基于环境噪声的地幔间断面体波成像研究

地震环境噪声互相关广泛用于地球岩石层的高分辨率面波成像。对在地球内部传播的地震体波进行类似观测将为我们打开一扇了解地球深部的窗口。本文介绍了如何利用地幔过渡带的顶部(410km)和底部(660km)间断面反射的P波噪声互相关来观测该地幔过渡带。数据表明,不利用震源也可绘制地幔过渡带高分辨率图像。     

新的免费软件:钻孔地震数据处理与解释

在地下成像和储层特征化中,垂直地震剖面(VSP)测量是一个重要的工具,这项技术可以使地球物理学家推断出其他方法无法获取的关键信息。MVSP是一个新的、具有图形用户界面(GUI)的MATLAB工具,用于垂直地震剖面炮点建模、数据处理和解释。该软件处理垂直地震剖面数据,从加载和预处理阶段到廊道绘图,以及集成测井数据和地震数据的最终阶段。一些地震和信号处理工具箱被集成和修改,以适应并完善处理和显示的软件包。开发该软件的主要动机是为地球科学领域的新地学科学家和学生提供免费软件,它将所有垂直地震剖面模块汇集成一个易于使用的软件包。该软件有几个模块,允许用户测试、处理、比较、可视化和生成可发布的结果。该软件开发成一个独立的MATLAB应用程序,只需要MATLAB Compiler Runtime(MCR)即可运行完整的功能。我们将详细介绍MVSP,并使用该软件来创建合成的垂直地震剖面数据。然后使用不同的可用工具来处理这些数据。并使用该软件加载和完全处理实际数据。最后,将该数据和测井数据相结合以进行更详细的分析和解释。为了评估该软件处理流程的准确性,使用商业软件处理相同的数据。对处理结果的比较表明,MVSP在处理垂直地震剖面数据方面和目前工业中使用的商业软件包同样高效,并且能提供相似高质量的处理后的数据。     

里奥格兰德裂谷南部地壳结构的地球物理约束

里奥格兰德裂谷仍有地质活动发生的证据,主要有第四纪断层作用、地震活动和裂谷低速扩张。利用绘制的地壳厚度与地震波速比所生成的约束地壳模型横剖面,来突出里奥格兰德裂谷南部的区域扩张。计算了147个台站的接收函数和它们的叠加,使用的数据包括地球透镜计划美国台阵移动阵列、以前收集的美国西南部数据,并使用克里金插值方法对地壳和速度结果进行了插值。再将上述接收函数结果作为反演密度剖面的一个约束条件,得到了一个新的、优化的重力反演方法。最终,得到了约束地壳模型。该模型显示里奥格兰德裂谷南部地区存在浅层莫霍面(30km),此结果比前人得到的要厚。在盆岭区,里奥格兰德裂谷西部地壳分层,接近大平原的里奥格兰德裂谷东部存在较厚的地壳,且伴有密度大的低速层。我们也发现特拉华盆地表现出显著的地球物理异常,其原因可能是该盆地存在厚的饱和沉积物。考虑到其他研究中并没有发现该区域有深部地幔异常,本文提出裂谷可能是上地幔小尺度对流的结果,并得出里奥格兰德裂谷处于盆岭区和大平原的最小边界处,也可能是板块俯冲的终点。     

综合地震和地质数据获得的坎特伯雷地震序列的震级—频度分布模型

我们综合地质和地震数据获得了坎特伯雷地震序列的震级—频度分布模型。在确定分布曲线时,借机用新的数据解决了文献中的一个长期争议:对于断层或断裂带的地震活动性,究竟是古登堡—里克特关系还是特征地震模型描述得更好。结果表明,对于坎特伯雷地震序列的整个复合断裂带而言,若综合考虑古登堡—里克特曲线(拟合仪器目录数据)误差和格林代尔断层上大(主)震根据古地震推断的复发周期界限,震级—频度分布可用古登堡—里克特关系很好地描述。相反,对于格林代尔断层的较小区域,震级—频度分布用特征地震模型描述得更好。不同的就是尺度,因为坎特伯雷地震序列所代表的复合断裂带表现为古登堡—里克特分布,而该断裂带内的单个断层表现为特征地震分布。因此,地震风险模拟中震级—频度分布的确定必须考虑尺度因素,而不能简单地认为一条震级—频度分布曲线适用于所有断层情形。     

The impact of northern Indian Ocean rivers on the Bay of Bengal using NEMO global ocean model

The effect of river runoff over the northern Indian Ocean(NIO) especially over the Bay of Bengal(Bo B) has been studied using global Nucleus for European Modelling of the Ocean(NEMO). Two sensitivity experiments, with and without river runoff are conducted and the influence of river runoff on the Indian Ocean hydrography,stratification and circulation features are studied. It is found that due to river runoff surface salinity over the northern Bo B decreases by more than 5 and the East India Coastal Current strengthens by 2 cm/s during post monsoon season. The fresh river water reaches up to 15°N in the Bo B and is the main cause for low salinity there.Sea surface temperature in the northwestern Bo B increases by more than 0.2℃ due to the river runoff in summer monsoon while surface cooling upto 0.2℃ is seen in north-west part of Bo B in winter season. The seasonal mixed layer depth in the region is found to be dependent on river runoff. The effect of vertical shear and Brunt Vaisala frequency on stratification is also examined. The ocean water becomes highly stratified up to 3 035 m due to the river runoff. It is found that the energy required for mixing is high in the northern and coastal Bo B.     

