地震研究进展与趋势——全球地震科学钻探研究综述

近年来大地震频繁发生,造成了巨大的人员伤亡和财产损失,认识地震和地震发生机制已成为地质学家和地球物理学家共同的奋斗目标。科学钻探是获取地下深部物质、了解深部信息的最直接、最有效、最可靠的方法,因此,科学钻探是认识和揭示地震断裂作用的最佳手段。本文介绍了目前世界上主要的地震科学钻探计划,包括位于环太平洋地震带的日本野岛(Nojima)断层科学钻探计划、台湾车笼埔断裂钻探计划(TCDP)、圣安德烈斯断裂深部观测钻探计划(SAFOD)、新西兰深部断层钻探计划(DFDP)、日本南海海槽发震带试验钻探计划(NanTroSEIZE)、日本海沟地震快速钻探计划(JFAST)和大陆内部地震的汶川地震断裂带科学钻探计划(WFSD),简要概括了这些科学钻探计划所取得的有关地震研究的重要进展与贡献,并且通过这些成果探讨了未来地震研究趋势。     

中国北方地区构造体系控盆作用与控油分布规律

在应用地质力学方法系统划分中国北方地区含油气盆地构造体系的基础上,开展构造体系控盆、控油气源区、控油气聚集带、地应力控制油气、低次序扭动构造控制油气田研究。研究结果表明,中国北方地区主要发育新华夏系、西域系、纬向系、祁吕贺兰山字型等构造体系,控制了塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、松辽盆地等大型含油气盆地的成生发展。构造体系具有六个特征:阶段性、迁移性、继承性、差异性、转换性和复杂性。构造体系在多个方面控制油气分布,包括构造体系多级控制油气、构造体系叠加控制油气、构造体系复合联合控制油气、构造体系多期控制油气、低序次扭动构造控制油气田分布等。以构造体系控油为主线,综合考虑油气成藏条件,指出了油气聚集有利区。在优选的有利区中相继获得了新的油气重大突破和发现,证实构造体系控油研究及油气聚集有利区预测的科学性、准确性。这些有利区也是今后较长时期内油气勘探的主要目标。      

浙东天台地区早白垩世花岗岩及暗色包体锆石U-Pb年龄、地球化学及其成因

在华南东部浙闽沿海一带普遍发育有大量晚中生代花岗质岩体及其中的暗色包体,这些岩体被认为是大规模壳幔相互作用和岩浆混合作用的产物。本文对浙东天台地区白鹤岩体中的寄主花岗岩及其中发育的暗色包体分别进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和详细的岩石地球化学研究,其锆石U-Pb年龄分别为(120.4±1.2)Ma和(120.6±1.1)Ma,属浙东燕山期侵入活动集中的早白垩世中晚期产物。岩石地球化学特征显示,寄主花岗岩为高硅、富碱、弱过铝质的高钾钙碱性花岗岩,具有较强的Eu负异常,富集Rb、Th、U、K,并有Sr、Ba、P、Ti、Nb、Ta等元素的亏损,岩石成因为高分异I型花岗岩;暗色包体多为低硅、富钠、偏铝质低钾拉斑玄武系列岩石,轻稀土富集、重稀土亏损,并具有弱的Eu正异常。锆石Hf同位素组成表现出不同物质来源(壳幔混源)花岗岩类岩石的特点。综合年代学及岩石地球化学特征,认为浙东地区早白垩世I型花岗岩及其暗色包体是在燕山期弧后碰撞伸展引张的构造背景下,由底侵的幔源岩浆与其诱发熔融的深部壳源岩浆经混合后,经过一定程度的分异演化,最后定位于浅成环境的产物。     

ENSO与南海SST关系的年代际变化

基于NOAA重建的海面温度(sea surface temperature,SST)资料和NCEP再分析大气资料,研究了ENSO(El Ni?o-Southern Oscillation)与南海SST关系的年代际变化。结果表明:ENSO影响南海SST的冬、夏季"双峰"现象发生了显著的年代际变化,即冬季的"峰值"自20世纪80年代显著减弱,而夏季的"峰值"稳定持续且在20世纪70年代之后增强;冬季"峰值"的减弱可能与冬季西北太平洋反气旋的年代际变化有关,夏季"峰值"的维持和增强可能与20世纪70年代之后印度洋SST"电容器"效应的增强有关。     

