张家口-渤海地区断层土壤气地球化学特征研究

对张家口-渤海隐伏构造带地区6~8月24个固定土壤气测点、6条断裂进行断层土壤气Rn、CO2及Hg浓度测量。结果表明,土壤气Rn、CO2、Hg通量值分别为（4.61~18.48）×103 kBq/m3、0.14~8.21%、2~21 ng/m3,呈东高西低的特征,与地区应力水平、地壳厚度、沉积层厚度有关。     

温州双溪-焦溪垟断裂土壤Rn和H2地球化学特征

利用断层土壤气探测方法,在珊溪水库地区双溪-焦溪垟断裂上3个不同位置进行土壤Rn和H2的测量,发现断裂带上的土壤Rn和H2测值在靠近断层破碎带或岩脉出露位置明显升高。结合断层气探测方法在探测隐伏断裂方面的应用,确定双溪-焦溪垟断裂在包山垟村附近具体经过位置。发震断裂上的土壤Rn和H2测值明显高于非发震断裂,说明珊溪水库地区土壤Rn和H2与地震活动性关系密切。     

基于跨断层资料的辽宁地区主要断裂活动特征分析

利用辽宁地区跨断层资料分析该区域主要断裂现今活动特征。长期数据结果表明,辽宁东北部地区鸭绿江断裂、浑河断裂活动相对稳定,辽宁南部地区金州断裂和西部地区朝阳-北票断裂、大凌河断裂活动相对活跃,其中金州断裂与朝阳-北票断裂活动特征存在一定相似性。2011年日本9.0级地震对金州断裂和朝阳-北票断裂活动均产生明显影响。2015年至今,金州断裂和朝阳-北票断裂的活动水平与其背景水平一致,处于弱活动水平。     

安阳南断裂带土壤H2、Rn地球化学特征

为研究安阳南断裂带土壤气体地球化学特征及构造地球化学背景,采用野外流动测量的方法对安阳南断裂带宗村段开展2期土壤H₂和Rn的重复观测。结果表明,第1期H₂和Rn的浓度范围分别为（0.66~58.56）×10^-6 和15~123 kBq/m³,背景值分别为6.87×10^-6和52.49 kBq/m³;第2期H₂和Rn的浓度范围分别为（0.36~29.73）×10^-6和28.2~103 kBq/m³,背景值分别为0.89×10^-6和47.49 kBq/m³。2期H2和Rn的测量结果均显示,在距测量起点210~300 m处气体浓度出现高值异常,气体在断裂带附近较为富集,对断层位置有一定的指示作用,利用断层气H2和Rn探测隐伏断裂的浅层位置在该区具有可行性。     

断层带土壤氢气浓度测量及其影响因素

利用ATG-300H型便携式测氢仪,分别在昌平地区、海原断裂带、北轮台断裂开展土壤氢气浓度测量。基于气体扩散方程,从采样器类型、测孔深度、土壤特性、断层作用等方面探讨氢气浓度测量的影响因素与机理。结果显示：1）土壤氢气浓度值受测孔闲置时间、测孔深度和采样器形状的影响较大;2）氢气浓度测值与气体扩散方程的理论解曲线吻合较好,其曲线形态主要与土壤中氢气的富集程度和土壤疏松程度密切相关;3）断层带上的氢气浓度受构造作用、断层滑动速率、断层闭锁程度、上下盘裂隙发育程度、裂隙开启或闭合状态等因素影响较大,这些因素主要影响深部氢气的向上迁移通道和在地表的富集程度。     

吉林珲春农坪金铜矿床流体包裹体特征与矿床成因

为确定农坪金铜矿床的成矿流体特征及矿床形成机制,采集细脉浸染状金铜矿石中的石英-硫化物细脉,对石英颗粒中的流体包裹体进行了岩相学、显微测温和激光拉曼光谱分析。结果表明：脉石英中主要发育Ⅰ型气液两相、Ⅱ型含CO2三相、Ⅲ型含子矿物多相、Ⅳ型纯气相和Ⅴ型纯液相等5种类型的原生流体包裹体。不同类型包裹体的均一温度变化范围为237.8℃～399.4℃,主要集中于310℃～370℃,盐度w （ NaCl ）变化范围于1.39％～12.3％和33.32％～42.03％两个区间。代表性包裹体的激光拉曼光谱分析结果显示,成矿流体主要气相成分为H2 O、 CO2,并含有少量的CH4。综合研究后认为,农坪矿床成矿流体曾发生过沸腾作用,以至流体中的H2 O、 CO2等挥发组分大量逸出,引起金、铜等有用组分的沉淀富集。农坪金铜矿床与小西南岔金铜矿床在成矿条件及矿化特征等方面具有相似性,二者同为斑岩型金铜矿床,均属燕山晚期构造岩浆作用的产物。     

