生物-热催化过渡带气形成机制及演化模式

通过低演化源岩的地球化学分析和模拟实验,系统地研究了过渡带成烃机制,建立了过渡带成烃模式。提出过渡带烃类是在温度不高、压力相对小,而构造应力和粘土矿物催化作用极其活跃的条件下,可溶有机质和极性组分通过正碳离子方式脱羧、脱基团作用和富芳环不溶有机质的缩聚作用形成小分子烃类的成气机制。认为过渡带气是上述诸因素综合叠加、相互作用的结果。     

粘土矿物的摩擦滑动特性及对断层力学性质的影响

粘土矿物在浅部断层带中广泛存在,而其特殊的力学性质会显著影响断层的强度以及断层错动的行为模式.因此在浅部断层地质条件下,针对粘土矿物摩擦滑动特性的研究对于我们解释和预测断层的活动行为有重要意义.本文系统地总结了前人的工作,发现含水条件,以及温度和压力的变化都会影响到粘土矿物的摩擦强度,在自然断层带中断层强度随着粘土含量的增加而系统性的降低,但是粘土矿物在断层带中不同的分布状态会造成显著不同的断层弱化.当断层带岩石中含有少量的粘土矿物时,粘土矿物对断层强度的组构弱化远大于其在断层带中均匀分布时所造成的弱化作用.粘土矿物对于断层滑动的弱化和稳定性作用在断层浅部(8 km)的温度(150℃)和压力条件下没有发生明显的变化.在断层带粘土矿物的研究中,相比于粘土矿物在断层岩石中的绝对含量,我们应更多的关注粘土矿物在断层带中分布的组构.     

南海南部晚第四纪东亚季风演化的粘土矿物记录

南海南部湄公河口MD01-2393孔晚第四纪190 ka以来粘土矿物和氧同位素的高分辨率分析表明, 主要粘土矿物含量表现出明显的冰期-间冰期旋回变化, 伊利石、绿泥石和高岭石含量在冰期时增高, 而蒙脱石含量在间冰期时增高. 物源分析表明, 这些粘土矿物主要来源于湄公河流域的直接输入, 其中, 伊利石和绿泥石主要来自湄公河上游变质沉积岩的机械侵蚀作用, 高岭石主要来自中游地区沉积物的再侵蚀作用, 而蒙脱石主要由中下游的偏硅酸盐土壤提供. 蒙脱石/(伊利石+绿泥石)和蒙脱石/高岭石比值可以作为东亚季风演化的矿物学标志, 相对高的比值发生在间冰期, 指示强盛的夏季风降雨和减弱的冬季风环流; 相对低的比值对应于冰期, 指示强盛的冬季风和减弱的夏季风. 东亚季风演化的强弱与北半球夏季日射量基本呈线性关系, 表明东亚季风演化的天文驱动机制.     

南海北部海陆过渡带地壳结构的研究现状及展望

首先总结了前人在南海北部海陆过渡带获得的研究成果：由重磁异常、水深及卫星影像等资料推测滨海断裂带存在于南海北部海陆过渡地区：介绍了最近在南海北部海陆过渡地区开展的海陆地震联测试验,其结果显示有一个穿透整个地壳的低速破碎带发育于海陆过渡地区,推测它为滨海断裂带在速度上的表现,另外广泛分布于华南大陆的中地壳低速层在海陆过渡处也有较好发育;总结了天然地震层析成像在南海北部海陆过渡带的研究成果。最后结合目前的研究现状,指出了今后我们的研究方向：在逐步完善目前海陆地震联测试验的基础上,同时开展海陆过渡带的多道地震数据采集及地球化学研究：加强海陆过渡带的地震监测。进行震源机制解和人工地震与天然地震联合成像的研究。     

