华北克拉通岩石圈有效弹性厚度及其各向异性

华北克拉通是典型的克拉通破坏的区域,研究该区域的岩石圈有效弹性厚度(T_e)及其各向异性特征有助于了解华北克拉通的强度构造及破坏机制.我们根据空间分辨率为30″×30″的地形数据和由自由空气异常解算得到的完全布格重力异常数据,利用Fan小波分析方法计算了两者之间的相关性,并基于Forsyth理论和正交各向异性薄板模型计算了华北克拉通地区的岩石圈T_e和其各向异性分布情况.结果表明:(1) 从各向同性T_e分布来看,华北克拉通岩石圈在东部、中部和西部存在着明显的差异.鄂尔多斯地块、河淮盆地的T_e值均较高;中华北克拉通、南北重力梯度带及鲁西隆起T_e值较低,约10~25 km;郯庐断裂带两侧T_e有非常大的差异,西侧的T_e明显小于东侧,推测郯庐断裂带在华北克拉通破坏过程中起着非常重要的作用.(2) 从T_e的各向异性来看,不同块体T_e各向异性的大小或方向存在差异,并且研究区内地震大多分布在T_e各向异性大小或方向转变的区域.(3) 从地震波SKS各向异性和T_e各向异性的比较来看,在华北克拉通西部阿拉善块体岩石圈变形趋于垂直连贯变形模式;鄂尔多斯地区各向异性源自历史构造事件的"化石"各向异性;山西裂谷带地区T_e的弱轴方向和SKS的快波方向平行,而在山西裂谷带南部的秦岭—大别区域,SKS快波方向和T_e弱轴方向相垂直,这可能与地幔热物质上涌等作用有关.此外,T_e各向异性与现今构造应力场间的相关性不明显,体现出华北克拉通复杂的构造应力特征.     

FAST馈源舱精调机构位姿测量系统性能分析

FAST对馈源舱精调机构的位姿测量提出了极高的精度要求。本文介绍了由全站仪组成的精调机构测量系统,计算了全站仪跟踪观测棱镜时的主要观测条件,包括棱镜入射角、观测距离和观测高度角,并进行了棱镜初始指向的优化配置。结果表明,棱镜入射角的最大值约为35°,平均值约为13°~18°,由此产生的测量误差可以忽略;观测距离约为140~350 m,估算全站仪动态测距精度约为2.1~2.4 mm;观测高度角约为0~40°,分布合理,且有利于全站仪的防护。仿真测量结果表明,9个测站的定位精度优于2.5 mm,定姿精度优于360";6个测站的定位精度优于3 mm,定姿精度优于430",均达到精调机构的位姿测量精度要求。     

星点中心高精度质心定位算法

质心法是星点中心计算的常用算法.为提高质心法的精度,对其进行了深入研究.在分析3种质心法形式的基础上提出了质心法的统一模型,并指出模型中的参数阈值T 和灰度加权指数k 对于质心法的最终精度有很大影响.采用模拟星点和实测星点对质心法精度与参数 T 和k 的关系进行了分析,得出了相同的结论.随着 T 和k 的增加,质心法精度先升高后降低,存在极值点;在极值点处,T 为背景灰度,k 为2.0;为保证信息量,T 不能过高,但增加k 可以获得增加T 同样的精度效果;通过调节 T 和k,可以使质心法精度提高25%以上.     

基于IERS 2003规范的坐标系转换实现及其方案应用

主要介绍了IERS2003规范中国际地球参考系(ITRS)到地球质心天球参考系(GCRS)的转换过程,以及与IAU2000决议一致的常规转换公式,并详细分析了以IERS计算程序为工具、“基于CEO”[注]和“基于春分点”的ITRS向GCRS转换的两种等价方案和相应的三种应用方法,最后对新坐标系转换模型的应用进行了探讨。     

汶川八级地震触发何家沟碎屑流滑坡基本特征及形成机理

汶川地震造成大量次生斜坡地质灾害,包含崩塌、滑坡及泥石流等灾种,其中以滑坡分布最为广泛、破坏力最强,且多以高速碎屑流为表现形式,何家沟滑坡即是其中典型例证。滑坡距发震断裂——映秀-北川南枝断裂不足5km,震前斜坡为双向临空的单薄山脊,其走向与断裂走向小角度相交,岩层走向与坡面斜交,中风化基岩结合紧密,结构面延伸性较好,强风化基岩较破碎,浅表部残坡积物较为松散。调查分析表明：残坡积物与强风化基岩是碎屑流滑坡的物质基础;中风化基岩面构成碎屑流滑坡滑床;斜坡临空面是滑坡产生的地形条件;高强度、长历时强震是导致滑坡产生的根本因素。滑坡的形成经历以下4个阶段：强震导致坡体表层残坡积物与强风化基岩松弛和解体;在强震作用下滑体从高位整体下错;松散物质沿中风化基岩面溃滑形成碎屑流和碎屑流堆积阶段。碎屑流产生后,受地形限制,停积于沟床内,在随后的“9．24”特大暴雨过程中进一步转化为泥石流次生灾害。     

