地球科学的革命——用(光压)斥力相互作用理论解析青藏高原成因动力学

近几十年来,地球动力学的研究虽然提出过包括板块学说在内的各种不同的成因模式,但距揭示它的实质还相差甚远.宋贯一认为其原因主要有两个:(1)没有创新性的能源(力源)思维;(2)没有创新性的物理学理论的支撑.经过近60年的的不断探索,宋贯一在新的地球动力学能源观和创新性的物理学理论的建立两方面都取得了突破性的进展.本文详细介绍了太阳辐射才是地球动力学的能量(动量)源泉及(光压)斥力相互作用理论建立的依据和实践证据.上述两方面的进展应用于解析青藏高原成因动力学,则获得了完全意想不到的结论.加之近几十年来一系列直接冲击和动摇着传统地质科学所厘定的若干基本概念和理论的地质新发现不断涌现,引发地球科学产生一场真正的革命将不可避免,地球动力学将由运动学的描述进入成因动力学的新时代.     

帕米尔弧形构造带东北缘晚新生代构造活动的沉积与重矿物变化响应

帕米尔弧形构造带东北缘晚新生代沉积特征的研究对于理解帕米尔构造带弧形扩展机制具有重要意义。本文通过对帕米尔弧形构造带东北缘的晚新生代沉积地层的沉积特征对比研究和重矿物采样与组份分析,建立了帕米尔弧形构造带东北缘地区的晚新生代沉积联合柱状对比图和重矿物组份变化曲线。研究结果表明,晚新生代沉积与重矿物变化主要记录了帕米尔弧形构造带东北缘的两期构造活动。第一期构造活动发生在安居安组沉积时期,帕米尔弧形构造带东北缘的和什拉甫剖面、英科1井表现为粗碎屑沉积和对应的不稳定重矿物爆发,而南部的甫沙2井中则并未观察到,这一事件可能反映了喀什-叶城走滑系统在和什拉甫剖面附近的中新世构造启动。第二期构造活动发生在阿图什组沉积期间,帕米尔弧形构造带东北缘全区域出现了一套粗碎屑沉积和对应的不稳定重矿物爆发,反映了帕米尔弧形构造带东北缘在上新世以来大规模向北楔入塔里木盆地内部的构造过程。     

基于主客观赋权模糊综合评价法的湖泊水生态系统健康评价

运用湖泊营养状态指数判断湖泊的富营养化状态,并根据湖泊的水质、沉积物和水生生物群落的现状和特点,运用主观赋权法中的层次分析法和客观赋权法中的熵权法结合模糊综合评价法,对长江中游地区江汉湖群37个湖泊的水生态系统进行健康状态评价.对湖泊富营养化的调查结果表明,海口湖处于中营养状态,18个湖泊处于富营养化状态,18个湖泊处于超富营养化状态.湖泊生态系统健康评价的研究结果表明,37个湖泊中,处于健康状况"优"的湖泊只有海口湖,处于健康状况"良"的湖泊有5个,分别为东西汊湖、花马湖、梁子湖、童家湖和涨渡湖,其余31个湖泊均处于健康状况"差"的状态.经过与湖泊营养状态指数的对照,本研究结果表明,由主观赋权的专家评分的层次分析法结合模糊综合评价法对江汉湖群湖泊水生态健康状态的评价效果相比客观赋权的熵权模糊综合评价法更贴合实际.     

