腾冲火山及周边地区双差层析成像

利用云南腾冲火山地区15个固定台站记录到的7923次地震的P波到时资料，采用双差层析成像方法，反演得到腾冲火山及周边地区地壳及上地幔顶部三维P波速度结构和地震重定位结果.研究发现，腾冲火山区域地壳内存在明显的地震波低速区，P波速度低于整个区域地壳速度平均值超过15%，上地幔顶部存在规模较大的低速异常区.推测腾冲火山地区存在较大规模的地幔热物质上涌以及向地壳的侵入，热物质在地壳内以岩浆囊形式存储，并且壳内岩浆囊之间可能存在岩浆通道.通过联合反演获得的地震重定位结果显示，丛集地震位置更加集中，其展布特征与断裂构造具有显著的对应关系，表明研究区域断裂构造比较活跃.获得的高分辨率三维P波层析成像结果，为进一步认识火山地区岩浆存储特征以及地震分布与区域构造之间的关系提供了新的地震学依据.     

中国非常规水资源开发利用进展

非常规水资源开发利用已成为世界各国缓解水资源危机的重要举措之一。为深化对中国非常规水资源开发利用水平和现状的认知，更好地支撑非常规水资源开发利用管理和实践，在对不同类型非常规水资源开发利用实地调研的基础上，重点阐述非常规水资源的术语和内涵，总结非常规水资源的现状开发利用量和开发利用模式，分析非常规水资源开发利用中存在的主要问题，并针对性地提出对策建议。近年来中国加大了对非常规水资源的开发利用力度，非常规水资源开发利用量逐年上升，截至2018年底已达86.4亿m3，但在全国供水总量中的占比尚不足1.5%，开发利用中还存在体制机制不健全、规划设计不到位、工程技术有短板等问题，制约着非常规水资源开发利用的有序发展。非常规水资源开发利用涉及面广，需要社会各界的共同努力，才能迎来非常规水资源开发利用的新局面。     

140kaBP以来南海西南部上升流影响区沉积记录及其古海洋环境变化

对南海西南部现代上升流区沉积物柱样BIS-187-61孔有机碳、生物蛋白石、碳酸盐等各沉积组分进行了详细的分析,试图探讨末次间冰期(MIS 5)以来南海西南部夏季上升流影响区沉积过程及其所反映的海洋环境变化过程。研究结果发现,140kaBP以来该孔沉积记录期总体表现为:碳酸盐百分含量冰期低间冰期高,主要受周边陆源物质输入稀释的控制,为典型的"大西洋型碳酸盐旋回",有机碳、生物蛋白石、碳酸钙以及陆源沉积物的堆积速率均在MIS 2期、MIS 4期和MIS 5e期出现高值。其中,MIS 2期和MIS 4期生源和陆源沉积堆积速率增加可能与冰期时冬季风增强及海平面下降导致陆源营养物质输入增加对初级生产力的刺激有关,也可能与陆源物质输入增加对海洋生源颗粒物输出的压载作用增强有关。而MIS 5e期南海海平面高度与现代相仿,间冰期较强的夏季风引起的越南沿岸上升流增强是导致该时段本研究区域表层初级生产力增强,沉积物总堆积速率及各组分堆积速率都相应增加的主要原因。     

一种优化的频率域三维声波有限差分模拟方法

为提高频率域有限差分（FD，finite-difference）正演模拟技术的计算精度和效率，基于旋转坐标系统的优化差分格式被广泛应用，但是只应用于正方形网格的情况.基于平均导数法（ADM）的优化差分格式，应用于正方形和长方形网格模拟.这些频率域有限差分算子，各自具有不同的差分格式和对应的优化系数求解表达式.本文基于三维声波方程发展了一种新的优化方法，只要给定FD模板形式，可直接构造频散方程，求取FD模板上各节点的优化系数.此方法的优点在于频率域FD算子的优化系数对应各个节点，可扩展优化其他格式.运用此优化方法，计算得到了不同空间采样间距比情况下27点和7点格式的优化系数.数值实验表明，优化27点格式与ADM 27点格式具有相同的精度，优化7点格式比经典的7点格式具有更小的数值频散.     

末次冰期山西洪洞高分辨率粒度和磁化率记录的H5事件及其气候演化意义

源于北大西洋的末次冰期千年尺度波动的Heinrich事件在东亚地区不同气候记录中得到较为广泛的识别。但是,哪一次事件对东亚乃至北半球影响最显著还不清楚。山西临汾盆地作为中国东部的山间盆地保存了较为广泛的黄土沉积。本次研究对山西洪洞县洞峪沟剖面末次冰期厚10.5m的黄土进行光释光测年,0.5cm间距的粒度测量、磁化率测量。结果显示,该剖面跨越67.7~13.0ka,粒度和磁化率记录所反映的气候特征可以以H5事件(47.3ka)为分界点分为前后两个时期。其中,早期(67.7~47.3ka)粗粉砂(20~63μm)和砂含量(63μm)整体较低而磁化率较高,反映该时期亚洲冬季风较弱而夏季风较强;晚期(47.3~13.0ka)粗粉砂含量和砂含量整体较高而磁化率较低,反映该时期亚洲冬季风明显增强而夏季风明显减弱。山西洪洞以H5事件(约47.3ka)为分界点的末次冰期气候演化模式在东亚、东地中海乃至北美均可以对比,可能是北极地区冰量在这一时期得到显著发展,导致东亚乃至北半球气候向寒冷方向发生显著变化。这一认识对理解东亚MIS3气候演化趋势具有一定意义。     

