潮汐摩擦力引起的地质作用

由月球和太阳产生的潮汐作用引起了地球的应变。这种现象已被大量理论研究和实际观测所证实。 地球经受着潮汐摩擦力的切向分力的巨大作用。潮汐地质作用即由潮汐摩擦力引起的地质作用。潮汐对地球固体表面的影响,主要通过重力仪(对垂直分量)、倾斜仪(对水平分量)和伸缩仪(对应变)进行测定。作为有关地球内部构造及其振动之基本结论的基础,苏联等国家已经研究了主要类型潮汐波的特征。从宇宙卫星获得的资料近     

固体潮对地下水的影响及其有关问题

地球固体部分的潮汐作用称为固体潮。月球、太阳对地球的引力,可以引起固体潮汐应力的波动,从而使钻孔中的地下水位呈现明显的日周期潮汐变化,每昼夜出现两个波峰、两个波谷。这种压缩应力在能量传播过程中,对深部地下水的微动态变化起到一定的作用。 潮汐引力是一种外动力作用,是一个时刻变化着的引力,地球由此而变形。尽管其值很小,应变量也     

前言

前言地球不同圈层生物的、化学的和物理的不同时空尺度地质演化记录，小到沉积层中的潮汐韵律，大到全球古大陆的聚散旋回，总体上在地质历史中都显示有一定时间间隔的周期性特征。这种周期性在地质学中通常称为韵律和旋回，在不同分支学科中具有不同的内容。地球演化史中...     

月球的起源与地球内部结构极早期演化

基于地球内部结构模型 (EISEM) ,建立了一个模型 (IAMTM)来模拟地球早期绝热压缩过程中的地球内部角速度的转移。计算的时间范围是从地球吸积完成开始 5Ma。改变不同的参数 ,模型得出结论 ,当t=1 85Ma时 ,由于地心引力不稳定性 ,地球外层的熔融层从地球赤道甩出。抛射过程持续了 0 0 5～ 0 15Ma ,抛射出的物质质量为 1 2～ 2 5M0 (M0 是现在的月球质量 ) ,这些物质碎片相互碰撞聚集逐渐在Roche极限附近形成月球。随着物质分异和地核的逐渐增大 ,地球的半径在抛射后减小到最小值 (R =5 0 75 16km)。随着潮汐摩擦力和地球体积的增大 ,地球自转角速度变慢。 2Ma后地球和月球之间的距离增大到 3个Roche半径     

潮汐摩擦对月球轨道与地球自转影响的研究综述

潮汐摩擦导致月球轨道和地球自转产生长期变化,精密确定这些参数对了解地月系统的演化至关重要.阐述了求解这些参数的理论方法,回顾并对比了利用天文观测、近地卫星、数值潮汐模型和月球激光测距等资料的分析结果,发现近地卫星和月球激光测距数据比天文观测资料精度高,但可提供数据跨度较短.随观测资料的积累,可提供更可靠的月球轨道和地球自转的长期变化信息,提高对地月空间环境变化的认知.     

成矿组分沉积同生富集的一种新机制:动态海水团的混合过程

海洋可以被分成若干特征各异的、运动着的海水团，各种海洋现象就源于海水团的运动和相互作用。分隔不同海水团的前锋面上的混合作用是促使成矿组分发生沉淀富集的地球化学障。在海水团前锋混合带上，成矿组分在沉积物中产生同生富集，结果生成沉积矿床或矿源层。这是一种在时间上广泛发生但又尚未被人们所认识的崭新机制。     

试论地幔潮汐作用与地壳构造运动的关系

太阳系（携带地球）围绕银河系银心依椭圆形轨道公转．旋行１周，地球与银心之间有两次处于近距离，两次处于远距离．在靠近时两者之间引力增大，导致地仅柔流物质发生涨潮，远离时引力减小，地幔潮落．地幔的潮汐作用势必引起其上的固体地壳发生破裂、变形、运移和碰撞，即地壳构造运动．由于太阳公转具有２００Ｍａ年的周期性，故而地壳运动同样也具有与此相一致的周期性和等时性．因而说地幔的潮汐是导致地壳发生构造运动的主要原因．     