新疆阿克苏断层H2浓度影响因素及映震效能分析

利用相关和回归分析方法,分析断层H2浓度与气温、气压之间的相关关系,得到气温与断层H2浓度的回归方程.通过R值评分方法对断层H2浓度回归残差进行映震效能检验,结果表明:1)气温为阿克苏断层H2浓度变化的主要影响因素,与断层H2浓度呈高度正相关;气压对阿克苏断层H2浓度变化影响较小,与断层H2浓度呈中低度负相关.2)断层...     

高崖跨断层短水准异常变化机理分析

2017-01～2018-04高崖水准的观测结果出现异常,为研究该异常的机理,本文基于对二维不规则载荷模型的定量模拟和库容、降水量、地下水位等影响因子的定性、定量分析,得到如下认识：1）高崖水库库容载荷变化对高崖水准的影响微弱,基本可忽略不计;2）高崖水准异常变化的主要原因是地下水位变化通过水-岩作用造成水准两端岩体的不一致变形。通过跟踪观测资料的后续变化,验证了水准异常变化机理的合理性。     

华北地区跨断层流动形变布测状况初步分析

在搜集华北地区(北京、天津、河北、山西、河南、山东、江苏、安徽以及辽宁地区)跨断层流动形变监测场地布测状况和该区地质构造研究成果的基础上,分析华北地区跨断层流动形变监测场地的布测时间及监测周期、监测场地所跨断裂特征、监测场地分布区域以及监测类型及测桩类型等。结果表明,华北地区跨断层流动形变各监测单位布测状况差异较大,存在布测时间及监测周期不统一、空间上存在监测盲区、跨断裂活动年代符合规范要求较低、绝大部分监测场地只有水准监测等问题。     

茅山竹矿断层气定点观测场地勘选

拟在茅山断裂带沿线布设若干个断层气连续观测点,建组断层气观测网。以茅山竹矿地区为例,通过断层气测量的初步结果,结合地质、人工地震、跨断层短水准等多种手段联合分析研究区断层的活动性,从而确定断层气定点观测的点位,为组建断层气观测网的选点提供借鉴和参考。     

珠江口盆地CO2分布特征与成藏机制浅析

珠江口盆地多个凹陷均有钻井钻遇CO₂气体, 个别井钻遇的CO₂体积分数高达90%以上, 这些CO₂气体直接驱替了早期油藏或影响了油气充注规模, 增加了勘探风险。运用钻井数据、地球化学分析数据、重磁研究结果, 通过分析CO₂分布特征, 总结CO₂分布与断裂、火成岩的关系, 明确CO₂分布的主控因素, 预测珠江口盆地高CO₂风险带的分布。研究表明: 珠江口盆地对油气成藏有影响的CO₂主要为无机幔源成因, 受区域盖层和储层的控制, CO₂主要分布在上渐新统到下中新统地层及以下地层, 向上CO₂逐渐减少, 同时无机幔源CO₂分布明显受控于断裂体系, 与基底断裂和火成岩体具有较好的对应关系。无机CO₂气源主要为幔源岩浆的脱气作用, 垂向运移主要受不同级别断裂控制, 尤其该区深大断裂和基底长期活动断裂起到了很大作用, 因此幔源岩浆活动与断裂体系是CO₂汇聚的主控因素。由于珠江口盆地不同凹陷结构差异的影响, 幔源CO₂运聚成藏机制可概括为两类: 一是在北部坳陷带, 地壳厚度大, CO₂沿着深大断裂逐级向中上地壳运移形成"中转站", 然后在基底断裂的沟通下向浅层运移成藏; 二是在珠二坳陷, 由于地壳减薄作用, 并且发育拆离体系, 幔源岩浆首先到达拆离面, 脱出的CO₂沿着拆离面运移, 当遇到深切至拆离面的断裂后继续向浅层运移成藏。基于以上分析并结合运聚条件预测出珠江口盆地分布着7个高CO₂风险带, 这7个高CO₂风险带均位于深大断裂带附近, 并且周边火成岩较为发育。      

