新疆康古尔塔格断裂带地球物理场及深部地质特征

利用重力、航磁、航电、航空γ能谱、地震测深等多种地球物理资料，对新疆北部的康古尔塔格断裂带深部地质特征进行了探讨。认为该断裂带两侧的地壳结构有较大差异，北侧地壳为二层结构，上地壳中发育有高密度、强磁性、高速度的镁铁质岩；南侧地壳为三层结构，同时有低速度层发育。康古尔塔格断裂带是划分准噶尔与塔里木两大板块的一条重要界线。     

南海北缘钻探选址：滨海断裂带大型海洋地质灾害研究

滨海断裂带是南海北缘的一条大型活动断裂带，其位置靠近我国华南沿海地区。滨海断裂带全长超过1200 km，包括西段（北部湾- 阳江），中段（珠江口）和东段（粤东- 福建）。其西段和东段历史上至少曾发生过4次大地震（M7+），中段目前是一个大地震空区。在经济高速发展和人口高度密集的今天，如果滨海断裂带再次发生大地震并触发海啸，必将对我国华南沿海地区造成灾难性破坏。由于缺乏完整的历史地震记录和针对古地震的钻孔沉积研究，目前尚不清楚滨海断裂带大地震的准确次数、空间分布和复发周期，以及中段大地震空区的主要原因（断层蠕滑或大地震周期较长），因此无法有效评估该断裂带的大地震破裂分段和灾害风险。本研究总结了滨海断裂带的构造特征、重点描述了3次历史大地震及引发的灾害影响，和国际上针对海底大地震的钻探研究经验。根据这些信息，本文建议在断裂带的西段、中断和东段进行大洋钻探，获取穿过断层带的关键沉积和岩石样品，利用沉积古地震方法重建滨海断裂带东段和西段的大地震历史和复发周期，研究断层带的岩石物理性质，揭示滨海断裂中段大地震空区的成因，解析断层分段式破裂的原因，为我国海洋防灾减灾提供重要的科学依据。     

阿尔金断裂带附近地壳结构的接收函数成像及其地球动力学意义

利用中法1995年布设在跨过阿尔金断裂剖面上的18个流动三分量地震台站记录到的近5个月的天然地震记录,经筛选得到533个高质量接收函数。通过速度分析和接收函数成像处理,得到了阿尔金断裂附近地壳结构的清晰图像。塔里木盆地的Moho界面非常清楚,近水平地位于~44km深度上。该界面以低缓的角度一直向南延伸到了阿尔金断裂附近的~70km的深度。阿尔金断裂以南柴达木盆地下面的Moho界面也十分清楚,近水平地位于~55km的深度上,在阿尔金断裂附近存在向上挠曲,并抬升到了~45km的深度上。在阿尔金断裂下方,Moho界面存在~15km的错断。塔里木盆地Moho之下还存在另一个震相,我们解释为沉积层多次波与可能来自Hales间断面转换波的复合震相。接收函数成像结果表明阿尔金断裂是一个超壳的岩石圈断裂,具有比较直立的产状和很狭窄的剪切变形带。根据这些结果,我们推测塔里木的下地壳可能要比柴达木的下地壳更硬,柴达木地壳增厚的原因可以部分归结于它有一个相对弱的下地壳,青藏高原隆升没有扩展到塔里木盆地是因为塔里木盆地具有更刚性的下地壳和岩石圈地幔。高原北部地壳变形应该是所谓青藏高原隆升的“硬”变形模式(Tapponnieretal...     

珠江口外海域与珠江三角洲晚更新世以来的地层层序对比

本文综合运用珠江三角洲外南海北部陆架的地震测线和三角洲地区的钻孔资料进行联合解译,获得由浅海至陆地的层序地层剖面,辨识出三角洲地区4套地层层序和南海北部陆架6套地层层序及体系域,前者仅记录了2个沉积旋回和相应的2次海面变化,而后者记录了更多沉积旋回及相应的海平面波动.在海、陆层序对接和对比的基础上,文章重点把南海北部陆架6套地层层序与深海氧同位素阶段MIS6~MIS1进行了对比分析,认为珠江三角洲下旋回与南海北部陆架层序D相当,珠江三角洲下旋回对应着南海北部陆架MIS6~MIS5(距今15万年~8万年)时代的层序地层,MIS4~MIS2末次冰期低海面时期的三角洲沉积位于现今南海北部陆架之上,并未向北延伸到现代珠江三角洲地区.珠江三角洲和南海北部陆架的下沉都是南海陆缘扩张的表现.     