甘东南重力、b值异常与岷县-漳县M6.6地震关系探讨

利用甘东南测网2010—2014年的流动重力观测数据,分析2013年7月22日甘肃岷县—漳县M6.6地震前后1a尺度的重力场变化,并结合地震b值图像和GNSS结果进一步分析甘东南重力、b值异常与岷县—漳县M6.6地震的关系,结果表明:(1)测区重力异常经历了由"区域重力负值变化→持续负值变化→转折上升正变化—发震→震后恢复变化"的时空演化过程;(2)岷县—漳县M6.6地震前后b值曲线出现"低值—高值—回落发震"的变化特征;(3)岷县—漳县M6.6地震发生在重力变化高梯度带上、"0"等值线附近和低b值区域。     

2020年6月26日于田MS6.4地震前Benioff应变和地电场加卸载响应比异常研究

加卸载响应比（Load/Unload Response Ratio,LURR）是根据岩石介质本构关系的动态演化特征提出的地震预测方法。2020年6月26日新疆于田县发生6.4级地震,震前以Benioff应变为响应量观测到明显的LURR高值异常,异常出现于2019年初,持续1年后发生地震,意味着震源区介质的应力状态在2019年发生了明显改变。进一步,以地电场为响应量,计算了距震中280km的和田地电场长、短极距共6个测向的LURR异常时序曲线,结果表明：和田地电场长、短极距的NS向和NW向共4个测向在震前1~3个月出现了LURR异常逐渐增大的同步变化,这种现象可能反映了孕震区介质因微裂隙的产生和扩展导致流体在裂隙中的运移引起的动电效应。综合分析2种不同响应量的LURR异常演化特征,有助于更深入地认知地震孕育过程,更准确地评估地震活动趋势。     

缺水流域用水竞争与协作关系——以黄河流域为例

缓解水资源供需矛盾是缺水流域水资源管理的重点与难点,量化不同用水部门间的竞争与协作关系,可为缺水流域水资源供需关系提供评估方法和优化思路。分析了水资源的排他性和非排他性特征,定义了不同用水部门之间的竞争与协作关系,建立了用水竞争度和协作度量化方法,并提出减小竞争度、增大协作度的需水过程优化目标。以黄河流域为例评估用水竞争与协作关系,结果显示:2017年兰州以下各河段存在较强的用水竞争关系,汛期河道内缺水导致协作度较小;预测2030年兰州-河口镇和花园口以下用水竞争度较大,跨流域调水工程可有效降低各河段用水竞争度;流域水资源管理需进一步考虑汛期高流量的生态作用和非汛期输沙需水过程,进一步挖掘用水协作潜力;将部分汛期输沙水量调整至非汛期可以减小竞争度、增大协作度。     

苏鲁超高压变质带北缘古-新元古代浅变质基性岩的构造属性及其意义

苏鲁超高压变质带北缘发育的少量以浅变质基性杂岩为代表的非超高压变质岩片,为深入探讨造山带的大陆深俯冲作用及板块缝合线位置提供了重要的制约。1∶5万区域填图表明,浅变质基性杂岩分布于从家屯、胡家和海眼口等地,它们以石门-薛家庄韧性剪切带与超高压变质带分界。同位素测年结果指示,胡家斜长角闪岩时代为古元古代末(1790±27Ma、1853±15Ma),而从家屯斜长角闪岩时代为新元古代(797±11Ma、782±16Ma)。地球化学分析表明,从家屯和胡家斜长角闪岩的SiO_2、TiO_2、Fe_2OT_3和MgO含量分别为47. 20%～52. 60%、0. 98%～3. 30%、9. 31%～16. 78%和3. 76%～7. 13%,为拉斑玄武岩成分。岩石的稀土总量介于45. 8×10~(-6)～289. 0×10~(-6)之间,LREE/HREE=1. 29～11. 6,(La/Yb)_N=0. 45～17. 3,稀土配分曲线较平坦,无铕异常(δEu=0. 75～1. 37)。微量元素相对富集Ba、Rb和Sr,亏损Zr、Hf、Th和Nb。从家屯斜长角闪岩的地球化学特征与E型洋中脊玄武岩相似,而胡家斜长角闪岩则具有洋岛玄武岩特点。综合分析认为,从家屯和胡家斜长角闪岩分别与扬子板块和华北板块具有构造亲缘性,在三叠纪扬子板块向华北板块俯冲碰撞过程中,这些不同大地构造位置和性质的基性岩被刮削叠置于板块缝合线附近,构成了大陆板块俯冲的加积杂岩。同时认为,分布在超高压变质带与非超高压变质岩片之间的石门-薛家庄韧性剪切带为一条重要的板块缝合线。     