对流层中层与近地面大气二氧化碳浓度的比较研究

通过地基观测站点的实测数据,首次证实大气温室效应是由人为排放造成的,地表能量平衡受二氧化碳（CO₂）浓度水平的影响。因此,分析CO₂浓度时空分布特征,从而探究其源汇、控制其排放尤为重要。本文采用AIRS（Atmospheric Infrared Sounder）对流层中层CO₂浓度数据及GOSAT（Greenhouse gases Observing SATellite）近地面CO₂浓度数据,对比研究了CO₂浓度在对流层中层及近地面的时空分布特征差异。结果表明,AIRS探测到的对流层中层CO₂浓度,在时空上普遍高于GOSAT探测到的近地面CO₂值,高值区位于30°~90°N,浓度多集中在390~395 ppm,这与AIRS探测的对流层中层CO₂浓度已充分混合相关;而GOSAT CO₂浓度高值区则位于热带、亚热带人口众多的地域,如非洲和中国东部沿海地区等人类活动活跃地带,这也表明GOSAT探测近地面CO₂的重要性,其可弥补地基站点测量在空间分布上的不足。本文进一步对比分析了CO₂浓度在海陆及南北半球的差异特征及影响原因,CO₂在海洋及陆地区域的平均浓度具有相似的时间波动特征,但其浓度在陆地几乎始终高于海洋,这与人类活动释放大量的CO₂密切相关。CO₂浓度在南北半球存在明显的差异,这是因为南半球的季节变化规律与北半球相反,且由于化石燃料燃烧及土地利用变化等主要集中在北半球,因而北半球CO₂浓度高于南半球。此外,本文还对NUCAPS（NOAA/NESDIS/STAR NOAA Unique CrIS/ATMS Processing System）反演得到的CrIS（Cross-track Infrared Sounder）CO₂柱平均浓度及廓线产品做了初步分析,发现其与AIRS、GOSAT CO₂分析结果一致。     

吉林松原地区地震前热红外亮温异常研究

使用小波变换和功率谱估计法,利用中国静止气象卫星亮温数据研究2017年以来松原地区3次M_S＞4.5地震前的热红外异常。结果表明, 2017-07-23 M_S4.9和2018-05-28 M_S5.7地震前的异常都是沿依兰-伊通断裂和密山-敦化断裂走向逐渐扩展的,即异常存在于松辽盆地的东部边缘,地震震中不在异常区内;2019-05-18 M_S5.1地震前异常不明显,可能是由于盆地内二氧化碳和甲烷等温室气体在前2次地震前后已得到最大量的释放。     

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日本3·11大震前后首都圈地区跨断层水准的变形特征及成因探讨

以跨断层水准实测资料为基础,分析2011-03-11日本东部Mw9.0大震前后首都圈地区(114°~119°E,39°~41°N)地壳垂向变形特征。通过构建首都圈地区三维有限元模型,初步探讨跨越不同几何结构断层的测线所表现出的变形特征的动力学成因。结果表明:1)首都圈地区跨断层水准资料表现出群体性变形特征,反映相同的断层运动性质;2)NNE-NE向断层的上盘相对下盘垂向下降,NW向断层上盘相对下盘同样垂向下降,表征着首都圈地区NNE-NE、NW向断层受到不同程度的张性应力作用;3)数值模拟给出的不同方向跨断层测线的垂向变化结果同样表现出与实测结果较为一致的断层正断运动性质,即断层上盘相对下盘垂向下降;4)日本Mw9.0大震造成首都圈地区近E-W向的张性应力是产生首都圈地区跨断层水准资料群体性变化的主要原因。     

