地幔矿物电导率研究进展

研究地幔矿物的电导率可以揭示地球内部电导率的分布规律以及地球介质的极化机制。通过对近年来国际上地幔矿物电导率的研究结果进行分析和总结,介绍了矿物的各种影响因素与电导率的关系;对含水和不含水的地幔矿物导电机制进行了区别,不含水矿物的导电机制主要为小极化子,含水矿物的导电机制为自由质子。比较了各种典型的地幔矿物电导率结果并对电导率模型进行了评述和总结,对电导率的研究方向进行了展望。认为水在地幔矿物电导率和电导率剖面中起着重要作用     

格子玻耳兹曼方法计算混合物整体电导率

本文采用格子玻耳兹曼方法计算混合物的整体电导率．整体电导率与各组分的电导率、体积分数和混合物结构有关．数值计算方法的有效性通过两相混合物并联或串联模型的解析解加以验证．对随机分布模型的计算发现格子玻耳兹曼方法得到的电导率落在H S理论边界内．对Al Bi合金整体电导率的数值模拟结果和实验结果非常相近．对饱和水岩石的介电常数的计算与实验结果相比误差较小．格子玻耳兹曼方法为混合物的整体电导率的计算提供了一个有效的途径.     

电性任意各向异性且分块连续变化CSAMT三维有限元数值模拟

考虑地球介质电导率任意各向异性且随空间位置连续变化的情况,本文实现了直接求解电磁场的可控源音频大地电磁测深（CSAMT）三维有限元数值模拟.首先给出了电导率任意各向异性介质中CSAMT二次电场满足的控制方程及其相应变分问题,然后采用任意六面体单元对研究区域进行剖分,在网格单元中对任意各向异性电导率进行线性插值,解决了实际工作中岩矿石电导率各向异性且连续变化的情况,将变分问题转化为线性代数方程组的求解.电导率各向异性且连续变化一维模型三维有限元数值模拟结果与电导率各向异性且分层均匀渐进模型解析解结果对比验证了方法的有效性;三维地电模型电导率随位置线性变化且各向同性、主轴各向异性、方位各向异性和倾斜各向异性的数值模拟结果表明,电导率各向异性且连续变化对CSAMT视电阻率和相位数据均有明显的影响.     

斜长石、辉石混合模型的电导率有限元数值计算研究

以岩石实验中矿物的几何形态及空间分布为建模依据,以实验条件及单矿物电导率的测量结果为约束条件,用有限元数值方法模拟了不同微观结构的斜长石、辉石混合物在施加电压后电势及电流的分布情况,并计算了混合模型在不同温度条件下的电导率.研究结果显示,数值模型网格数及矿物颗粒数的选取对电导率计算结果的精度有较大影响,在体导电情况下,模型电导率因矿物比例含量和排列结构而异.当斜长石及辉石随机分布时,随着辉石含量的增加,混合模型电导率在不同温度下均有所增加,且温度越高,增加幅度越大,电导率的有限元模拟计算结果接近于有效介质渗透理论模型,且位于并、串联模型之间以及HS模型的上、下边界范围内;在斜长石及辉石含量一定的情况下,各矿物的排列分布对电导率计算结果也有一定的影响,当矿物颗粒大小接近且分布均匀时,模型中电势沿电流传导方向变化较为均匀,模拟计算得出的电导率相对较高,当矿物颗粒大小差别较大及分布不均匀时,电势分布受到一定的扰动,电导率计算结果也较低.将混合模型电导率有限元计算结果与辉长岩、辉绿岩及玄武岩实验测量结果进行比较,显示这3种岩石样品电导率与温度变化关系的斜率均与混合模型计算结果的斜率相接近,表明这些岩石在所选温度段导电机制与斜长石、辉石混合模型相似,用斜长石、辉石混合模型的电导率研究玄武岩、辉长岩及辉绿岩的导电性具有适用性.将混合模型有限元计算结果与玄武岩、辉长岩、辉绿岩覆盖区地壳大地电磁实测结果对比,发现大地电磁电导率结果位于混合模型计算结果范围内,用斜长石、辉石混合模型模拟玄武岩、辉长岩等岩石地壳具有一定的可行性.     

