基于NWC甚低频信号的日出效应的观测与分析

频率在3~30 kHz的甚低频（VLF,Very Low Frequency）波具有较小的传播损耗和较高的趋肤深度,可以在地球-低电离层波导中实现长距离传输,广泛应用于航海导航、对潜通信等领域,且在电离层遥测方面具有十分重要的意义.基于武汉大学自主研发的VLF接收机在武汉接收的NWC（North West Cape）台站信号,本文通过分析2018年4月23日—2020年7月22日的观测数据研究了日出期间NWC信号的幅度响应及其特点和规律.结果表明NWC信号日出期间的幅度响应主要包括两种极小值结构：2个幅度极小值（SR1、SR2）的Type I结构和3个幅度极小值（SR1、SR2、SR3）的Type II结构.在以SR1出现时间为时间零点进行时序叠加分析后发现,Type I结构比Type II具有更强的规律性和稳定性.在Type I结构下,SR2出现时间的波动范围、平均值、标准差分别为43~65 min、54.2 min、4.4 min,而在Type II结构下,SR2和SR3出现时间的波动范围分别为48~93 min、80~120 min,平均值分别为64.7 min、96.4 min,标准差分别为10.2 min、11.7 min.在27个月的观测期内,3—7月份Type I结构的出现概率100%,未出现Type II结构,而在1—2月和8—12月Type I结构出现的概率明显下降,最低降至1月份的20.7%,而Type II在1月、2月、11月的出现概率均高于70%.按春秋分交替变化（周期1和周期2）的统计结果,在周期1内Type I和Type II结构出现的概率分别为91.5%、8.5%,而在周期2内Type I结构出现的概率降至41.9%,Type II结构出现概率则升至58.1%,这表示观测期间内Type II结构主要出现在秋冬季,春夏季发生概率较低.     

安徽拂晓地区地物化特征及找矿意义

拂晓地区位于苏鲁超高压变质带安徽段的张八岭地区,地质构造条件与山东段的胶东金矿矿集区类似,具有较好的成矿地质条件和找矿前景。为探索拂晓地区金矿找矿前景,我们系统的开展地物化工作,以面积性的磁法、化探异常为依据,圈定隐伏岩体范围,提供多目标的直接找矿信息,减小找矿范围,预测出两个重点找矿远景区。在重点找矿远景区内,部署了两条可控源音频大地电磁和频谱激电剖面对重点区域的深部纵向结构特征进行探索。综合研究拂晓地区的地物化资料,提出以“弱磁异常-化探异常中心-中等强度的电性异常”为特征的物化探找矿标志;“煌斑岩脉-闪长质脉岩”为特征的地质直接找矿标志;“次级断裂带-不同岩体间的接触带区域”为重点找矿区域的地物化综合找矿方法,有效的增强了找矿能力。为安徽拂晓地区及其邻区的矿产勘查工作提供一定的指示。     

湖北寒武系牛蹄塘组页岩气成藏条件与综合评价

牛蹄塘组是湖北省重要的海相页岩气层系之一,对其深入研究有助于预测资源潜力并指明勘探方向.利用露头及探井资料对区内牛蹄塘组的储层特征、资源潜力等进行了研究.结果表明,牛蹄塘组依据岩性组合可以分为一段和二段,鄂西宜昌?恩施、神农架西侧深水陆棚相以及鄂东南盆地边缘相富有机质页岩厚度大,TOC含量高,以硅质类页岩为主,页岩气成藏物质基础良好.气显较好的地区集中分布在鄂西黄陵背斜东南缘,分析认为较弱的变形、有效的顶底板和适中的热演化是牛蹄塘组页岩气富集成藏的关键.除宜昌局部地区具有勘探开发前景外,秭归、鹤峰等地区仍值得探索,鄂东南及鄂西北地区由于构造变形和岩浆活动强烈,保存条件极差,基本无页岩气勘探前景.      