龙门山断裂带深部构造和物性分布的分段特征

根据龙门山断裂带周边的固定数字地震台网和流动地震观测获得的宽频带地震记录,用多种地震学方法研究该地区的地壳上地幔结构。深部结构研究表明,龙门山断裂带物性分布具有显著的分段特征。用远震接收函数H-k叠加方法计算了各个台站的地壳厚度和波速比。地壳厚度总体变化是,地壳从东向西增厚,最小厚度为37.8 km,最大厚度是68.1 km。从东南向西北横跨龙门山断裂带的地壳急剧增厚,从41.5 km增厚至52.5 km。但是,龙门山断裂带两侧地壳厚度的差异在断裂带的南段和北段是不同的。在南段,地壳厚度急剧变化的分界线在中央断裂附近;在中段,分界线在后山断裂附近;在北段,则断裂带两侧地壳厚度差异很小。泊松比的空间分布是,松潘—甘孜地体北部和西秦岭造山带具有低泊松比(ν<0.26),扬子地台具有低—中泊松比(ν<0.27),松潘—甘孜地体南部、三江褶皱带和四川盆地具有中—高泊松比(0.26<ν<0.29)。除龙门山断裂带南段及其附近,大部分地区均不具有超高的泊松比(ν>0.30)。龙门山断裂带南段地壳具有高泊松比(ν>0.30),而北段地壳则为中—低泊松比。高泊松比可以看成是铁镁质组分增加和/或部分熔融的证据,表明那里的下地壳部分熔融是可能的。松潘—甘孜地体东南部地区的下地壳处于富含流体或温度较高的部分熔融状态,它有助于青藏高原的下地壳物质向东运动。青藏高原东部中、上地壳向东运动受刚性强度较大的扬子地台的阻挡,沿龙门山断裂带产生应变能积累。当应变达到临界值,发生急剧的摩擦滑动,释放积累的应变能,产生汶川Ms8.0地震。汶川地震在龙门山断裂带不同地段,表现出不同的破裂特征和余震分布,可能与断层带的分段深部构造差异有关。     

阿尔金山南缘断裂带的分段分带特征及其构造演化

通过卫星遥感图像分析和野外调查,参考最新的地质调查和前人研究成果,系统总结了阿尔金山南 缘断裂带的构造特征,表明该断裂带具有沿走向上的多级分段性、横向上的多级分带性,其构造活动性质和运动方 向具有多级周期性反复的演化特点。这是地壳波浪状构造运动在阿尔金山南缘断裂带的具体体现。因此任何单 一的左行、右行或逆冲、正滑作用模式都不能全面、合理地解释其构造演化过程。     

阿尔金山南缘断裂带的分段分带特征及其构造演化

通过卫星遥感图像分析和野外调查,参考最新的地质调查和前人研究成果,系统总结了阿尔金山南 缘断裂带的构造特征,表明该断裂带具有沿走向上的多级分段性、横向上的多级分带性,其构造活动性质和运动方 向具有多级周期性反复的演化特点。这是地壳波浪状构造运动在阿尔金山南缘断裂带的具体体现。因此任何单 一的左行、右行或逆冲、正滑作用模式都不能全面、合理地解释其构造演化过程。     