大陆岛地下水动力学特征—以湛江东海岛为例

东海岛是一具有独特水文地质条件的大陆岛,浅层含水层与大陆以浅海湾相隔,中深层承压水含水层与大陆地下水系统紧密相连。为了深入地认识大陆岛地下水水动力学特征,以湛江东海岛为例,阐述了其水文地质条件,并分析了东海岛浅、中、深层地下水的流场和动态特征。分析结果表明,东海岛为一个典型且独特的大陆岛,岛内和大陆的部分浅层含水层由湛江湾相隔,岛内中、深层含水层和大陆中、深层含水层通过湛江湾相连,且具有统一的水位分布,并保持着密切的水力联系,岛内中、深层地下水由南向北径流补给湛江市区的降落漏斗中心;滨海及海水区域浅层含水层及其下伏的粘土层构成了防止海水入侵中、深层地下水的保护层;浅层地下水流场基本保持天然状态,水位动态特征主要为入渗径流型,水位变化与降雨量相关;中、深层地下水流场以人工流场为主,地下水由南向北径流,水位动态类型主要为开采动态型,水位变化主要受到开采量变化的影响;在近海岸地区,地下水动态表现为潮汐效应型,在潮汐作用下,地下水位动态具有周期性。     

海上地震资料处理中的潮汐静校正处理研究及应用

海水因为受月亮引力的作用会产生潮汐现象,在海上地震资料中表现为假断层现象,这种现象会影响地震资料的成像质量,导致错误层位解释及储层预测,因此在地震资料处理中,需要进行潮汐静校正处理。这里讨论了如何应用海上采集的高程值计算出地震波来回通过基准海平面与放炮时海平面之间的薄层水体所经历的时间,再将全部地震数据都校置在同一观察平面,从而实现潮汐静校正处理的方法,并应用于海上某工区中,得到较为理想的效果。     

地球自转与地质体系论

本文对比分析了各大地构造学说的特点,认为在地球的各种运动形式中,最重要的是地球的自转。地球在其运动中由于向心力和离心力联合力场作用的结果而形成各个圈层,地球表面形态和各圈层的物质在其旋转过程中发生不同形式的运动,而出现各种地质构造现象及相关的自然现象,诸如大气的流动、海水的进退、岩石的形变、地幔物质运动、各层圈物质交换与变化等等。在地球发展演化过程中,地壳的结构和构造也发生了一系列的变化,板块、构造体系、地槽、地洼、断块、大地波浪等大地构造形迹都是由于地球自转中地壳运动的结果。各种地质现象相互联系的总体,称之谓地质体系。     

月球构造新认识：基于60m高精度全月月形图的月球构造形态学研究

一直以来月球上都没有发现像地球上一样的全球板块构造现象,被认为是属于单板块构造的行星体并且是不活动的。随着月球地形探测精度的提高,人们逐渐发现了一些地质现象表明月球并不像之前想象的一样是不活动的。高精度的月形数据显示出了月球上除了存在众所周知的(撞击作用产生的)复杂的撞击构造外,仍然存在许多可能由内生作用产生的构造特征:如裂谷、山脊、火山群等。本文利用最新高精度月球激光高度数据(LOLA数据)建立了全月60m(相当于7秒网格)高精度月形图。由于数据量超大(TB级别),作者编写了基于并行架构的集群计算处理代码,其计算效率提高了近300倍。基于这些图件,作者在全球范围内找出许多重要的构造现象,并根据其构造及地质特征进行分类研究。研究结果表明并不像之前认识一样,月球上的确存在许多地质构造体是由月球的内生地质作用所产生,并建立对于月球结构和构造的新认识。此外,通过对比发现,像地球上全球尺度的线性山脉只是板块构造运动的结果;另一方面,在无板块构造的行星上,就像月球一样,会产生大面积的高地(月陆)和低地(月海地区),这种地质现象很有可能是行星地壳岩浆演化的直接结果。在文章最后,作者还将制作出的60m分辨率的全月月形系列图件附后并公开,以方便其他科研人员进一步开展相关研究;并以此敬献中国地质科学院60周年庆典。     

地球运动周期性之初探

周期性是宇宙一切事物运动发展的普遍现象。从宏观空间--天体的运动,如银河系的旋转,太阳黑子的活动;到微观世界--基本粒子的运动,相同或类似现象在时间上莫不具有循环往复的特点。各种物质运动形式的周期性已逐渐地越来越多地为人们所认识,从昼夜的交替及四季的递变认识到地球自转与公转的周期,通过天文观测又进一步认识了日、月蚀出现的周期及其他一些天体运动的周期。     