基于NWC甚低频信号的日出效应的观测与分析

频率在3~30 kHz的甚低频(VLF,Very Low Frequency)波具有较小的传播损耗和较高的趋肤深度,可以在地球-低电离层波导中实现长距离传输,广泛应用于航海导航、对潜通信等领域,且在电离层遥测方面具有十分重要的意义.基于武汉大学自主研发的VLF接收机在武汉接收的NWC(North West Cape)台站信号,本文通过分析2018年4月23日—2020年7月22日的观测数据研究了日出期间NWC信号的幅度响应及其特点和规律.结果表明NWC信号日出期间的幅度响应主要包括两种极小值结构：2个幅度极小值(SR1、SR2)的Type Ⅰ结构和3个幅度极小值(SR1、SR2、SR3)的Type Ⅱ结构.在以SR1出现时间为时间零点进行时序叠加分析后发现,Type Ⅰ结构比Type Ⅱ具有更强的规律性和稳定性.在Type Ⅰ结构下,SR2出现时间的波动范围、平均值、标准差分别为43~65 min、54.2 min、4.4 min,而在Type Ⅱ结构下,SR2和SR3出现时间的波动范围分别为48~93 min、80~120 min,平均值分别为64.7 min、96.4 min,标准差分别为10.2 min、11.7 min.在27个月的观测期内,3—7月份Type Ⅰ结构的出现概率100%,未出现Type Ⅱ结构,而在1—2月和8—12月Type Ⅰ结构出现的概率明显下降,最低降至1月份的20.7%,而Type Ⅱ在1月、2月、11月的出现概率均高于70%.按春秋分交替变化(周期1和周期2)的统计结果,在周期1内Type Ⅰ和Type Ⅱ结构出现的概率分别为91.5%、8.5%,而在周期2内Type Ⅰ结构出现的概率降至41.9%,Type Ⅱ结构出现概率则升至58.1%,这表示观测期间内Type Ⅱ结构主要出现在秋冬季,春夏季发生概率较低.

     

长江中下游成矿带岩浆岩体三维空间结构:来自重磁三维反演的证据

长江中下游成矿带是我国重要的铁铜多金属矿产资源基地,燕山期中酸性岩浆岩对铜、铁、金等各种内生金属矿床的形成起着举足轻重的作用,识别和厘定岩浆岩体特别是隐伏岩体的三维分布形态对成矿动力学研究和深部找矿预测工作都有着重要意义。我们采用重磁三维物性反演技术,获得长江中下游成矿带磁化率和密度差三维模型,根据物性与岩性对应关系,识别和分析了区内岩浆岩体三维空间结构。推测了区内存在5个主要的岩浆活动中心,探讨了岩浆流动形式与轨迹。根据重磁三维反演反映的长江中下游岩浆岩三维分布特征,结合区域莫霍面、均衡重力异常和重磁多尺度边缘检测结果,以及区域成矿背景,预测了5个找矿远景区。结果表明,重磁三维反演技术是一种行之有效的岩浆岩体识别手段,通过对反演所得磁化率、密度分布情况的分析,可识别、圈定隐伏或半隐伏岩体,并可定量获取岩体三维形态特征,从而为寻找与火山岩、侵入岩体有关的金属矿产提供指示信息。     

基于Modis的黄土高原2001~2020年活跃火发生时空特征分析

近年来随着全球气候变化, 活跃火发生频次显著增加, 在不同地区开展活跃火发生机制的研究对于理解活跃火演变规律至关重要。本研究基于黄土高原2001~2020年Modis火点数据和土地覆盖数据, 利用ArcGIS、ENVI等软件绘制研究区火点分布图并进行趋势分析, 评估研究区的活跃火时空分布与土地覆盖类型之间的关系, 探讨了黄土高原活跃火的时空规律, 得到以下主要结论: 1)黄土高原活跃火发生频次和强度空间分布格局相似, 主要集中在黄河沿线以农田为主的东部平原, 且强度较高, 中西部活跃火分布相对较少, 强度相对较低; 2)黄土高原活跃火集中发生在春夏季, 呈三峰分布, 分别在春季3~4月、夏季6月和秋季10月达到峰值, 其中3~4月草原火和森林火的贡献较大, 而6月及10月农田火贡献最大; 3)按土地覆盖类型进行分析, 城市火和农田火是黄土高原地区活跃火发生的主要类型, 占比可达总活跃火数量的69%, 其次是草原火和森林火, 说明黄土高原活跃火受人为因素影响较大; 4)野火(包括草原火、森林火、灌木火和裸地火)主要集中在冬春季发生, 城市火和农田火主要集中在夏秋季发生。近20年, 由于研究区秸秆禁烧政策和城市的防火措施的实施, 城市火和农田火呈减少趋势, 冬春季的增温导致研究区野火呈增多趋势。