滇西地区壳幔过渡带性质的研究

根据滇西86-87工程的M面反射波波形资料，对该区壳幔过渡带的细结构作了分析与探讨．资料的处理结果表明，在景谷炮北侧27.64 km与支梯炮南侧58.74 km 二处得到含速度逆转的薄层组过渡带．该二处的反射点都位于上地幔顶部的低速度异常区，且壳内地震活动十分活跃，估计壳幔过渡带的这种特殊结构与地区的特点存在内在联系．本文讨论了这种壳幔过渡带可能的地质解释模型，认为它可能是由深部高速固体透镜状物质与局部熔融状的塑性低速物质交替成层构成的．提出了用于地震预报方面实际的可能途径．      

河西走廊水文过程变化对荒漠绿洲过渡带NDVI的影响

在中国干旱区内陆河流域,人为活动几乎控制了所有的地表水文过程,而且人为对水文过程的调控力度随塔里木河、黑河和石羊河流域水资源综合管理等工程的实施而逐渐明显.对人为调控水文过程所引起的绿洲水文与生态变化及其环境效应虽然引起了广泛的关注,但相关研究仍很薄弱.本文研究了地处黑河中游荒漠绿洲边缘的平川灌区绿洲荒漠过渡带水文与生态过程的变化,结果表明,近20年来,特别是自2000年实施国务院确定的黑河分水方案以来,平川灌区河水灌溉量年平均减少1.498×107 m3,井水灌溉量年平均增加1.457×107 m3,分水前地下水埋深变化在2.44~3.19 m,平均(2.73±0.24)m,而分水后地下水埋深变化在3.08~4.01 m,平均(3.79±0.62)m.在空间上表现为埋深3 m的分布区域面积减少,由原来的3612 hm2减少到394 hm2,而埋深3 m的分布区域面积增加,由原来的853 hm2增加到3843 hm2.尽管绿洲的水文过程发生了变化,但尚未对荒漠-绿洲过渡带的植被生产力产生明显影响.     

断层土壤气采气率对气氡观测结果影响的实验研究

地震前兆观测是地震预报的基础。地震流体前兆观测在水资源过度开采的形势下,发展断层土壤气观测成为必然趋势。但地下流体观测技术规范未给出断层土壤气观测的集气-采气装置及采气条件的具体参数,而这些参数正是影响观测结果的重要因素。因此,本文对断层土壤气气氡观测的采气条件进行了实验研究及分析。结果表明,当日采气量一定时,集气室体积的大小对观测结果有较大影响。运用"采气率"这个概念来定量衡量断层土壤气观测装置系统的实用效果。集气室有效体积的大小应根据日采气量的多少来确定,采气量越大,集气室有效体积应越大,结合地震前兆观测实际,采气率应接近于1。本文实验研究结果对规范断层土壤气气氡观测提供了科学依据,也可供其它气体观测参考。     

陆相生物气纵向分布特征及形成机理研究

生物气主要有两种生成途径: 乙酸发酵和二氧化碳还原. 一般, 海相环境以二氧化碳还原型为主, 而陆相淡水—微咸水沉积环境主要以乙酸发酵型为主, 随着深度增加, 二氧化碳还原所占比例提高. 通过对中国柴达木盆地三湖地区涩北一号构造区新涩3-4井系列取样分析认为, 生物甲烷的两种产生途径并不严格按照深度分布. 乙酸发酵成因类型分布在浅层(160~400 m)及井底部位(1650~1700 m); 近地表(50~160 m)及中深部是二氧化碳还原型. 浅层乙酸发酵型甲烷明显偏重的稳定碳同位素值与相对封闭的泥岩环境及相对有限的母质来源有关; 而井底部位(1650~1700 m)正常乙酸发酵型生物甲烷与粉砂岩为主的相对开放的环境有关, 该层段水中极高的乙酸含量说明充分的营养供给不会造成甲烷碳同位素明显变化, 同时也意味着本层段地下水活动强烈, 从外界携带大量营养底物进入. 分析结果同时表明一定浓度的烯类气体暗示着该区细菌活动性强的事实. 商业性的聚集以CO₂还原成因类型为主, 乙酸发酵所占比例较少.     

