切开地壳上地幔,揭露大陆深部结构与资源环境效应——深部探测技术实验与集成(SinoProbe-02)项目简介与关键科学问题

本文简要介绍国家科技专项"深部探测技术实验研究"第二项目"深部探测技术实验与集成"(SinoProbe-02)的研究目标、国际趋势与国内需求、主要研究内容、技术路线与研究方法等,着重介绍拟聚焦研究的关键科技问题.预期通过本项目的实施,实验并集成可行的深部探测方法技术组合和综合解释方法技术平台;项目实施的深部探测实验剖面...     

长江中下游地区成矿深部动力学机制：远震层析成像证据

长江中下游成矿带是我国东部重要的矿产资源基地。前人研究认为该地区的成矿作用与中生代大规模岩浆活动密切相关,但关于成矿的深部动力学机制仍存在着分歧。本研究利用远震层析成像方法获得了研究区下方整个上地幔内的三维速度结构,采取以下措施:(1)46个固定台站和67个流动台站记录的678个远震事件的17000余条P波波形;(2)利用改进的多道互相关技术直接从波形数据中提取相对走时残差信息,提高了数据处理的精度和效率;(3)地壳校正消除地壳不均匀性的影响;(4)检测板测试最佳网格间隔,水平方向为0.5°×0.5°,垂向为50~100km,从而可以保证结果的可靠性。最终的层析成像结果表明成矿带地区下方的上地幔内存在"两高一低"的速度异常体,浅部的高速体可解释为现存的岩石圈,深部的高速体则为拆沉的岩石圈,而夹在中间的低速体为上涌的软流圈热物质发源地。我们的成像结果为成矿的拆沉模式提供了有力支持。该模式认为岩石圈的拆沉导致软流圈物质减压熔融,底侵在壳幔边界,最终爆发大规模岩浆活动和成矿作用。结果清楚地显示出拆沉的岩石圈已经下沉至上地幔底部,而且在其上方存在着明显的软流圈热物质。此外,成像结果还显示出深部的高、低速体的走向与成矿带走向基本一致,并且由南至北逐渐变浅。这些特征与成矿带的成矿阶段密切相关。但遗憾的是,成像结果无法提供软流圈物质起源的信息,有待今后进一步研究。     

柴北缘超高压变质带都兰地区的构造演化历史——来自片麻岩独居石原位电子探针定年的证据

榴辉岩及其围岩的变质作用和年代学研究是揭示超高压变质地体形成机制及演化过程的关键,但是作为榴辉岩围岩的副片麻岩,由于其矿物组合相对简单,缺少指示温压条件的特征矿物,不容易将其岩石学特征与变质年龄相联系。本文对柴北缘超高压变质带都兰地区3个含石榴石副片麻岩样品进行了岩石学及独居石电子探针原位U-Th-Pb化学法定年研究,获得3个样品中独居石的表面年龄分别为433±15.4 Ma(8S01,沙柳河剖面)、440±11.2 Ma(8S55,都兰北带野马滩)和435±14.7 Ma(8S116,都兰南带)。其中沙柳河及都兰南带的两个样品年龄相似,与北带样品约有5 Ma的年龄差。3个测试样品中的独居石均表现为富集轻稀土元素,重稀土元素严重亏损,具有Eu的正异常,其中Eu/Eu^*与寄主岩石石榴石中Ca含量存在耦合关系。岩石学研究及温压条件计算表明独居石为角闪岩相退变过程中变质重结晶生长而成。都兰南带独居石样品测试点年龄介于440～430 Ma时具有较高的Y含量,且Y与Eu/Eu^*之间存在明显的负相关性,表明440～430 Ma之间都兰地区部分副片麻岩经历了角闪岩相退变质作用。     

AS350-B3型直升机硬架航空磁测系统在青藏高原上的应用

为适应在青藏高原高海拔山区开展大比例尺低空航空物探测量工作,满足低飞行高度、高测量精度的要求,通过对比其他机型在机场条件、起飞升限、最大升限、高原机动性能,首次选择使用AS350-B3型直升机并设计制作长杆硬架防振航空磁测系统。对该机型在地面及空中试验进行了磁干扰形式、周期、幅值及衰减规律测试,发现其磁干扰主要由周期为96s幅值约为700nT的脉冲磁干扰、幅值约为300nT的方波磁干扰和周期为1s幅值约为20 nT由螺旋桨转动引起的磁干扰杂波组成,通过把磁探头适当远离飞机发动机及螺旋桨,对硬架系统加装防振部件,再加上磁测设备中的软补偿系统的磁补偿,就可能较好地克服飞机动作及振动引起的磁干扰,从而测量到高质量的磁数据,满足了在高海拔地形切割较大地区作业的要求。     