拉萨地块北缘尼玛地区晚白垩世古地磁结果及其构造意义

通过对青藏高原拉萨地块北缘尼玛县城附近晚白垩世红层8个采点的系统古地磁测定,获得了研究区晚白垩世可靠的古地磁数据。通过系统热退磁获得了采样剖面高温特征剩磁方向平均值为:Dg=9.9°,Ig=5.5°,κg=30.3,α95=10.2°,N=8(地理坐标下);D_s=8.2°,I_s=27.4°,κs=37.6,α_(95)=9.2°,N=8(层面坐标下);对应古地磁极为:71.2°N,241.9°E,dp/dm=5.5°/10.0°。该高温剩磁分量在地理坐标下与现代地磁场方向有显著差别,具有正、反极性,并通过了倒转检验,由此认为其很可能代表岩石形成时的原生剩磁。本次研究结果表明拉萨地块北缘在晚白垩世位于~14.5°N的古纬度位置(参考点:31.8°N,87.2°E)。对比稳定亚洲大陆参考极显示晚白垩世以来拉萨地块北缘与稳定亚洲大陆之间发生了1200±630km(10.9°±5.7°)的南北向构造缩短,但并未发生明显的相对旋转作用(0.8°±5.9°)。综合地质证据提出印度与亚洲大陆碰撞所造成的亚洲大陆内部南北向构造缩短主要集中在拉萨地块以北的区域。     

断层泥自生伊利石年龄分析及其在龙门山断裂带的应用

韧性剪切带的活动年龄及其相关的隆升/剥蚀速率可以通过各种同位素技术进行直接测定和计算。相比较而言,由于形成于浅部低温环境,老的碎屑物质和新的重结晶物质相互掺杂,脆性断裂的同位素年龄往往代表的是一个混合年龄,难以反映其真实的活动时间。近些年来,断层泥自生伊利石定年方法在地表脆性断裂的年代学研究中展现出了良好的应用前景。文中介绍了断层泥中自生伊利石的生成过程、形貌特征和定年原理,并简要介绍了样品的处理过程和伊利石多型相对含量的确定方法。近几年,这种方法逐渐被应用于龙门山断裂带及其山前飞来峰活动时代的确定,为青藏高原东缘早期的构造活动提供了直接的年代证据。     

利用OKF方法监测UT1周日变化

为了有效地利用甚长线干涉测量技术监测世界时的周日变化，本文引入了单参数分段卡尔曼滤段法。利用这一方法能从２４小时ＶＬＢＩ观测资料中可靠地分离出分辨率为１小时的ＵＴ１变化量，从而为研究地球自转高频变化作出贡献。     

地震层析成像板块构造及地幔演化动力学

地震层析成像技术的飞速发展给人类提供了一个探测地球内部结构的强有力的工具，也给人类展示了一片新的天地，使人类更加清晰地在两个层次之上（地球的层圈构造和内部横向不均匀性）了解地球内部，特别是对幔内部非均匀结构，从全球和区域的尺度上揭示出地球内部特别是地壳和上地幔横向不均匀结构。呈现出全新的地球，特别是地幔结构的三维图像框架，很容易理解，这一基本框架正是地幔演化热动力学过程的现代表现，如此，我们可以利用该框架去追溯、探讨全球构造特别是地幔构造演化的历史，从而深化对于我们这个星球演化过程的理解。     

台湾- 吕宋双火山弧的可能成因：菲律宾板块北西向加速运动

台湾- 吕宋双火山弧绵延近500 km，南北向展布于台湾岛和吕宋岛之间，其成因尚无定论。前人将其归因于轻质物质(南海洋中脊或南海北部轻质高原)的俯冲，然而数值模拟研究并不能有效支持该观点。随着欧亚- 菲律宾板块的会聚，南海东部次海盆被动俯冲于菲律宾板块之下。为了验证被动俯冲和主动俯冲对俯冲角度的控制作用，本文构建了二维高精度数值对比模型，在其他因素完全相同的情况下，考察会聚方向的差异对俯冲角度的影响。模拟结果显示，仅仅改变会聚方向，俯冲角度就能够发生巨大变化。在被动俯冲背景下如果条件合适则易于发生低角度俯冲。综合前人研究成果可以发现，南海- 菲律宾俯冲系统的条件满足发生低角度俯冲的要求，表现在两方面：① 南海东部次海盆的年龄从最新的洋中脊向北波动增加，最老为33 Ma，小于低角度俯冲洋盆年龄要求的40 Ma；② 欧亚- 菲律宾板块的会聚速率大于低角度俯冲速率要求的4 cm/a。由此，本文认为菲律宾- 欧亚板块在被动俯冲背景下的低速会聚形成了高角度俯冲从而导致西弧的形成；之后菲律宾板块北西向加速运动导致俯冲角度减小，西弧停止活动而东弧开始形成。本文模型不需要俯冲的轻质物质提供额外的浮力进而促使板片角度减小。西弧和东弧存在分叉现象，我们认为原因可能是洋壳年龄向北增加和(或)菲律宾板块旋转。本文提出了台湾- 吕宋双火山弧另一种可能的演化机制，有助于推进对该双火山弧和该俯冲系统的理解，也能够为认识其他被动俯冲过程提供参考实例。