     

Crust1.0地壳模型及其应用:以长江中下游成矿带为例

地壳是地球系统的重要组成部分,了解各圈层的结构及相互作用是研究地球物质深部交互过程的核心问题,如何探测地壳内部的物质组成和形态结构一直是地球系统科学的研究热点。随着海量地球探测数据的积累和挖掘,地球科学学家提出了不同细节层次的地壳模型,当前最为详细,分辨率最高的全球地壳模型是Crust1.0地壳模型。本文首先详细介绍了Crust1.0地壳模型沉积层厚度和壳幔密度差的数据来源和分布特征。然后,基于Crust1.0地壳模型信息,对长江中下游成矿带及邻区的卫星重力数据进行沉积层校正后,采用变密度界面计算方法,获得的长江中下游地区的Moho界面深度分布。长江中下游成矿带的Moho面形态呈现为"V"字型幔隆带,通过分析矿床、岩体及深大断裂的分布规律与幔隆带形成的关系,进一步证实了长江中下游成矿带深部的地幔隆起是形成巨型矿床的根本原因。研究结果表明,Crust1.0在研究区域地壳结构、成矿动力学深部背景等基础地学和地球系统科学研究中具有广泛的应用前景。     

东西传播路径上JJI台站甚低频信号的日出效应研究

甚低频（VLF,Very Low Frequency）波的频率范围为3~30 kHz,因其在地球-电离层波导中传播损耗小、传输距离远而被用于低电离层遥测的相关研究.本文基于武汉大学自主研发的甚低频探测系统在湖北随州（31.57°N,113.32°E）的观测数据,详细研究了中纬度地区来自日本JJI（32.04°N,130.81°E）甚低频台站信号沿东西方向传播的日出效应.在对日出期间接收信号的幅度极小值进行统计分析后发现,幅度极小值出现时间的分布与随州或JJI日出时间的变化趋势基本一致.日出期间JJI信号的幅度响应主要包括type I和type II两种结构,分别对应2个幅度极小值和3个幅度极小值的情况.其中,type I结构主要发生在春夏两季,幅度极小值出现的平均时间落后随州日出时间24 min左右;type II结构主要发生在秋冬两季.基于波模干涉理论对日出期间两种不同模式的JJI甚低频信号进行模拟研究,结果表明,在JJI-随州的东西向传播路径上,若只考虑前两阶模的影响,模拟结果与观测结果差异明显;若考虑前三阶模的影响,那么模拟结果与观测结果基本一致.由此可见,JJI甚低频信号在短路径上传播时高阶模会对信号的传播产生较大的影响,分析此类路径上甚低频台站信号的传播特征时需要考虑前三阶模甚至更高阶模的作用.

     

JJI甚低频台站信号对太阳耀斑事件的响应特性

太阳耀斑发生时,日地空间的X射线通量会随之增大,进而影响到地球电离层的电子密度分布,导致地球-电离层波导状态发生改变,因此接收到的甚低频（VLF,Very Low Frequency）信号会表现出对应的扰动现象.2017年9月8日,位于湖北省内武汉和随州两站点的VLF接收机分别监测到与X射线太阳耀斑相关的来自日本宫崎县（130°49'E,32°04'N）的JJI甚低频台站信号（22.2 kHz）的振幅异常事件.分析当日的数据发现JJI信号的振幅对不同的太阳耀斑出现不同的响应类型,而且对于同一个耀斑,两地的信号响应类型不尽相同.通过统计2017—2019年间与太阳耀斑相关的JJI信号振幅扰动事件,发现两接收站点的JJI信号响应类型都与耀斑强度及其发生时间存在一定的关系,且呈现出四种响应类型,即两次上升下降型、先上升后下降型、下降型和上升型,但是四种响应类型的事件占比不同.拟合结果表明信号的扰动幅度与X射线通量的积分成正相关,但是两站点的线性拟合斜率存在差异.JJI信号到武汉和随州均属于近似沿纬度方向的短距离传播,且两接收站点相距较近,因此两传播路径大致相似.研究两路径上JJI信号对太阳耀斑响应的差异性有助于理解VLF信号的传播以及探索其在太阳活动监测方面的应用.