哥伦比亚马钦火山热液系统:2011～2013年期间观测到的新岩浆信号

近年来(2009～2013年)哥伦比亚马钦火山出现了新的地震活动。为了改善火山监测系统,本文通过分析该地区火山喷气孔和温泉的化学成分及同位素组成,研究了火山排放的流体地球化学特征。由于火山喷气孔中下部液相分离,导致穹丘中上部的喷气孔亏损δD和δ~(18)O(与大气降雨补给的流体相比)。在2011～2013年期间,发现喷气孔有很明显的岩浆成因He,同时排放的液体中岩浆的贡献量也有所增加,证实了地震活动性的增强。地球化学和地震资料都显示马钦火山已经苏醒,说明该火山仍然处于活跃期,值得我们对其活动性进行重点监测。     

机器学习应用于地震预警中的地震波判别研究

由于天然或人为干扰产生的局部脉冲式噪声影响,使得地震预警系统出现误报。为减少此类问题,我们利用美国南加州和日本的30万条地震波形记录,训练了一个生成式对抗网络(GAN)用于识别P波初至特征。我们将GAN判别器作为自动特征提取器,并利用70万条地震事件和噪声波形记录训练了一个随机森林分类器。结果表明,该方法可以辨别99.2%的P波和98.4%的噪声信号。其优越的性能有望极大地减少因局部脉冲式噪声而造成的误触发数量。我们的研究表明,GAN判别器能获取简洁有效的地震波形特征,可广泛应用于地震学研究。小结地震预警系统受到脉冲式噪声信号的干扰(非真实地震信号),有时偶尔会出现误触发的情况。这会造成不必要的经济损失和公众恐慌。本文利用机器学习工具判别波形是由地震产生的还是由局部噪声源产生的。我们通过利用美国南加州和日本大约70万条波形来训练算法。研究表明,利用机器学习方法可以识别99.2%的地震和98.4%的噪声。该方法可以减少大量的误报,能显著改善地震预警系统的鲁棒性。     

Mineralogical and Fluid Characteristics of the Fluorite-rich Monakoff and E1 Cu-Au Deposits, Cloncurry Region, Queensland, Australia: Implications for Regional F-Ba-rich IOCG Mineralization

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内蒙古鄂尔多斯高原古冰缘遗迹科学考察研究进展

冰缘遗迹（特别是冷生楔形构造及融冻褶皱）是重建古气候及第四纪晚期多年冻土环境的重要证据。内蒙古鄂尔多斯高原是我国北方地区冰缘现象最为发育的地区之一。为准确了解鄂尔多斯高原冰缘遗迹类型及其分布特征、区域冻土演化历史等,中国科学院西北生态环境资源研究院和荷兰自由大学共同组成科研小组,于2018年5—6月组织了“鄂尔多斯高原冰缘遗迹科学考察”。考察区域涉及靖边—城川—乌审旗—鄂尔多斯东胜区一带约12 000 km²的范围。考察内容主要包括鄂尔多斯高原冰缘遗迹类型及特征、分布区域、各类型冰缘遗迹所指示的气候条件的初步推断等。结果表明：冻融褶皱和冷生楔体构造是鄂尔多斯高原主要存在的两大类冰缘遗迹。基于本次考察中关于冰缘遗迹的分布与特征等新发现,并综合前人研究成果,初步推断：在气温极低、多年冻土非常发育的时段,有利于形成各类冷生楔状构造,如冰楔假形和大型原生砂楔等;在气候转暖、多年冻土退化,但还没有全部融化完阶段,可能形成融冻褶皱;区域性大面积分布和成群出现的融冻褶皱一般反映较暖气候环境下,多年冻土层上部已退化到一定程度。基于光释光（OSL）年代测试结果,结合冰缘遗迹的特征及其所指示的古气候环境,初步重建了鄂尔多斯5万年以来的冻土环境变化序列。区内多年冻土在多年冻土最大期（LPM,25~19 ka BP）时最发育,以大面积连续多年冻土为主;之后,随气温转暖,总趋势呈退化状态,多年冻土分布逐渐变为片状→岛状→零星斑状,直至现今全部融完变为深季节冻土区。