地温对断层气Rn影响的初步研究

本文对嘉峪关观测点１９９１年１月－１９９４年３月的断层气Ｒｎ资料与当地地温、气温气压，风速等气象因素项目进行了数学处理，对比、分析，结果表明：地温对气Ｒｎ的影响远小于气温对Ｒｎ的影响，地温年变相位滞后于气温和气Ｒｎ。最后就地温影响地下气逸出地机理进行了初步的分析。     

基于程函方程与三维速度模型的中国东北地区地幔过渡带接收函数研究

本文利用中国东北地区NECESSArray记录到的45505条接收函数,结合该区域最新三维速度模型,采用快速行进法求解程函方程,计算了P-S转换波相对走时,并通过共转换点叠加成像方法获得了该地区下方地幔间断面起伏情况.结果显示,在长白山—五大连池连线一带东西约300 km,南北约900 km的狭长形区域内,660-km间断面下陷幅度达20~40 km.其结构可细分为南北两部分,南部更为狭窄且与日本海沟走向一致,对应于从日本海沟俯冲的太平洋板块在地幔过渡带的滞留区;北部对应于从千岛海沟俯冲的太平洋板块在地幔过渡带的滞留区.同时,在长白山西部,存在与长白山—五大连池下陷区形状类似的南北向狭长形抬升区,660-km间断面抬升幅度约为10 km,显示俯冲太平洋板块只延伸至松辽盆地东侧;而在盆地西侧,660-km间断面的下陷区可能与该地区岩石圈拆沉有关.同时,410-km间断面在松辽盆地—渤海一带,以及长白山火山西南和东北方向存在明显的下陷区;另外,在阿巴嘎及阿尔山也有小范围的下陷区.所有这些下陷区,均与地表新生代火山活动区/拉伸区有很好的对应关系,表明这些地表构造与深部热物质上涌有关.

     

水位洪枯变化对菜子湖江湖过渡带鱼类物种和功能多样性的影响

水位的洪枯变化通过江湖连通影响泛滥平原湖泊鱼类的组成和分布,因而江湖过渡带是反映泛滥平原生态系统鱼类交流和多样性变动的关键区域.尽管如此,针对江湖过渡带鱼类群落随水位洪枯变化的研究十分匮乏.本研究以菜子湖江湖过渡带为例,分别在洪水和枯水期选取包括静水和流水生境的样点对鱼类群落进行系统的调查采样,探讨水位洪枯变化对菜子湖江湖过渡带鱼类物种和功能多样性的影响.共采集到鱼类6目12科37属52种,其中,洪水期和枯水期物种数差异显著,分别采集到鱼类50和42种,而静水生境和流水生境物种数差异不明显,分别采集到鱼类47和48种.与洪水期相比,枯水期山溪河流性鱼类的物种数、重量、尾数和优势度百分比分别减少了7.3%、6.3%、14.4%和12.0%;与静水生境相比,流水生境山溪河流性鱼类的物种数、重量、尾数和优势度百分比分别增加了5.3%、14.6%、18.0%和22.3%.SIMPER分析结果显示,麦穗鱼（Pseudorasbora parva）、蛇鮈（Saurogobio dabryi）、（Hemiculter leucisculus）、鲤（Cyprinus carpio）、鲫（Carassius auratus）、短颌鲚（Coilia brachygnathus）、似鳊（Pseudobrama simoni）、翘嘴鲌（Culter ilishaeformis）、达氏鲌（Culter dabryi）、光唇蛇鮈（Saurogobio gymnocheilus）和无须鱊（Acheilognathus gracilis）是引起水位洪枯变化以及不同生境类型鱼类群落结构差异的主要物种.优势度分析结果表明枯水期和静水生境的优势种鱼类相似,重要值较高的优势种鱼类为鲤、鲫、和似鳊;而洪水期和流水生境的优势种鱼类同样相似,重要值较高的优势种鱼类为麦穗鱼、蛇鮈、光唇蛇鮈和短颌鲚.通过双因素方差分析解析了水位洪枯变化和不同生境类型对鱼类物种和功能多样性的影响.发现洪枯水位变化仅对物种多样性指数中的物种数（Richness）产生显著差异,而对功能多样性的3个指数（功能丰富度指数（FRic）、功能离散指数（FDiv）和功能分散指数（FDis））均有显著影响.洪水期鱼类的Richness、FRic、FDiv和FDis指数均显著高于枯水期.同时,静水生境条件下的FRic指数要显著高于流水生境.本研究发现,与传统的物种多样性相比,基于功能性状的功能多样性对水位的洪枯变动更为敏感,河流周期性洪泛是泛滥平原生态系统中鱼类功能补充的重要方式.     