华北克拉通太古宙构造热事件时代及演化

华北克拉通存在3.8 Ga以上的形成演化历史,存在4.0~4.1 Ga锆石年龄记录.本文对华北克拉通太古宙变质基底构造热事件进行了综述,重点是事件时限.最古老变质锆石年龄记录为3.71~3.75 Ga和4.0 Ga,为北秦岭造山带西段古生代变质火山-沉积岩中的碎屑或外来锆石.古太古代（~3.3 Ga）构造热事件在鞍山地区广泛存在,导致条带状奥长花岗岩形成.新太古代早期-中太古代晚期变质锆石年龄可进一步划分为两期:2.65~2.85 Ga和~2.6 Ga.2.65~2.85 Ga变质锆石年龄记录存在于胶东、鲁西、鲁山地区.由于后期构造热事件影响,在很多情况下难以确定变质锆石的准确年龄,但>2.65 Ga构造热事件在华北克拉通无疑存在.与2.65~2.85 Ga构造热事件相比,~2.6 Ga构造热事件更为发育,除在鲁西地区广泛存在外,在胶东、鲁山等地也存在.可把2.6 Ga作为华北克拉通新太古代早期和晚期的年龄界线.华北克拉通最重要的太古宙构造热事件出现在新太古代晚期（2.49~2.53 Ga）.所有太古宙岩石分布区,都遭受了这一构造热事件影响.总体上,与华北克拉通南部地区相比,华北克拉通北部地区普遍记录了更高级别变质作用,可能与地壳剥蚀深度不同有关.华北克拉通太古宙变质作用强度和范围随时间演化不断增大,在新太古代晚期达到高潮.与太古宙大陆壳厚度和规模随时间演化不断增大的演化趋势一致.一些地区存在古元古代最早期（2.40~2.47 Ga）甚至更年轻的变质锆石年龄记录,并不意味着构造热事件的真实存在,而是古元古代晚期构造热事件强烈叠加改造的缘故.      

山东蒙阴金伯利岩带地球化学特征和源区性质

通过主量、微量和稀土元素对山东蒙阴地区的3个金伯利岩带的金伯利岩、辉绿岩、煌斑岩地球化学特征进行分析研究。结果表明,金伯利岩的岩性偏碱性且富钾,K₂O、TiO₂、P₂O₅比一般的超基性岩石含量明显高;微量元素中Ba、Th、Ta、Cr、Ni元素含量明显高,Sr和Y、Yb含量相对原始地幔偏低。金伯利岩稀土元素总量偏高、轻稀土富集,重稀土亏损。总体无明显的Eu负异常。暗示了深部地幔成因的金伯利岩岩浆分异程度较低,基性程度相对高,岩浆混合了深部的榴辉岩和相对较浅的地幔橄榄岩,可能存在二辉橄榄岩和榴辉岩、花岗质等包体捕掳体来源的混杂性。从地幔深部的高温高压的环境下,金伯利岩岩浆携带深部的金刚石矿物捕掳体沿辉绿岩侵位通道侵入上涌,在接近地表,温压骤降,岩浆岩隐爆就位,最后形成常马、西峪、坡里三个金伯利岩带。     

基于热传导模型的像素级遥感图像融合

通过热传导方程给出了一种像素级遥感图像融合模型和方法：1)给出了空间域内高分辨率图像与低分辨率图像之间的扩散关系,作为特例得到了Brovey变换(Brovey Transform,BT);2)给出了图像融合与增强的统一表达式并得到基于亮度平衡的融合方法;3)低分辨率多光谱图像的方差较小情形,指出基于方差的标准图像融合方法将会丢失高空间分辨率全色图像信息。实验表明,除了图像量化误差以外,所提议的方法不会丢失已知图像的空间分辨率和波谱信息。