珠江口海域与南黄海海域表层沉积物地球化学特征

对珠江口和南黄海近海海域10个站位的表层沉积物中67种元素进行分析,试图揭示两海域近海表层沉积物中主要元素的地球化学特征,包括分布特征及其控制因素,并通过两海域元素地球化学特征,初步探讨近海沉积环境特征。通过总结两海域表层沉积物中元素含量及分布特征,可以发现,近海海域总体上以陆源沉积为主,除Ca和Sr之外,大多数元素表现出明显的亲陆性。珠江口海域和南黄海海域沉积物元素含量的对比研究显示,前者相对富集As、Cd、Hg、Sb、Sr、Ca、Rb、C,后者相对富集Al2O3、Zr、Hf、Sc、Rb、Ga、Cs、V、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、K2O、Na2O、B、Ba、I等。与上地壳相比,Ag、As、Bi、Hg、Li、N、Pb、Sb、Se、Cl、Br、I在两海域表层沉积物中均发生明显富集;Mo、Sn均呈现分散趋势;Sr、CaO在南黄海海域明显贫化,K2O、Na2O、Ba则在珠江口海域表现出贫化;其他元素与上地壳元素丰度相近。     

青藏高原东缘活动断裂带地壳岩体构造损伤特征与模式讨论

活动断裂带强烈复杂的构造运动会对地壳岩体产生不同程度的损伤,这些损伤能够显著影响地震破裂、地貌演化和地质灾害等地质过程,并对工程岩体稳定有较大影响,但目前鲜见对大型活动断裂地壳岩体构造损伤的深入研究.本文首次提出地壳岩体构造损伤的科学概念,揭示其具有不可逆性、累积性、非均匀性与愈合性.通过对青藏高原东缘鲜水河断裂带等6...     

珠江口海域沉积物-水界面营养盐释放特征研究

在2015年春季(3月),采用实验室培养法对珠江口海域5个站位的沉积物样品进行了沉积物-水界面营养盐交换速率的实验。结果显示,河口区交换速率较大,海湾地区交换速率较小。NH~+_4、NO~-_3、PO_4~(3-)由沉积物向水体释放,NO~-_2由水体向沉积物迁移,交换速率均值分别为90.6μmol·d~(-1)·m~(-2)、106.9μmol·d~(-1)·m~(-2)、13.8μmol·d~(-1)·m~(-2)和-21.9μmol·d~(-1)·m~(-2)。NH~+_4、NO~-_3和NO~-_2在水体贫氧环境下的交换速率高于富氧条件下的交换速率,贫氧条件下沉积物是PO_4~(3-)的释放源,富氧条件下沉积物是PO_4~(3-)的汇。扰动条件下NH~+_4和PO_4~(3-)的交换速率都大于非扰动条件,但NO~-_3则相反。NO~-_3和NO~-_2的交换速率主要受沉积物-水界面浓度扩散影响,NH~+_4和PO_4~(3-)更多的受界面吸附-解吸控制;在增氧和扰动条件下由于沉积环境由强还原性向氧化性剧变,对沉积物-海水界面营养盐的交换影响比较复杂。与国内近岸海区相比,珠江口沉积物-水界面营养盐的交换速率处于中等水平。     

珠江口沉积地球化学特征与古环境演化过程

利用ICP-AES法和重铬酸钾氧化还原容量法测定珠江口沉积物中的微量元素和总有机质含量, 结合沉积物粒度参数, 采用因子分析方法识别控制沉积物化学组成和元素行为的3个因子: 流域侵蚀因子、表生沉积作用控制因子和海洋环境控制因子.研究发现, 3个控制因子的得分曲线基本反映了该地区气候干湿、冷暖的强弱变化, 可作为恢复古气候环境的代用曲线; 在本岩心所代表的沉积年代中共有5次较为明显的环境变化, 为深入研究珠江三角洲区域古环境、古气候演化提供了重要的参考依据.      