龙门山与四川盆地过渡带构造变形几何学、运动学及其对地震风险评估的影响

龙门山前至龙泉山构造带是理解青藏高原东南缘向东南扩展及其与四川地块相互作用的关键地带,也是探讨2008年5.12汶川MW8.0级地震的构造变形机制及开展地震风险评估的关键部位。     

濮阳地震台断层土壤气采气率对气氡观测结果影响的探讨

地震流体观测在水资源过度开采的形势下,发展断层土壤气观测成为必然趋势.介绍了濮阳台土壤气氡观测的集气、导气装置,对濮阳台土壤气氡模拟观测及数字化观测结果进行分析.模拟观测与数字化观测结果有较大差异,分析产生差异的原因.提出"采气率"这个概念来定量衡量断层土壤气氡观测系统的实用效果.模拟观测和数字化观测结果与"采气率"有较好的对应关系,观测结果表明,集气室体积过大,会造成"采气率"太低,使观测结果偏低,气氡观测结果不适合进行地震前兆观测.在实际工作中, 要通过实验确定采气率的大小,设计合理的集气、导气装置,提高观测质量.     

OH气辉对重力波响应的模式研究

重力波是中间层大气的重要能量来源,气辉观测为研究中间层重力波特性提供了极好的方法。本文利用最新的 OH 气辉激发机制,建立了一个较完整的光化、动力模式来分析重力波传播对 OH 气辉的影响。结果表明,化学反应速率系数不定性对 Krassovsky 比振幅的影响较小,但淬灭过程的影响必须考虑。Krassovsky 比的振幅和相位均依赖于波周期,其振幅在2.1和10.3之间变化;这表明 OH 气辉亮度的相对变化大于温度的相对变化。一般情况下,重力波引起的温度扰动超前于气辉亮度的变化。与实测资料比较发现,两者变化趋势基本一致,在短周期波时吻合较好。     

不同形式的断层土壤气集气装置对气氡观测结果影响的实验研究

任何一项观测都要在一定的条件下进行,不同的观测条件会产生不同的观测结果。在断层土壤气实际观测中,由于观测装置的集气室安装方式不同形成了不同形式的集气装置,而不同形式的集气装置会对气氡观测结果产生不同影响。本文就不同形式的断层土壤气集气装置对气氡观测结果的影响进行了实验研究。结果表明,集气室滞留体积对观测结果影响较大,集气室不可保留滞留体积,应控制导气管的长度和粗细,尽量减少导气管产生的滞留体积对观测结果造成影响。集气室死体积对观测结果影响不大,可保留集气室死体积。模拟观测和数字化观测应使用不同模式的集气装置。     

OH气辉对重力波响应的模式研究

重力波是中间层大气的重要能量来源,气辉观测为研究中间层重力波特性提供了极好的方法。本文利用最新的 OH 气辉激发机制,建立了一个较完整的光化、动力模式来分析重力波传播对 OH 气辉的影响。结果表明,化学反应速率系数不定性对 Krassovsky 比振幅的影响较小,但淬灭过程的影响必须考虑。Krassovsky 比的振幅和相位均依赖于波周期,其振幅在2.1和10.3之间变化;这表明 OH 气辉亮度的相对变化大于温度的相对变化。一般情况下,重力波引起的温度扰动超前于气辉亮度的变化。与实测资料比较发现,两者变化趋势基本一致,在短周期波时吻合较好。     

