长江口水下三角洲沉积物记录的古环境演化

长江口水下三角洲60 m的HYZK5钻孔,揭示了末次冰期以来河流相、滨海湖沼相、河口湾-浅海相(前三角洲相)和水下汊道相的沉积环境演化。泥炭层形成于末次冰期的冷湿气候环境;有孔虫丰度的变化反映了12 000 cal.aBP以来海平面迅速上升,但在11 200~10 000 cal.aBP出现短暂的停顿。沉积物的粒度、磁化率、有机碳氮分析结果表明,三者在不同沉积相中存在明显的差异。磁化率在一定程度上可以指示水动力的强弱,间接反映沉积环境的演变,但难以反映气候的变化。河口湾-浅海(前三角洲)相粒度、磁化率和有机碳氮指标的变化均很小,反映了其沉积环境相对稳定。最上层粒径的粗化、磁化率的增大、有机碳氮的减少以及三者波动幅度的加剧,均反映了其处于潮流、波浪、径流等动力相互作用的高能沉积环境,也是长江口北支及其口外水下三角洲衰退的重要证据。虽然粒度、磁化率、有机碳氮和有孔虫丰度指标在较大的沉积环境变化中均有所反映,但由于海陆交互作用的河口地区沉积环境和动力因素的复杂性和多变性,要揭示河口地区冰后期以来的气候演化特征,还需要寻找其他可靠的环境代用指标作更深入的研究。     

羌塘盆地基底地层及大地构造性质

根据不同学者在盆地基底地层中所得出的锆石同位素测年数据进行统计分析,结合前人对羌塘地区大地构造方面的研究成果得出:羌塘盆地中央隆起带出露的变质岩基底可能经历过泛非时期构造热事件的作用,羌塘块体在演化过程中受到了南部冈瓦纳大陆的影响,这对于了解本地区的大地构造背景以及对古特提斯缝合带的研究有所帮助。     

闽江水利工程引发的环境地质灾害问题初步研究

闽江干-支流上众多水利水电工程的建设运营,显著地改变了闽江干-支流的流速、流量、输砂量和挟砂能力等水动力场因素,也改变了沿江两岸的应力场强度与分布状态,导致闽江流水地质作用类型、强度及其时空分布与演化状态产生较大的变化,相伴产生日益突出的空间分布较广的、持续时间长的沿江两岸(含库区)的环境地质灾害问题。本文概要地就闽江水利工程建设运营与沿江及库区岸坡的失稳破坏危害、水口水库诱发地震灾害以及水利工程运营与水库下游河道稳定性变化及危害的关系等3方面问题进行初步的研究。研究表明:沿江库区及岸坡的失稳破坏灾害发生与水利工程运营具有明显的相关性,随运营时间的延续,灾害发生的频率显著提高; 水库蓄水拦砂致使大坝下游河床的流水侵蚀冲刷作用增强,这是导致水库下游河道形态变化、破坏并伴生沿江岸工程危害的重要因素; 水口水库蓄水加载及水化作用是诱发水口库区地震的重要因素,该水库诱发地震的余震时间持续长,在未来若干年内仍存在发生起伏性增强,或强度较大的并具破坏性地震的可能,对此应予高度重视并展开专项研究。同时提出,应开展水利工程引发的地质灾害的专项监测和预报分析研究,并建立水利工程环境地质灾害动态区域信息监测和预警预报系统。     

内蒙古锡林浩特—东乌旗剖面壳幔电性结构研究

为研究二连—东乌旗贺根山一带成矿构造环境,提供矿产资源勘查、预测、评价的地质背景依据,跨贺根山和锡林浩特板块缝合带一线布设了26个超宽频带长周期大地电磁测深点,点距3~6 km,剖面长度100 km,在对获取的资料采用Robust变换、互参考处理的基础上,定性分析了视电阻率和相位曲线、二维偏离度、电性主轴,并采用二维共轭梯度反演技术,解剖了沿剖面120 km深度的地壳、上地幔电性结构特征.反演结果表明,沿剖面以贺根山和锡林浩特缝合带为界分为壳幔结构差异较大的四大构造单元:锡林浩特缝合带南壳内高导层埋深约在25 km,存在深达90 km的高阻块体;贺根山缝合带北壳内高导层埋深约15 km,莫霍面埋深约在50 km;两缝合带之间没发现壳内高导层,地壳表现为相对完整的高阻体;贺根山缝合带为两条岩石圈断裂控制,宽度约15 km,分布有串珠状局部南倾的高导体和上地幔局部隆起,下地壳底界约在25 km,上地幔高导层深度约在55 km,古亚洲洋壳向南俯冲迹象明显;锡林浩特缝合带盖层下宽度约6 km,与壳内高导层连通.缝合带位置均具备壳、幔源物质向上运移的通道,其控制的次级断裂构造系统具备成矿流体聚集、运移、沉淀成矿的有利条件,具备良好的成矿远景.     

