为63.6%和53.8%。其异常形态大致表现为突升、振荡、持续上升、持续下降。     

兴济1井水位脉冲型变化与地震活动的关系研究

通过收集和整理兴济1井1998年以来的静水位观测数据,以兴济1井为中心,半径260km,ML4.0级以上地震为基础,对该井水位脉冲型异常变化的形态进行分析研究,探讨水位脉冲型异常形成的条件和机理,对该井水位资料映震能力进行评估。     

晋1-1井水位异常与晋冀蒙交界区中强地震关系简析

通过对晋1-1井22年水位观测资料进行系统清理,对距井区约330km范围一些中强震前的水位资料进行了细致分析。结果表明:晋1-1井地震异常以短临突变异常为主,异常时间多小于80d。根据大量的震例统计结果给出了地震前兆异常定量判别指标,当曲线阶升异常幅度大于30mm或阶降大于40mm时视为震兆异常。     

利用广义三角帽方法评估GRACE反演中国大陆地区水储量变化的不确定性

在无真实观测值的情况下,本文利用广义三角帽方法评估了五种GRACE时变重力场模型（CSR、GFZ、GRGS、HUST发布的球谐系数解和JPL发布的Mascon解）反演中国大陆地区2003-2013年水储量变化的不确定性.研究结果表明,CSR、GFZ、JPL、HUST和GRGS反演月水储量变化不确定性的区域平均RMS分别为14.4 mm、26.3 mm、25.3 mm、26.6 mm和56.1 mm,其中GRGS的结果未恢复泄漏信号;在季和年尺度上,模型的不确定性均小于月尺度;扣除周期和趋势信号后,各模型反演结果更为一致.除长江流域外,CSR在13个流域的不确定性均小于其他模型,GRGS反演各流域水储量变化的不确定性通常较大,且可能高估了温带大陆性气候地区水储量的波动;CSR和JPL的不确定性受流域周边水文特征、气候类型、流域面积和形状的影响相对较小,不确定性变化范围分别为2.3~17.1 mm和5.6~22.5 mm,GFZ和HUST受影响较大,不确定性变化范围分别为5.5~35.1 mm和4.0~40.6 mm.本文的研究结果为GRACE产品不确定性评估提供了新的途径,为GRACE时变重力场模型的选取提供参考.     

洋中脊扩张速率对洋壳速度结构的约束

洋中脊速度结构是揭示大洋岩石圈演化过程的重要约束.为探讨不同扩张速率下洋中脊的洋壳速度结构特征,挑选了全球152处快速(全扩张速率 90mm·a-1)、慢速(全扩张速率20～50mm·a-1)和超慢速(全扩张速率20mm·a-1)扩张洋中脊和非洋中脊的洋壳1-D地震波速度结构剖面,通过筛选统计、求取平均值等方法对分类的洋壳1-D速度结构进行对比研究,获得了不同扩张速率下洋中脊洋壳速度结构差异以及洋中脊与非洋中脊洋壳速度结构差异的新认识:(1)快速、慢速和超慢速扩张洋中脊的平均正常洋壳厚度分别为6.4km、7.2km和5.3km,其中洋壳层2的厚度基本相似,洋壳厚度差异主要源自洋壳层3;其洋壳厚度变化范围分别为4.9～8.1km、4.6～8.7km和4.2～10.2km,随着洋中脊扩张速率减小,洋壳厚度的变化范围逐渐增大;(2)快速扩张洋中脊的洋壳速度大于慢速和超慢速,可能与快速扩张脊洋壳生成过程中深部高密度岩浆上涌比较充足有关;(3)非洋中脊(10Ma)的洋壳比洋中脊(10Ma)的洋壳厚～0.3km,表明洋壳厚度与洋壳年龄有一定的正相关性.     

基于四分量偶极横波远探测的井周构造走向快速反演方法研究

偶极声源的辐射特性及仪器的四分量正交采集系统使得偶极横波远探测可在一维井筒中对井外构造进行方位探测.基于反射横波幅度随声源偏振方向呈余弦平方变化这一特征,本文提出一种利用函数拟合快速反演井周构造走向的方法.根据这一规律,该方法仅用4个方位剖面数据即可准确反演井周构造走向,同时得到井周构造的离井距离和倾角.数值模拟和物理实验模拟均验证了幅度随方位的变化以及反演方法的可行性.根据这一方法做的现场实例也进一步证明了该方法的适用性.本文工作为利用四分量偶极数据进行井周构造的反射横波成像提供了实用而有效的处理方法.     

大型浅水湖泊水体对流混合速率分析

湖泊水体的对流混合是最基本的物理过程,其能显著影响湖泊生态系统温室气体等循环,但浅水湖泊水体对流混合的研究鲜有报道.本研究基于太湖(面积2400 km2,平均水深1.9 m)中尺度通量网的原位、高频、连续和多点的观测数据,分析该大型浅水湖泊水体对流混合速率w*的时空特征.结果表明太湖水体w*的均值为2.49 mm/s,因太湖的风速、水温和辐射等物理参数无空间变化,w*也无明显的空间变化.但是研究表明w*呈现显著的昼夜变化和季节变化,且昼夜变化幅度强于季节变化.总体上夜间w*是白天的4倍多,冬季w*(均值1.79 mm/s)明显低于春季(均值2.42 mm/s)、夏季(均值2.91 mm/s)和秋季(均值2.82 mm/s).太湖w*主要受风速和能量收支影响,白天风速是主要驱动因子,夜晚能量收支是主要驱动因子.     