月岭形成机制及其与潮汐力的相关性分析

月岭作为月表常见的线性构造类型之一,具有一定的分布规律。利用LRO(Lunar Reconnaissance Orbiter)的DEM数据提取月岭剖面并进行了构造分析,认为月岭主体为逆冲断层叠加牵引褶皱的挤压构造形成机制。前人多用月海盆地沉降叠加月球热能收缩解释月岭的成因,但它无法解释盆地中央月岭呈近南北向的优选方位,这种现象可能是受到近东西向区域性挤压应力的影响,与潮汐力对月球中低纬度区域的应力作用状态相符,推测潮汐力可能是盆地中央月岭形成的主因。综合利用嫦娥一号CCD影像数据、Lunar Orbiter和LRO全色波段影像数据,解译识别出月球正面中低纬度1 464条月岭。对其进行方向统计,结果表明,月岭整体走向也与Melosh预测的在潮汐力作用下形成的构造样式相似。由此推测,月岭的展布与潮汐力具有很强的相关性,进一步论证了月岭的形成与潮汐力有关。     

地应变固体潮对微渗漏作用的动力贡献研究

目前国内外对构造应力作用下地球内部流体运动的规律与特征的研究已经很多 ,但面向地应变固体潮对地壳微裂缝系统的微渗漏作用影响的研究尚属空白。地球在太阳、月球的引力作用下 ,一方面在其表面的海洋、湖泊形成直观的潮汐现象 ;另一方面固体地球自身还形成肉眼无法看到的粘弹性形变 ,称为固体潮。固体潮不仅能引起重力变化、地面倾斜和地面伸缩等地球物理现象 ,而且还为地壳内微裂缝系统提供了永恒的、周期性的伸缩开合变化的动力 ,大大提高了流体在微裂缝系统中微渗漏的规模和距离 ,造成流体中物质元素的迁移和变化的地球化学现象。文中主要阐明了地壳裂缝系统和流体微渗漏作用的客观存在 ,探讨并总结了地应变固体潮对微裂缝系统的应力作用特点以及为流体微渗漏作用所作出的重要动力贡献 ,并将固体潮与地球化学有机联系在一起 ,从理论上说明流体携带包含深部矿藏 (体 )信息的特征元素或物质完全有可能通过微渗漏作用迁移至地表并形成该元素或物质的地球化学异常 ,为当前的地表土壤法、地气法、电提取法、电吸附、吸附丝等多种地球化学找矿方法提供可信的理论依据。     

月球的化学演化

月球是一个发生了化学分异的星球,它由月壳、月幔±一个小的金属月核组成。大量观察事实显示月球曾经有过岩浆洋,岩浆洋的结晶分异主导了月球的化学演化。目前主流观点认为,月球是在太阳系演化的早期,至少45亿年前,一个火星大小的星球,与即将完成原始吸积的地球胚胎发生偏心撞击,造成地球的熔融,形成岩浆洋,飞溅出来的物质迅速吸积形成绕地球运动的月球,并且在月球上形成了全球规模的岩浆洋,进而发生了结晶分异。,由于月球上没有海洋和板块俯冲,岩浆洋分异是其化学演化的主要途径。月球岩浆洋的80％～85％在大撞击后的100Ma内已经固化,这可能是由于月球体积小、表面没有大气包裹所致。月球极贫水,因此在岩浆结晶过程中斜长石首先结晶。斜长石由于密度小于玄武质岩浆而漂浮在岩浆洋的表层,橄榄石等密度大的矿物则堆积在岩浆洋的底部。随着结晶分异的进行,残余岩浆不断富集不相容元素,包括K、U等放射性元素;与此同时,密度较大的钛铁矿开始结晶,造成高钛堆晶岩密度大于其下的橄榄石堆晶岩的不稳定结构,进而发生月幔翻转,引发一系列岩浆活动,进而形成月球上特有的镁质系列、碱质系列等岩石。由于月球氧逸度较低,Eu主要以＋2价形式存在,因此斜长石高度富集Eu,相应地除高地斜长岩外,其他岩石均表现为Eu高度亏损的特点。与此同时,Re在低氧逸度下表现为强亲铁元素的特点,Re／Os在月球岩浆过程中不发生分异。月球的体积远小于地球,因而其演化时间远远短于地球,很多原始的分异被完整地保留下来。因此月球的化学演化是类地行星早期演化过程的“化石”,尽管与现代的地球存在较大差异,但是对于认识地球早期演化具有借鉴意义。     