基于非全张量卫星重力梯度数据的张量不变量法

在非全张量卫星重力梯度观测数据的处理过程中,由于卫星姿态角误差、梯度观测数据误差和非全张量观测等原因,重力梯度值从卫星重力梯度仪系转换到地固系后,精度损失严重.本文研究了张量不变量法以解决上述问题.首先在重力梯度张量不变量线性化的基础上,建立了基于卫星轨道面的不变量观测模型,完整地推导了两类重力梯度张量不变量的球近似和顾及地球扁率影响的球面边值问题的求解公式.针对GOCE卫星任务非全张量观测数据类型,分析了张量不变量的计算误差;结果表明,重力梯度观测误差在不变量的计算中并没有被放大.最后运用广义轮胎调和分析方法进行了模拟试验,数值试验证明,在卫星姿态误差较大时,处理张量不变量比处理张量分量更具优势,并且张量不变量法能有效地解决非全张量观测的问题.     

汶川MS8.0级大震前天基与陆基电场资料联合应用研究

利用边际谱方法对2008年5月12日四川汶川地震前天基和陆基电场变化情况进行了联合分析研究,结果表明:(1)空间电场方面,由重复轨道和连续轨道电场边际谱演化看出,电离层电场从2008年4月27日左右开始,其边际谱出现了明显的增强现象(增大1~2个量级),这种现象一直持续到汶川地震发生.(2)陆基电场方面,中法合作的松山台从4月25日~29日开始出现电场边际谱增强现象(增大2个量级),成都台、陇南台和天水台在4月10日~14日开始出现了边际谱增强现象(增大2个量级),天水台和陇南台边际谱增强现象出现时间与成都台相差不大,但结束时间不完全相同,松山台、天水台的结束时间要早于陇南台和成都台.(3) 陆基和空间电场边际谱出现增强现象的时间来看,二者有较好的一致性.     

双参数混合正则化方法及在电导率反演成像中的应用

通过引入带有二阶正则算子的正则化项,建立了一种双参数混合正则化方法.为确定最佳正则化参数,这里主要应用L-曲线法、偏差原理和广义交叉校验准则的优化组合来确定.首先对理论模型进行了数值模拟,通过与截断奇异值分解法、共轭梯度法及标准Tikhonov正则化法的结果比较,表明该方法不仅精度高,而且对于数据的随机扰动具有稳定性.然后将此方法应用于对电导率反演成像的计算中,得到的电导率反演成像精确细致可靠,也符合实际情况.这表明该方法求解地球物理反问题时,在增强反演的稳定性及减少多解性的同时,还能进一步提高反演计算速度.     

新疆地区环境噪声层析成像研究

本文利用北京大学宽频带流动地震台阵和新疆地震监测台网12个月连续地震记录数据,采用环境噪声层析成像方法获得了新疆地区的周期从10~35 s范围内的瑞利面波相速度异常分布图像.研究结果与地表地质构造相一致,新疆地区的天山、两盆大地构造与瑞利面波相速度异常有较好的对应关系.短周期10~20 s的图像显示两个盆地内都呈现低速异常,对应盆地较厚的沉积层.中长周期25~35 s的层析成像结果显示东西天山地区存在明显异常差异.本文获得的新疆地区地壳和上地幔相速度结果,也为进一步结合传统天然地震面波成像方法,最终获得新疆地区的三维剪切波速度结构奠定基础.     

湖相沉积盆地内隐伏断裂的电阻率层析成像探测——以通海盆地为例

本文利用电阻率层析成像方法对湖相沉积盆地——通海盆地内的小江断裂的西支断裂进行了探测。发现在电阻率图像的较深区域才能识别出断裂的位置和产状,它在通海盆地内的走向约为N47°E,倾角约为57°~66°,视倾向为NW或N,与以往的研究结果基本一致。     

含裂隙介质中的视电阻率各向异性变化

我国50多年的视电阻率连续观测结果表明,大地震前近震中区域的视电阻率呈现出与主压应力方位有关的各向异性变化,即：垂直于主压应力方向观测的变化幅度最大,平行方向最小或不明显,斜交方向介于二者之间.目前我国定点台站视电阻率观测的探测范围主要在浅层沉积层以内,通常含有较多的含水裂隙.本文将地下岩土介质简化为由固体基质和含流体/气体裂隙组成的固液气三相介质,且基质、流体和气体具有标量形式的电阻率,推导出了包含基质和流体电阻率、裂隙率、饱和度和裂隙面积率因子的电阻率张量表达式.以裂隙的扩展/闭合表示应力作用下裂隙的变化,得到了电阻率随裂隙变化的微分形式,电阻率变化对裂隙体积变化放大系数的表达式和裂隙横向变化对纵向电阻率影响的横向权系数的表达式.在此基础上得到了介质电阻率和视电阻率的各向异性变化特征：对于含水裂隙介质,无论裂隙如何变化,均是最小主轴方向电阻率的变化幅度大于其他方向;对于含水孔隙介质,沿孔隙主要变化方向的主轴电阻率变化幅度大于其他方向.对于各向异性变化,视电阻率和介质电阻率存在π/2的方向差异.相较于含水岩石,无水岩石介质电阻率的各向异性变化不显著.本文提出的电阻率表达式可以对实验室和野外实际观测的许多结果做出合理的解释.