清水李沟井与礼县石桥井流量异常变化与地震的关系

分析了清水李沟井与礼县石桥井汉量变化与邻近地区发生的中强地震的对应关系。发现在邻近地区发生的部分中强地震前半年左右2口井的流量开始出现上升或波动现象，异常变化的幅度最大可达3．75mL/s，对震级较小，而且距离较远的地震无明显的异常反映。2口井流量异常对5级地震的映震范围为250km，6级地震为350km，7级地震为500km。     

大斜度井中利用交叉分量快速反演井斜角

利用三维感应测井交叉分量之差响应曲线在边界附近的响应行为,建立了求解大斜度井中井斜角快速反演方法.响应曲线随真实垂直深度(TVD)变化的对数衰减率与随测量距离(MD)变化的对数衰减率与之比是井斜角的余弦函数,通过简单三角函数计算可快速反演井斜角.响应曲线形态规则,在层状各向异性地层中与垂直电导率无关,主要反映水平电导率反差造成的地层边界信息.因此本文的井斜角快速反演方法既适用于各向同性地层也适用于各向异性地层.我们考察了测井环境及仪器参数对响应曲线衰减率的影响以及衰减率估算偏差对井斜角反演精度的影响.数值模拟结果验证了该反演方法在大斜度井中的有效性和实用性.     

松散承压含水层水位的同震响应实验与数值模拟

为深入理解井水位同震响应机理,本文开展了向完整井-松散含水层系统输入由不同频率和振幅（加速度）组成的正弦波荷载的振动台实验。以实验模型为物理模型,建立了振动作用下松散承压含水层中孔隙水压力响应的流固耦合模型和含水层水流与井流的相互作用模型,并运用多物理场耦合模拟软件COMSOL Multiphysics对实验过程进行了数值模拟。实验中观测到的四种典型水位变化形态与野外场地同震井水位变化形态相似。数值模拟结果显示,本研究建立的数学模型能较好地反映松散承压含水层中孔隙水压力和水位的响应情况。本文研究对解释地下水同震响应机制、岩体渗流稳定性和安全问题具有重要意义。     

有限元等数值模拟方法在我国岩石圈构造研究中的应用与发展

本文综述了二十年来数值模拟方法在我国岩石圈构造研究中的应用与发展状况,主要涉及造山带数值模拟、俯冲带数值模拟、盆地数值模拟、上地幔小尺度对流数值模拟等几方面内容．为了研究中国大陆及其相邻地区的岩石圈三维结构．已经取得许多区域性地质调查和地球物理、地球化学等探测资料．同时以这些探测资料为基础,国内外科学家做了许多以该地区岩石圈构造与演化为研究目的数值模拟工作．可以看出,数值模拟是岩石圈构造与演化研究的有力工具．并已经取得了卓著的成就．这些成果为继续进行岩石圈构造的研究奠定了基础．     

东北地区地壳结构研究

本文通过对中国东北地区的141个宽频带地震台站下方接收函数的H-Kapaa叠加分析,获得了研究区地壳厚度与平均波速比.结果显示,东北地区的地壳厚度总体偏薄,波速比变化也相对复杂,地壳厚度存在相对明显的东西向差异,揭示了该区域地壳在中—新生代可能存在着破坏和改造过程.HKapaa叠加结果所得到的地壳泊松比值较大,很有可能该区域由于其自身的地壳结构复杂性和紧邻太平洋板块前缘从而在中新生代遭受到了与太平洋板块俯冲相关的更为强烈的地壳减薄或幔源物质上涌.内蒙古东部地区大兴安岭造山带地区、及向东南方向的佳木斯地块、兴凯地块、长白山地区的地壳厚度较厚,厚度范围在34 km至37 km之间,对应的泊松比平均值为0.311,海拔高度范围在0.24 km到1.515 km之间.在依兰-伊通断裂带和敦化-密山断裂带之间的吉林地区和长白山西南侧的地壳厚度偏薄,厚度分布多都在29 km至36 km之间,对应海拔高度范围在0.05 km到0.775 km之间.辽东地区和下辽河平原地壳厚度也很薄,通过地壳厚度分布图我们不难看出在该区域内地壳厚度变化程度之复杂,地壳厚度范围在29 km至34 km之间,泊松比主要变化范围在0.245到0.291之间,小兴安岭褶皱带和张广才岭地区的地壳厚度范围大约为30 km至32 km之间,泊松比数值较大变化范围在0.283到0.311之间.华北北缘燕山带地壳厚度和泊松比复杂的变化特征显示,该地区可能受到中亚造山带增生和太平洋板块俯冲的共同影响,从而发生了更为复杂的地壳改造形变.东北地区构造演化与东北亚地区地幔软流圈上涌与西太平洋板块俯冲有着密切的相关.东北地区的岩浆活动在矿产与油气资源的形成过程中起着提供物源和深层控制作用.