机载激光雷达森林叶面积指数反演研究

叶面积指数(LAI)是分析冠层结构最常用的参数之一,它控制着植被的生物物理过程,如光合、呼吸、蒸腾、碳循环和降水截获等,因此快速、可靠和客观地评价LAI非常重要.本文发展了激光穿透指数(LPI)的简化计算方法,首次利用校正后的回波强度计算出LPI,以LPI为变量基于Beer-Lambert定律实现了甘肃大野口研究区森林LAI反演,并且与原始回波强度和回波数反演LAI的精度进行对比,结果发现通过距离和角度校正后的回波强度值能提高LAI反演精度.为了评价模型的可靠性和泛化性能,用留一法交叉验证程序(LOOCV)对最佳反演模型进行了验证,表明该模型没有过度拟合,具有很好的泛化能力.最后,用没有参加建模的16个实测LAI对预测值进行精度验证(R²=0.810,RMSE=0.198),发现校正后的回波强度反演山区森林LAI精度较高.本文还对激光雷达LAI反演结果与传统光学TM影像的反演结果进行了对比分析,结果表明机载激光雷达反演LAI精度(R²=0.825,RMSE=0.165)高于光学TM遥感数据(R²=0.605,RMSE=0.257),因此,可用激光雷达数据实现研究区的高精度LAI反演,为生态环境研究提供可靠的基础数据.     

“大陆岩石圈的成因、演化与现状”国际学术研讨会在北京大学成功举行

由国际地质科学联合会固体地球物质组成和演化专业委员会(IUGS-SECE)、中国国家自然科学基金委员会、荷兰Elsevier出版社、北京大学、中国地质大学(北京)、中国科学院地质与地球物理研究所等共同发起，北京大学地球与空间科学学院承办的国际学术研讨会“大陆岩石圈的成因、演化与现状”，于2005年6月25-30日在北京大学英杰交流中心举行。与会专家、学者100余人，其中包括英国皇家学会及澳大利亚科学院院士在内的近40位国际岩石地球化学方面的知名学者，不乏世界一流的地球科学家，他们分别来自美国、英国、澳大利亚、加拿大、法国、以色列、日本等国家。大会圆满完成各项预定日程，讨论热烈、组织有序，     

中国岩石圈三维结构数值模拟数据库

应总结中国岩石圈三维结构研究成果的需要，本文介绍了数值模拟数据库的建设，它系国土资源部中国岩石圈三维结构数据库下属子库之一．该数据库在Windows2000环境中开发，以Visual Basic6．0和Arc／Info的二次开发工具Mapobject作为应用系统开发平台，分别用Microsoft Access 2000和SQL Server2000作为数据库平台，并利用Arc／Info的Desktop版本建立空间数据和元数据．最终实现了一个具有从空间数据、属性数据、元数据等多角度查询功能的系统．文中详细介绍了平台选取、数据库建立、系统结构、系统功能等问题．     

频率域位场快速正则化反演界面和物性分布

从理论与模型算例两方面对一种以Ｐａｒｋｅｒ公式为基础的频率位场反演方法做了进一步深入研究，表明它是一种能够更有效地引入低通滤波因子的迭代方法，与改进的正则化稳定因子相结合，提出新的快速正则化反演方法，除了将其用于反演求解均质界面以外，它也被推广至变物性的界面反演以及物性反演。     

井地有限线源三维电阻率反演研究

有限线源的三维电阻率反演,是地学探测研究的重要课题之一.本文主要讨论了以下几个方面的内容:(1)结合反演方程式改进的共轭梯度算法;(2)基于扰动法的线源Jacobi矩阵的近似计算方法及光滑系数矩阵在各个方向上的光滑因子的计算公式;(3)通过分析阻尼系数与修改量校正量对反演结果的影响,提出了利用校正系数对模型修正量进行校正;(4)较为系统的讨论了阻尼系数λ对反演分辨能力的影响,较好的改善了三维电阻率反演中的电性异常体重心的"上漂"现象.数值实验表明,改进后的共轭梯度法反演对初始模型的依赖程度较小,反演能够稳定收敛,对模型的空间位置分辨率较高.     

地壳校正在长江中下游地区远震层析成像中的应用

利用布设在长江中下游地区的47个固定台站所接收到的473个远震事件,对该地区进行了地壳校正研究。结果显示：(1)内陆地区下方的地壳呈现为低速异常,而沿海地区下方的地壳却呈现为高速异常;(2)地壳校正前后的速度异常确有变化,但差别不是很大,说明长江中下游地区的地壳结构比较稳定;(3)随着深度的增加,速度异常的差别越来越小,说明地壳校正对浅部的速度结构影响较大,而对深部的影响较小。因此,在远震层析成像研究中,若缺少浅部信息,可以进行地壳校正,以消除或减少地壳结构对最终反演结果的影响,从而提高深部结果的质量。