陆相生物气纵向分布特征及形成机理研究——以柴达木盆地涩北一号为例

生物气主要有两种生成途径:乙酸发酵和二氧化碳还原.一般,海相环境以二氧化碳还原型为主,而陆相淡水-微咸水沉积环境主要以乙酸发酵型为主,随着深度增加,二氧化碳还原所占比例提高.通过对中国柴达木盆地三湖地区涩北一号构造区新涩3-4井系列取样分析认为,生物甲烷的两种产生途径并不严格按照深度分布.乙酸发酵成因类型分布在浅层(160～400 m)及井底部位(1650～1700 m); 近地表(50～160 m)及中深部是二氧化碳还原型.浅层乙酸发酵型甲烷明显偏重的稳定碳同位素值与相对封闭的泥岩环境及相对有限的母质来源有关; 而井底部位(1650～1700 m)正常乙酸发酵型生物甲烷与粉砂岩为主的相对开放的环境有关,该层段水中极高的乙酸含量说明充分的营养供给不会造成甲烷碳同位素明显变化,同时也意味着本层段地下水活动强烈,从外界携带大量营养底物进入.分析结果同时表明一定浓度的烯类气体暗示着该区细菌活动性强的事实.商业性的聚集以CO2还原成因类型为主,乙酸发酵所占比例较少.     

断层气测量用于银川地堑隐伏断裂活动性的研究

在系统分析银川地堑活动构造、物探、地震及航卫片解译的基础上,对其内部两条主要隐伏活动断裂进行气氡、气汞测量和分析,结合地堑构造环境、地震活动性,对断层气测量结果用于隐伏断裂的活动性做出了分析。     

盐度对甲烷气水合物系统的影响

从描述天然气水合物系统的动力学模型出发, 利用拟解析方法将纯甲烷气水合物系统的稳态模型推广到包含盐度的情况. 基于包含盐度的这种新稳态模型, 通过数值方法来确定甲烷气水合物稳定带(MHSZ)和甲烷气水合物实际存在区(MHZ)的顶界和底界、以及游离气存在区的顶界. 数值结果表明, 甲烷气水合物实际存在区的厚度随盐度的增大而变薄; 盐的存在降低了气体水合物的稳定性, 引起MHSZ的底界上移, 进而导致水合物稳定带的厚度比纯水情况下的厚度变薄. 另一方面, 由于降低溶解度会减少形成水合物所需气体的数量, 所以海水中盐的存在可能会促进更多天然气水合物在稳定带的形成. 数值模拟结果也表明, 对于盐水情况, 在天然气水合物稳定区甲烷气的存在并不能充分保证气体水合物的生成, 只有当溶解于盐溶液中的甲烷气浓度大于盐水中的甲烷气溶解度, 并且甲烷气通量大于相应的甲烷气扩散传输率的临界值时, 甲烷气水合物才会生成. 为了保持海洋沉积物中气水合物的存在或形成甲烷气水合物, 甲烷气源源不断的供给是必需的, 只有这样, 才能补偿因甲烷气扩散和对流所引起的损失, 这些源源不断的甲烷气可能是源于微生物或者地热过程.     

联合利用地震深反射与折射资料研究延怀盆地壳幔过渡带的性质

根据１９９２年延怀盆地的深地震反射共中心点（ＣＤＰ）叠加剖面图,提出了延怀盆地的壳幔过渡带初始模型．对于１９９３年通过延怀盆地的北京—怀来—丰镇剖面的宽角反射与折射剖面资料,进行震相分析．在一维模型基础上进行走时反演和二维射线追踪．最后,采用反射率法对延怀盆地壳—幔过渡带的上下界面的反射波ＰＭ′和ＰＭ进行了波形拟合,证明了其存在;同时明确了延怀盆地莫霍不连续面是高低速相间的薄层组成的过渡带性质．这一结构与邢台地震区壳幔过渡带结构相似．这一特征说明由于延怀盆地莫霍面附近存在深大断裂,有可能从地幔中“贯入”熔体或流体的透镜体,从而形成低速层多层结构．