基于中国大气环境监测站点的2015—2019年大气质量状况时空变化分析

2013年以来几次严重的雾霾污染事件引起了公众的广泛关注,此后中国实施了一系列有关大气污染防治的政策、法规和措施来改善大气质量。为了分析近年来中国大气质量的时空变化特征,本文选取2015—2019年生态环境部国控站点监测的大气污染关键参数,对比分析了空气质量指数和6种大气污染物的季均、年均浓度变化结果,并利用组合指标分析法和相关分析法探讨了不同大气污染物之间的相关性。结果表明：① PM_2.5、PM₁₀、SO₂、CO和NO₂浓度和AQI均有明显下降,2019年均浓度较2015年均浓度分别下降4.5%、3.84%、7.86%、3.74%、0.95%,AQI下降了19.31%,同时,O₃浓度则上升了0.79%;② 从空间分布来看,中国北方地区PM₁₀、PM_2.5、O₃、NO₂、SO₂、CO年均质量浓度和AQI分别比南方地区高25.2%、18.73%、4.95%、17.6%,32.74%、16.17%、28.3%;③ 从季节性变化规律来看,除了O₃呈现出夏季浓度高,冬季浓度低外,其他5种污染物和AQI都呈现相反的季节变化规律;④ 总体而言,目前中国大气污染以PM_2.5和O₃为主,PM_2.5与NO₂、SO₂、CO之间有极显著的正相关关系（r>0.85,p<0.01）,而O₃与其前体物NO₂和CO之间存在显著的负相关关系（r>0.8,p<0.01）。     

大气CO2浓度非均匀分布及其对地表升温影响的研究进展与展望

在气候变化和全球治理挑战日益严峻的背景下,CO₂排放及代价评估日益受到学术界和决策者的关注。当前全球范围包括联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）评估在内的几乎所有研究都是基于全球平均CO₂浓度来驱动气候模式的,但基于全球CO₂平均分布设定开展模拟影响评估在学术界多有争议。首先,综述了大气CO₂非均匀分布的证据,评述了大气CO₂浓度非均匀分布与地表升温过程的互馈机制。其次,从自然和人为2个维度,梳理了大气CO₂浓度非均匀分布形成的原因,并评估了其对地表升温的影响。最后,评述了当前大气CO₂浓度非均匀分布研究中存在的问题,进一步展望了其发展趋势,为把握全球与区域碳排放现状及气候变化影响提供科学判据。     

珠江口盆地白云-荔湾深水区幔源CO2充注的黏土矿物成岩响应

珠江口盆地白云-荔湾深水区油气勘探中钻遇大量高含量CO₂气层,使得如何规避高CO₂风险成为当前面临的挑战。通过工区充注CO₂的储层砂岩黏土矿物X射线衍射（XRD）、流体包裹体显微测温和稀有气体同位素组成等分析,明确了幔源无机CO₂的成因,并运用黏土矿物特征讨论高温幔源无机CO₂充注的黏土矿物成岩响应:有序带倒转和大量自生高岭石的生成。依据CO₂气井的XRD全定量分析数据剖面图将幔源无机CO₂气层段的黏土矿物组合分为3类:Ⅰ类为I/S混层黏土矿物中S体积分数介于10%~25%之间,有序度处于R₂~R₃带,高岭石体积分数高;Ⅱ类为I/S混层黏土矿物中S体积分数介于10%~15%,有序度为R₂~R₃带,自生高岭石体积分数低;Ⅲ类为I/S混层黏土矿物中S体积分数介于50%~60%,有序度为R₀带,高岭石体积分数低。总结出幔源CO₂在珠江组和珠海组中存在2种运聚模式:一是幔源CO₂通过与基性岩浆连通的深大断裂垂直向上运聚;二是垂直向上运移后通过连通砂体侧向长距离运聚。研究结果对珠江口盆地白云-荔湾深水区下一步油气勘探规避高含量CO₂风险具有指导作用。      

沉积物岩性及水化学性质对水土界面氟迁移行为的影响

水土界面氟的迁移对高氟地下水的形成具有重要影响。以大同盆地典型氟中毒区为例,分析了不同岩性沉积物中的氟质量分数和形态分布特征,并通过室内静态实验,探究了水溶液的pH值、Ca2+、HCO-₃以及H₂PO-₄质量浓度对水土界面氟迁移的影响。研究结果表明,沉积物中不同形态氟按含量由高到低的顺序依次为:残余态氟≥铁锰氧化态氟>水溶态氟>有机束缚态氟>离子交换态氟;各形态氟在不同岩性沉积物中含量大小均表现为:黏土>粉质黏土>粉砂;在沉积物中,黏土矿物和方解石是主要的固氟矿物成分。溶液的pH值、Ca2+、HCO-₃以及H₂PO-₄质量浓度与氟在沉积物表面的吸附-解吸和沉淀-溶解平衡密切相关,沉积物对氟的吸附量随溶液pH值和HCO-3质量浓度增大而降低,随Ca2+和H₂PO-₄质量浓度增大而增大。