运用地下水对潮汐的响应识别压力传导系数

在地下水扩散方程中,压力传导系数是描述地下水运动的重要参数。传统的方法是通过抽水或注水给地下水系统一个扰动,监测地下水水位的响应,由此计算含水层的压力传导系数。文章提出用潮汐衰减率方法识别含水层压力传导系数,其适用于滨海区承压含水层的参数识别。在推导出解析解的基础上,通过数值拟合、最小二乘法、牛顿迭代法求得含水层的压力传导系数,提出潮汐衰减率的概念,建立余切函数与潮汐衰减率的线性关系,用线性关系中的斜率和截距识别压力传导系数。用潮汐衰减率方法识别出的压力传导系数与其实际值相等,说明该方法是正确有效的。潮汐信号衰减率与海水振荡的余切函数线性相关。数值仿真表明,该方法可以准确地估算出含水层的压力传导系数。潮汐衰减率方法具有少打井,经济高效等优点。潮汐衰减率方法为实际工程应用提供了可靠的理论基础,它可以用于部分实际工程中。该方法的局限性在于需要提供含水层的部分参数,如含水层的长度、海水波动振幅、频率等。     

月基InSAR观测地球大尺度形变能力的初步研究——以固体地球垂向潮汐形变为例

从合成孔径雷达干涉测量的原理出发,针对月基InSAR观测地球宏观物理现象的大尺度、连续性、长期性、动态观测等特点,首次以固体地球垂向潮汐形变为例对月基InSAR观测地球大尺度形变现象进行了仿真模拟,分析了该技术的远程大范围观测能力。根据固体地球垂向潮汐形变的大尺度分布特征和月基雷达的超大幅宽的观测特点,采用简化月基雷达观测几何模型,选定经纬跨度均为50°的中低纬区域为模拟测区,并计算了月基雷达重访周期与雷达波束扫过选定模拟测区内各点时的垂向潮汐形变,将形变计算结果进行时间差分,得到差分相对垂向潮汐形变,即是月基InSAR可观测到的垂向潮汐形变。模拟数值结果表明,月基雷达的重访周期约为24.8 h,在30天内各点的差分垂向潮汐形变可达30 cm。鉴于目前月基InSAR的理论形变观测精度达到厘米级,因此理论上用月基InSAR技术能够观测到模拟测区固体地球大范围垂向潮汐整体形变,也能利用观测数据研究地球潮汐大范围时间和空间变化特征;另一方面模拟结果也可为月基SAR观测其他地球宏观物理现象的参数设计与模拟提供参考。     

地质周期学-地学研究中值得重视的新分支

一、引言 周期是自然界普遍存在的一种规律,周期学是目前国外正在兴起的一门新科学。地质科学已有的研究成果表明:地球发展运动过程中周期性现象是十分普遍的,这一研究对丰富发展地球科学和指导矿产勘查实践、预防地质灾害等有着重要的意义。加强寻找地质过程中周期性现象的理论、方法等方面的研究和对地质过程中的周期性现象进行更为系统、广泛、深入的研究,形成专门用周期观点和方法来研究地质科学的新分支即地质周期学是非常必要的。     

湖南韶山岩溶地下水潮汐探讨

<正>韶山岩溶水动态观测中,发现大部份观测孔的地下水位具有日动态特征,如SK24、36、97、93等孔的水位变化具有明显的半日周期,即在大多数时段内,每天两峰两谷有规律地出现。两峰时距约12小时,峰谷时距约6小时,从峰值到谷值的涨落幅度一般在4—5厘米,最大不超过20厘米。各孔峰、谷出现的时间皆属一致。这种动态特征的规律性不是出现在某天或某月,而是连续不断地显现于观测的全过程。地下水位的这种变化规律,有如海水周期性地涨落,可谓之“地下水潮汐”现象。     

利用观测孔中地下水位潮汐效应计算天津滨海新区含水层参数

在沿海地区,尤其是围海造陆工程形成的陆域地区地下水水位受潮汐影响较大,使传统水文地质试验求取含水层参数存在较大误差。因此通过合理概化地下水在潮汐作用下运动规律,建立数学模型,推导解析公式求取沿海含水层参数具有重要意义。分析天津滨海新区两处观测孔地下水位及潮汐波动特征,在滞后时间不明显的情况下,利用观测孔水位变幅数据计算了含水层水头扩散系数,并根据承压含水层储水系数经验值进一步获得含水层渗透系数。通过两个观测孔分别计算,对比计算结果互相验证发现,该方法取得了令人满意的结果。利用地下水潮汐效应计算含水层参数可以广泛应用于沿海地区水文地质工作中。