西南印度洋脊“断桥”热液区深部地质构造研究

Polymetalic sulfide is the main product of sea-floor hydrothermal venting, and has become an important sea-floor mineral resources for its rich in many kinds of precious metal elements. Since 2007, a number of investigations have been carried out by the China Ocean Mineral Resources Research and Development Association(COMRA)cruises(CCCs) along the Southwest Indian Ridge(SWIR). In 2011, the COMRA signed an exploration contract of sea-floor polymetallic sulfides of 10 000 km2 on the SWIR with the International Seabed Authority. Based on the multibeam data and shipborne gravity data obtained in 2010 by the R/V Dayang Yihao during the leg 6 of CCCs21, together with the global satellite surveys, the characteristics of gravity anomalies are analyzed in the Duanqiao hydrothermal field(37°39′S, 50°24′E). The "subarea calibration" terrain-correcting method is employed to calculate the Bouguer gravity anomaly, and the ocean bottom seismometer(OBS) profile is used to constrain the two-dimensional gravity anomaly simulation. The absent Moho in a previous seismic model is also calculated.The results show that the crustal thickness varies between 3 and 10 km along the profile, and the maximum crustal thickness reaches up to 10 km in the Duanqiao hydrothermal field with an average of 7.5 km. It is by far the most thicker crust discovered along the SWIR. The calculated crust thickness at the Longqi hydrothermal field is approximately 3 km, 1 km less than that indicated by seismic models, possibly due to the outcome of an oceanic core complex(OCC).     

航磁异常深部弱信号提取技术研究

磁异常通常是地下不同深度磁性地质体产生磁场的叠加,在规范高度的航磁测量结果中,深部磁性体所产生的异常通常表现为弱而平缓,其水平与垂向分辨率均较低,在航磁资料处理解释中难以有效捕获。因此,应用适当方法提取由深部地质体引起的弱磁信息是十分必要的。本文采用精度高且稳定的位场延拓技术将航磁异常向下延拓,可以稳定增强磁异常幅度,随着延拓面与场源之间距离的减小,浅成磁信号与深成磁信号的视深度差异将增大,在对数功率谱上可以将其区分,而后可利用匹配滤波方法将浅部信号剥离,从而得到深部弱信号,同时可计算深部弱信号的视深度。     

利用EMD方法提高海洋重力Etvs改正精度北大核心CSCD

针对海洋重力测量误差主要来源于重力仪的不稳定性和厄特弗斯(Etvs)效应的问题,该文提出一种与航迹线拟合和卡尔曼滤波等传统方法相比更为灵活的一种误差压制方法,通过经验模态分解(EMD)结合信号的频谱进行分频段滤波。模型实验结果显示,利用EMD去噪后的信号误差平均值为0.54%;经EMD处理后的实际船测重力测线交点差相比原始数据降低了66%~87%,其最小值为0.82mGal,最大值为2.08mGal。该文表明,EMD方法能够明显提高海洋重力的Etvs改正精度。     

利用EMD方法提高海洋重力E?tv?s改正精度

针对海洋重力测量误差主要来源于重力仪的不稳定性和厄特弗斯(E?tv?s)效应的问题,该文提出一种与航迹线拟合和卡尔曼滤波等传统方法相比更为灵活的一种误差压制方法,通过经验模态分解(EMD)结合信号的频谱进行分频段滤波。模型实验结果显示,利用EMD去噪后的信号误差平均值为0.54%;经EMD处理后的实际船测重力测线交点差相比原始数据降低了66%～87%,其最小值为0.82mGal,最大值为2.08 mGal。该文表明,EMD方法能够明显提高海洋重力的E?tv?s改正精度。     

海底热液循环中矿物沉淀过程数值模拟

为了探索高渗透性洋壳中高温热液循环系统的形成机制,以数值模拟为手段研究热液循环中的矿物沉淀过程及其对洋壳渗透率的反馈.在热液对流-矿物反应模型中考虑了硬石膏、黄铁矿和黄铜矿的沉淀和溶解反应,基于矿物的溶度积计算矿物的沉淀/溶解量,并将其转换为渗透率的变化.结果显示,黄铁矿和黄铜矿分布于350~380℃等温线范围内,并随着热液温度升高而逐渐向海底推移.海水被加热及与热液混合过程中沉淀出硬石膏,在热液上升通道两侧形成低渗透性的烟囱状结构,降低了海水-热液混合程度从而使热液温度升高.高温热液通道建立后,便会有更多的金属物质随着高温热液被运输至浅层洋壳或海底.模拟结果为理解海底高温热液喷口的形成机制提供了借鉴.      

有限长圆柱体磁异常场全空间正演方法

在经典位场理论中,许多简单形体位场异常难以通过积分得到全空间的解析式.圆柱体是一类很重要的理论模型体,常用于模拟圆柱状地质体或非地质体(如管线),但目前还不能用解析公式正演有限长圆柱体在三维空间里的磁异常,而多是采用近似简化为有限长磁偶极子或线模型代替.对于有限长圆柱体,特别是半径相对于上顶埋深较大时,这种近似的误差不可忽略.本文利用共轭复数变量替换法,推导出有限长圆柱体在全空间的引力位一阶、二阶导数,利用Poisson关系得到磁异常正演公式,进而利用有限长圆柱体磁异常正演公式求解管状体的磁异常,得到不同磁化方向、不同大小的管线产生的磁场的特征,并将其推广到截面为椭圆的情况.最后通过模拟计算定量给出了将圆柱体近似为线模型的条件.