山东莱芜垂阳矽卡岩型铁矿尾矿中关键金属钴综合利用评价探讨

钴是高温合金、电池材料、防腐材料、磁性材料等重要原料,广泛应用于航空航天、电子电器、机械制造、汽车、化工农业、陶瓷等领域,在国民经济和社会发展中具有特殊的意义。特别是从移动电子设备,到新能源汽车的动力电池,再到电网储能,钴作为锂电池正极材料——钴酸锂的重要组成,都是不可或缺。因此,钴被世界上众多国家列为21世纪重要的关键战略资源(Gulley et al., 2018)。现今我国是世界上最大的钴资源进口国(95%依靠进口)和消费国(US Geological Survey, 2018),而且钴资源紧缺,保障程度低(蒋少涌等,2019;许德如等,2019)。因此,在复杂的国际政治和经济形势下,摸清我国钴资源的家底,增强我国钴矿资源供应保障程度,对我国国民经济发展和国家安全保障具有重要的战略意义。我国钴矿床类型多样,包括岩浆铜镍硫化物型、红土风化型、沉积砂岩型、热液型(如沉积喷流型、矽卡岩型、斑岩型、IOCG型等)(王辉等,2019;许德如等,2019;卢宜冠等,2020)。然而,与世界上钴矿资源相比,我国钴矿规模小、品位低,大部分钴矿为伴生矿,钴多作为副产品回收利用,主要伴生铜、镍金属产出,其次伴生铜铁矿床。其中,矽卡岩型矿床是我国伴生钴矿的一种重要类型,富钴矽卡岩矿床主要发育在东昆仑地区、长江中下游和冈底斯地区。目前,关键金属元素在自然界的矿物和岩石中赋存状态研究已广泛开展,但在矿山尾矿中的赋存状态和可回收利用性研究则相对薄弱。基于山东省新一轮找矿突破战略行动及鲁西地区矽卡岩型铁矿尾矿综合利用程度低等背景,为有效发挥尾矿二次资源的作用,摸清尾矿中伴生的矿产资源的可利用性,本次选取山东省莱芜垂阳铁矿床开展了尾矿中伴生矿产资源的综合利用评价工作,大致查明垂阳铁矿尾矿中可利用伴生资源类型、赋存状态及推荐选矿工艺。通过铁矿尾矿中伴生矿产资源综合利用评价工作,对提高山东矽卡岩型铁矿床中矿产资源综合利用水平,提升战略性矿产资源安全保障能力,助力山东省新一轮找矿突破战略行动具有重要意义。     

降雨非绝热加热对2023年2月上旬中国东部“南雨-北霾”事件的影响

2023年2月上旬,华南地区经历了持续性降雨过程,而同期华北平原出现了持续性PM2.5污染天气,即中国东部出现了“南雨-北霾”现象.本研究基于观测和再分析资料,利用相关分析、动力诊断分析和数值模式试验等方法,深入分析了此次“南雨-北霾”事件的气象成因.结果表明:西北太平洋异常反气旋(或称东北亚异常反气旋)是此次“南雨-北霾”事件的主导因子.一方面,该异常反气旋引导西南气流为华南地区输送了大量水汽,并与中国大陆对流层高层异常气旋配合引起强上升运动,导致华南地区出现大范围降雨过程.另一方面,该异常反气旋西侧的东南气流削弱了华北平原气候态北风,使得污染物的水平扩散条件变差,同时与该异常反气旋有关的华北平原大气边界层高度降低和相对湿度增加,使得华北平原PM2.5浓度升高.进一步研究发现,该异常反气旋的发展与华南降雨潜热释放对应的非绝热加热有关.华南降雨通过非绝热加热不仅加强了华南地区的降雨过程(贡献约为11.5%),还在西北太平洋对流层高层(如200h Pa)激发出反气旋异常,该反气旋异常加强了背景环流引起的西北太平洋异常反气旋(贡献约为27%),进而影响“北霾”的发展.本研究为理解中国南方降...     

冰后期胶州湾层序地层划分与沉积环境演变

通过对胶州湾青岛近海沉积物微古化石及浅层地震资料的综合解释,运用层序地层概念,确定了层序界面的划分方法。初次海泛面之下为河流沉积,微体古生物缺乏,其上岩性以含贝壳的砂质粗粒为主,微古特征表现为低丰度、低分异度。浓缩段岩性为虫孔发育的泥质细粒组分,微古丰度出现最高值。据此可将胶州湾青岛近海层序地层划分为半个三级层序．海进体系域发育海侵边界层、潮沟充填及古滨岸沉积,高位体系域形成大沽河洋河复合三角洲沉积体及湾口两侧的潮汐三角洲沉积体。以层序的方法研究近岸沉积物有利于不同地域不同时代地层间的对比,通过岩性和微体化石及矿物分布等特征综合确定海泛面,在具有多物源、快速沉积特点的近岸海湾有一定的现实意义。     

从国际海洋法实践看中日东海划界争议

长期以来,中国与日本在东海大陆架与专属经济区的划分上存在着分歧.中国主张"大陆架自然延伸"归属原则,日本主张"等距离中间线"划分原则.本文从国际法理论与实践的角度,分析中日东海争议缘由,阐述两国在东海划界问题上的不同主张,并着重对两国的主张进行法理分析,以探讨解决该问题的前景.     

郑州“7·20”极端暴雨的水汽输送特征

在亚洲中高纬度“两槽一脊”的稳定环流形势下,西北太平洋副热带高压和台风“烟花”“查帕卡”等共同作用,引导水汽在郑州地区辐合,导致2021年7月19—21日郑州地区出现降水极值超过800 mm的罕见极端暴雨(以下简称为“郑州“7·20”极端暴雨”),造成重大人员伤亡和财产损失。针对此次郑州“7·20”极端暴雨过程,采用HYSPLIT模式追踪其水汽来源和输送特征。结果表明:郑州“7·20”极端暴雨的水汽主要来自北太平洋西部和南海北部,北太平洋西部的水汽受西北太平洋副热带高压和台风“烟花”的共同影响,南海北部的水汽受台风“查帕卡”和“烟花”的共同影响。水汽主要在850 hPa以下高度输送,而来自南海北部的水汽在向北输送的过程中逐渐抬升,临近郑州地区时接近700 hPa。基于HYSPLIT后向追踪的水汽轨迹进行定量计算,得到来自北太平洋西部和南海北部的水汽贡献分别约占73%和27%。     

短碳纤维增强金刚石钻头铁基胎体性能的研究

设计了粉末冶金法制备短碳纤维增强金刚石钻头铁基胎体材料,通过分析不同碳纤维添加量对胎体烧结性能的影响,得出在本实验制备条件下,短碳纤维对铁基胎体材料性能的影响规律,并对该结果进行了讨论分析,在此基础上,提出了制造更加优良短碳纤维增强铁基胎体材料的可能性。