中心回线式直升机TEM资料的电导率-深度成像方法

以理论上的中心回线式直升机航空瞬变电磁系统为例,提出一种快速的电导率-深度成像方法,将感生电动势瞬变响应数据变换为地下介质电导率-深度断面。该方法针对成像计算中视电导率非唯一性问题和成像深度难以确定的困难,首先给出一个关于均匀半空间模型电导率?的数据函数?(?)的变换公式,由此建立数据表???来查询视电导率值,可以得到可靠的视电导率值。其次用均匀半空间中的感应电场最大幅值对应深度值来定义视深度,建立视电导率-视深度的数据表,并在2个相邻时间道期间的最大电场深度变化的基础上定义成像深度,从而导出CDI结果。该方法的特点是理论简单、物理意义明确,且利用了数据表查询技术大大提高了计算速度,使得实时CDI处理成为可能。最后用理论模型进行试算,结果表明,电导率值的查询范围宽至10-4～102S/m时,高阻薄层、低阻薄层及二维目标体模型均有较好的成像效果。     

地壳介质各向异性电性本构关系讨论

讨论了地壳介质中常见的两类电性各向异性。推导了长波长条件下薄中向异性电导率张量;提出了一种新的电导率物理模型并由此推导了与ＥＤＡ裂隙相适应的各向异性电导率张量。从直流电法和大地电磁测深法的角度分别讨论了这两种电性各向异性所显现的地表视电阻率、阻抗和电位特征。     

超高压下氧化物电导率测量及下地幔电导率的讨论

在金刚石对顶砧压机上,对一些氧化物进行了0—30 GPa 压力范围下的电导率测量,发现所测氧化物可按其电导性质为两类:过渡族元素氧化物和非过渡族元素氧化物前者平均电导率较高且有正压效应,后者平均电导率较低且压力效应不明显.过渡族元素氧化物的高导性质对讨论下地幔的电导事和化学模式具有重要意义.结合前人的研究成果,半定量地估计了700 km 处下地幔的电导率.     

分层电离层模型中的L电流体系

本文分析了电离层风发电机理论中影响电流分布的几种主要因素,认为电离层电导率模型是最主要的影响因素。在计算太阴日变化（L）电流体系时,本文放弃了过去习惯采用的无限薄球壳的电导率模型,使用了分层电导率模型。考虑电导率随高度的变化以及电导率极大值的高度随纬度的变化,得到了与观测结果较为符合的理论L电流体系。本文的结果还指出,在处理某些全球性发电机理论问题时,不能简单地假定电离层为距地面等高度的无限薄球壳,而必须同时考虑大气潮汐振荡的特性及电导率随高度的变化。由此得出结论:发展三维电导率模型对于电离层风发电机理论是必要的。     

三维模型电磁感应的数值解法

本文讨论了“虚点”和“虚微商”概念带来的矛盾和困难后,摒弃了电导率突变界面的模型,改用电导率渐变的模型去研究三维电磁感应的近似计算方法。在基本方程中考虑了电导率梯度项▽σ, ▽²B+1/σ（▽σ）×（▽×B）=i（4πσω）B. 文章的主要内容是给出有限差分法求解三维电磁感应问题的一般方程组。同时也作了一个简单的实例计算,以检验方程组运算的可行性。     

高温高压下上地幔岩石电导率实验研究

为了建立具有普遍适用性的上地幔电性结构,本文利用Kawai-1000t压机和Solartron IS-1260阻抗/增益-相位分析仪,在4.0~14.0 GPa、873~1673 K的条件下,采用交流阻抗谱法（频率范围10^-1~10⁶Hz）测量了不含水的地幔岩电导率.实验结果显示,岩石的电导率随温度升高而大幅度的增大;在较大的温度范围内岩石的导电机制发生了变化,中低温时为小极化子导电,此时激活焓为0.94 eV （±0.13） eV,激活体积为0.11（±0.92） cm³·mol^-1,高温时为和镁空穴相关的离子导电,此时激活焓为1.6~3.17 eV,激活体积为6.75（±7.43） cm³·mol^-1;本次测量的电导率比低压下岩石的电导率要高,比矿物的电导率也要高.用本次的实验结果回归计算得到Fennoscandian地区的上地幔的一维电导率剖面,发现200 km以上本次实验计算的结果和大地电磁测深的电导率剖面吻合的比较好,在200 km以下本次实验得到的要比野外测量的电导率稍稍高一点,可能是因为实验过程中没有完全避免水的影响.本次的实验结果比用有效均匀介质方法计算得到的pyrolite矿物模型的电导率要高出两个数量级,这样的结果显示只用一种矿物的电导率或是几种矿物理论计算的结果有一定的不合理性.     