生物土壤结皮铁代谢微生物组成及其功能基因对演替的响应

采用微生物宏基因组学微阵列GeoChip 5.0技术，选择腾格里沙漠东南缘沙坡头地区不同年代人工固沙植被区的生物土壤结皮（BSC）为对象，分析BSC演替过程中参与铁代谢的功能微生物组成及其功能基因变化特征，研究微生物铁代谢对BSC演替的响应及调控。结果表明：真菌参与铁吸收和转运过程，古菌参与铁转运和贮存过程，细菌则在铁代谢吸收、转运和贮存过程中均起主要调控作用。门水平上，BSC铁代谢功能微生物组成变化对演替的响应不敏感，BSC铁代谢微生物主要为变形菌门（Proteobacteria）。BSC铁代谢功能基因多样性的显著提高和三类铁代谢过程基因信号强度达到最高水平需要经过61 a的演替。调控BSC铁吸收过程的主要功能基因为亚铁氧化酶编码基因iro；调控原核生物铁转运过程的主要功能基因，为羟基苯甲酰丝氨酸铁外膜转运体编码基因cirA和Fe（Ⅱ）转运蛋白编码基因feoB，真菌铁转运过程主要依靠含铁细胞转运体和铁氧化酶高亲和力的作用；调控铁贮存过程的主要功能基因为固定相类核蛋白编码基因dps。在BSC演替阶段末期，上述铁代谢功能基因强度的显著增加促进了微生物的铁代谢潜能。干旱、半干旱荒漠生态系统植被恢复过程中微生物铁代谢潜能的恢复需要较长时间。     

基于碳、氮稳定同位素的雅浦海沟底栖生物食物来源和营养级初探

为了分析雅浦海沟中底栖生物群落的食物来源和营养级，本研究分析了雅浦海沟真光层中浮游植物和浮游动物、海底沉积物和巨型底栖生物（海绵、海参、海蛇尾、海星、海葵和钩虾）中的碳、氮稳定同位素组成。研究发现雅浦海沟真光层中的浮游植物和浮游动物δ13C值[（-22.8±0.4）‰和（-21.8±0.8）‰]和δ15N值[（5.4±0.4）‰和（6.8±0.2）‰]与巨型底栖生物的δ13C值（-20.1‰~-16.8‰）和δ15N值（11.9‰~17.9‰）的差异超过了一个营养级，表明作为底栖生物的初始食物来源的浮游植物和浮游动物在向下输送的过程中经历了食物链传递和细菌的降解。巨型底栖生物的δ15N和δ13C值之间无显著的相关性，此外不同物种之间营养级也存在明显差异，表现为海绵的营养级相对较高（3.4~4.7），海参（3.3~3.6）、海蛇尾（3.4~3.5）和海星（3.2~3.7）的营养级较为接近，钩虾（2.9~3.3）和海葵（3.1）的营养级则相对略低，反映了底栖生物不同物种之间食物来源的多样化。     

页岩压裂过程的连续时域电磁法动态监测试验（英文）

页岩气开发水压过程中监测裂缝的空间展布对页岩气稳产高产并指导压裂至关重要。常规的时移地震、井间地震及微震监测不但成本高,监测效果显示周期长,且不能直观展示压裂液的平面和空间形态的动态变化。本试验研究首先对压裂液及压裂液充填的岩样进行了电性测试与分析,发现其具有极低阻与高极化特征,表明可控源电磁法进行页岩压裂过程的动态监测有着良好的电性基础。其次,基于试验区井震资料建立的地电模型,通过改变储层电性进行正演模拟,研究了电场分量的变化规律,提出了瞬变电磁法动态监测的归一化残差电阻率成像方法。最后,以时移电磁长偏移距瞬变电磁阵列法为手段,在我国南方涪陵页岩开发区水平压裂井上进行了连续时域电磁法动态监测试验。通过参研单位高度协同,采取了大功率与数百道阵列观测方式,获取了埋深在2800米处三个压裂段上方地面224个物理点近9个小时的电场时间序列数据。处理结果表明,该方法能有效观测到压裂液引起的电场信号变化。通过残差处理与电阻率成像,获取了储层改造过程的动态图像,结合地震、测井与水平井位的标定,解释了压裂液平面和空间展布,其结果对页岩气有效压裂与安全开采有重要指导意义,展示出连续时域电磁法在页岩气开发的压裂监测中有着广阔的应用前景。