黄河三角洲的沉积动力分区

以2000年及2007年黄河三角洲滨海区采集的123和155个表层沉积物样品为数据基础,经实验室分析取得各样品的粒度参数,结合地貌条件、动力条件和水深资料,探讨黄河三角洲滨海区沉积物的分布类型、粒度特征以及其动力分区等方面的规律。黄河三角洲滨海区表层沉积物类型主要为砂质粉砂;中值粒径由岸向海逐渐变细;分选系数整体偏高反映了的复杂性;偏态值均为正,其极高值大都分布于水深10m左右的区域;峰态的极大值分布于现行河口的南侧,极小值分布于湾湾沟口和飞雁滩以东的近岸。Flemming三角图反映出冲蚀区的动力条件整体较强;淤积区内清水沟老河口附近的动力条件比现行河口强;浅海平原区水动力较弱且单一。     

奠边府走滑断裂带的构造特征、遥感解译及其区域构造意义

位于越南西北部的奠边府(Dien Bien Phu)断裂,向北延伸入中国云南境内,向南进入老挝境内,走向由近N-S向向南逐渐过渡为NE-SW向,倾角陡立.沿断裂带发育3个具有不同运动学机制的第四纪盆地--婵讷(Chan Nua)盆地、莱州(Lai Chau)盆地和奠边府盆地.根据对奠边府断裂带地区ETM遥感数据进行详细解译以及野外实地考察,得到奠边府断裂具有早期的右行走滑和后期的左行走滑特征的证据;并且根据断裂两侧水系受断裂影响发生左错的程度不同,认为奠边府断裂的西盘相对于东盘较为活动,即为主动盘.奠边府断裂北延进入越南境内,与金平地区的三家河断裂相连,并继续向北并入哀牢山剪切带中.奠边府断裂现今的左行走滑与红河断裂现今的右行走滑共同组成了一组共轭断裂系.     

红河断裂带莺歌海段地质构造特征

红河入海后的地质构造特征研究是当前红河断裂带研究的薄弱环节.结合莺歌海地区重力和地震资料解释与前人研究成果,系统总结了红河断裂带莺歌海盆地内的几何学、运动学特征,并根据莺歌海盆地沉积中心迁移规律获得了红河断裂带的年代学数据.研究认为:红河断裂带在入海口附近分叉,其中Tien Lang断层折向NE,呈马尾状展布;在莺歌海盆地内红河断裂带分支为A(Ⅰ号断层)、B、C和D(莺西断层)4条断层,其中A断层是最主要的一条分支断层.莺歌海盆地内的分支断层均呈近NW-SE走向,延伸420～500km,其地震解释剖面上发育的典型花状构造和马尾状Tien Lang断层共同指示该断层具有走滑运动性质;红河断裂带对莺歌海盆地的沉积具有明显的控制作用,盆地沉积中心变化规律揭示红河断裂带在30～15.5Ma期间具有左行走滑运动性质,15.5～5.5Ma期间为左行向右行转换阶段,发生了强烈的构造反转作用,5.5Ma以来具有右行走滑运动特征.     

珠江河口沉积物粒度特征及其对底层水动力环境的指示

珠江口伶仃洋及邻近海域沉积物粒级变化大。频率分布曲线形态的变化揭示了珠江河口不同区域泥沙来源的差异。在平面分布上,粗粒级含量从西北部和北部向东南部迅速降低,而细粒级含量高值往往出现在河口中部。表层沉积物平均粒径梯度变化方向与珠江口悬浮物的运移方向大致吻合。反演获得的底层海流不同区域的优势速度与实测资料相符。两者较好地指示了沉积物多年平均优势海流速度和方向,表明利用沉积物粒度数据比较成功地反演出了珠江口沉积物推积前的搬运水动力环境。     

闽江河口区水体中镭的分布特征及河水与海水的混合速率

入海河口中河水与海水的混合是海洋学中一个重要的界面过程,两者混合尺度和混合速率关系到河流携带物质的扩散范围和归宿,采用天然示踪剂²²⁴Ra和²²⁶Ra计算河水与海水的混合速率。2010年8月28日,采集了闽江河口区地下水样20个、河水样13个、河水与海水的混合水样12个,分别测量了每个水样的盐度、²²⁴Ra活度和²²⁶Ra活度。结果表明：地下水中²²⁴Ra、²²⁶Ra活度普遍高于河水;所有水体中的²²⁴Ra活度普遍都高于²²⁶Ra活度;河水遇到海水后,²²⁴Ra活度出现较大幅度的增加,而²²⁶Ra活度的增加并不明显。基于²²⁴Ra与²²⁶Ra半衰期的差异,在只有河水与海水发生涡流混合的情况下,计算获得河水与海水的混合速率为140.2~142.5 m/h。     