世纪之交我国震源物理研究的进展与展望

从大陆地震震源的观测研究、震源力学的理论研究和震源物理实验三个方面，评述了90年代以来中国震源物理研究的进展.这些进展包括：大陆地震的震源参数测定；利用数字地震资料进行的“现代”震源参数的反演；地震断裂力学的应用和发展；非线性物理学在震源研究中的应用；岩石破裂实验的发展；地震前兆的物理机制的实验研究等.指出了新技术的发展和现代物理科学的发展对90年代以来震源物理研究的重要影响．展望了跨世纪的我国震源物理研究的发展方向，指出震源物理研究的进展必将在大陆地震预测和减轻地震灾害方面发挥积极的作用．     

构造地貌研究在广东地震地质工作中的应用

构造地貌研究在地震地质工作中的实际应用,主要有两方面:一是对断裂活动程度的鉴别;一是为划分地震危险区而进行的新构造运动的研究。前者做的是线、段、点的工作,后者做的是面的工作,二者既有联系又有区别。本文简要介绍在广东及其邻区的地震地质工作中所进行的构造地貌研究以及从中得出的若干初步认识     

1980年榆中地下水动态变化原因的讨论

1980年榆中地区较为干旱,年降雨量不足多年平均降雨量的一半。但该区自1980年10月份以来地下水却普遍上升,一些泉水水质逐渐变坏,以致不能饮用。这是否是地震前兆反应,引起了有关部门的关注。为此我们进行了实地考查,目的在于及时地找出变化的原因,为地震预报提供可靠的依据。     

有限元分析方法在黄土地基震陷预测中的应用

将有限元方法应用于黄土地基的震陷量预测，定量地研究了黄土地基地震沉陷特性与场地条件、基础形式、土动力特性等因素的相关关系，为黄土地基基础的抗震增稳设计与处理提供了科学依据。     

地震过程中的大地电场变化特征

根据国产ZD9A型大地电场仪在宝低地电台的记录结果,研究了1998年1月10日河北省张北地区6．2级地震过程中的大地电场变化特征．主要表现为：1．震前36天至发震当日出现大地电场日变异常簇;2．地震前后大地电场E的方位发生转动;3、大地电场E具有日变倍9（天）周期性和振幅｜E｜变化特征;4大地电场EW分量的极性变化．根据对这些特征的分析结果表明,它们有可能做为孕震进入短临阶段的前兆信息及识别标志．     

中国南北地震带磁性层构造特征

本文首先给出磁性层下界面反演的等效模型和其在球坐标系下变地磁倾角的二维反演方法,利用航磁资料研究了南北地震带的磁性层结构构造及其与地震活动性的关系为:1.磁性层南北两端厚,中间薄;2.下界面呈南北向的宽隆起带,北浅南深;3.磁性层所处的层位温压条件适于积累应力能量产生粘滑错动,地震多发生在磁性层内,往往位于磁性层由厚变薄的过渡处,并多伴有断裂、温泉、岩浆活动     

水压致裂过程中氡气的反应

本文介绍了在福建南靖汤坑ZK10钻孔进行的水压致裂实验中氧气的反应。氧气随压力的增加而变化,如ZK12钻孔水氡变化幅度分别为15%、13.5%、7.5%;1°测点土壤气氡含量变幅为219%和186%;4°测点土壤气氡变幅为-110%和-197%。     

东亚扇区赤道异常北峰的移动规律

本文利用冲绳、台北、广州、海南四个电离层垂测站的f₀F₂月报表资料,分析东亚扇区赤道异常北峰的移动规律,得到北峰位置随季节、太阳活动不同周相的移动规律。并且发现赤道异常的两日振荡将引起北峰位置作相应的波动。     

山西断陷盆地内强震的原地重复特点

山西的一些断陷盆地是华北地震区内6级以上地震活动的重要场所。本文在详细研究每个6级以上地震的震中部位、烈度等震线特点、时间序列特征、发震构造走向后得出:在同一盆地内,6级以上地震原地重复发生,而且震级相近,时间间隔较短,发震构造走向正交或斜交,发震构造的类型也有所不同。     

北京地区莫霍界面形状的初步研究

本文根据北京地震台网的人工爆破资料, 由莫霍界面的首波 Pn 的走时数据, 经过松散层校正和高程校正后, 采用改进的时间项法计算测点（台站和炮点）的时间项 t 和 Vpn, 最后引进弹性薄板模拟莫霍界面的形状, 得出北京地区莫霍界面深度等值线图.从该图可以明显看出全区趋势变化:西北部山区莫霍界面埋藏深, 东南平原莫霍界面埋藏浅, 向北西72方向, 向下倾斜约2, 全区平均深度约37公里.此外, 莫霍界面下的 Vpn较为稳定.