Organic matter distribution in the modern sediments of the Pearl River Estuary

We determined biomarker concentrations and distributions for surface sediments from 54 sites in the Pearl River Estuary, China. We focus on a suite of four biomarker-based indicators for relative terrestrial to marine organic matter (OM) source: the branched-isoprenoid tetraether (BIT) index, the ratio of high/low molecular weight n-alcohols [(ΣC_26–34/(ΣC₁₆₊₁₈ + ΣC_26–34)], an analogous ratio for n-fatty acids and the ΣC₂₉-steroids/(ΣC₂₉-steroids + brassicasterol) ratio. All four exhibit the same terrestrial to marine transition seen in previous bulk δ¹³C studies, but with an abrupt decrease in the relative terrestrial contribution across the delta front to pro-delta transition. Concentrations of terrestrially-derived biomarkers show no systematic decrease across the transition. Instead, the decrease in the proportion of terrestrial OM is due to a decrease in the sedimentation rate and associated terrestrial OM burial across the delta toe. This suggests that diagenetic controls on the fate of terrestrial OM, such as increased biodegradation where sedimentation rate is low, are subordinate to sedimentological processes. Biomarker-derived temperature values are cooler than expected for the lower Pearl River catchment, suggesting that the dominant component of the terrestrial OM is derived from the cooler upland regions of the catchment. The dominance of input from more distal terrain with greater topographic relief is evidence for the importance of geomorphological control on terrigenous OM transport. Collectively, the results demonstrate the importance of sedimentological processes in the supply, deposition and transport of terrestrial OM.     

珠江口磨刀门水道盐度多步预测研究

为了减少咸潮灾害对人民生产生活的影响,进行盐度多步预测研究对建立有效的咸潮预警机制具有十分重要的意义.本文利用引入滞后因子的DE-RBF方法,以珠江口磨刀门水道为例,研究建立盐度多步预测模型的可行性.研究表明:滞后因子的引入使得预测模型的精度进一步提高,采用的DE搜索策略可以快速寻找到全局最优值.建立的5步盐度预测模型在100mg/L的允许误差范围内拟合度达到68.91%,而在200mg/L的情况下拟合度达到80.79%.而且这种方法具有普适性,在靠近外海的挂定角站可得到相似的结论.联石湾站和挂定角站的5步预测模型的预警准确度均超过90%,而预警错误率分别为9.47%和27.03%.     

Dynamic characteristics of saltwater intrusion in the Pearl River Estuary,China

River discharge, tide, wind, topography and other factors all have great impacts on the saltwater intrusion of Modaomen Waterway (MW), a major outlet of the Pearl River Estuary. A coupled 1D–3D numerical model was applied in this study to account for the dynamic characteristics of saltwater intrusion in the MW, and the impacts of tide and river discharge on the length of saltwater intrusion were uncovered. Results are as the followings: (1) River discharge from upstream induces an obvious dilution of salinity along the MW, whereas tide can exert a positive force that pushes salt water landward. The effects of river discharge and tide on the length of saltwater intrusion can be well described by a regression function; (2) the saltwater intrusion along the MW is generally aggravated by increases in tidal range from the South China Sea. The length of saltwater intrusion usually reaches a maximum 2 or 3 days before spring tide, and the hourly length of saltwater intrusion along the MW usually slows the tidal process for approximately 4 h, which can provide important information that the pumping operation along the MW to store freshwater in the backup storages needs to be at least 3 days ahead of the spring tide so as to avoid serious impact from saltwater intrusion; (3) the length of saltwater intrusion generally decreases with increasing river discharge. In 2005, 2009 and 2010, the average river discharge from upstream was 2680, 2630 and 3160 m³/s, respectively, with corresponding average lengths of saltwater intrusion of 32.7, 42.3 and 21.4 km. The inverse correlation between the water flow and the length of saltwater intrusion may provide some guidance for operations to maintain enough upstream flow to dilute the salinity and therefore satisfy the domestic water supply.