Geophysical constraints on mesozoic disruption of North China Craton by underplating‐triggered lower‐crust flow of the Archaean lithosphere

The mechanism of the disruption, both lithospheric thinning and oceanization of the commonly accepted long‐term‐stable Archaean craton, is still an open question. The available models, all imply a bottom to top process. With the construction of a 1660‐km‐long transect across the eastern North China Craton (NCC), we demonstrate that both the P‐wave velocity and density in the lowermost crust beneath the central section are significantly higher than in the corresponding parts of the south and north sections on the transect. These features are interpreted as geophysical signature of lower crustal underplating, which supplies sufficiently high gravitational potential energy to trigger lateral flow of the lower crust. This magma underplating‐triggered bilateral lower crust flow may facilitate the lithospheric thinning by means of asthenosphere upwelling and decompression melting, which infill the gap produced by the lower crust flow. The underplating‐triggered lower crustal flow can provide an alternative mechanism to explain the NCC lithosphere disruption, which highlights the crustal feedback to Archaean lithosphere disruption, from top to bottom.     

广西隆安下石炭统都结微生物岩微相特征与沉积环境研究

广西隆安县都结乡发育的微生物岩产于下石炭统都安组中—上部地层,分布广、厚度大,是中国南方早石炭世报道较少的碳酸盐岩建造类型,具有较高的研究价值。该微生物岩以颗粒灰岩和粘结岩为主,生物含量丰富,包括微生物、有孔虫、棘皮类、钙球、腕足等。通过岩相分析,可识别出以下8种微相类型:MF1含亮晶胶结物的泥晶包壳生屑灰岩、MF2含腕足似球粒灰岩、MF3无纹层似球粒颗粒灰岩、MF4集合颗粒灰岩、MF5细密纹层状粘结岩、MF6内碎屑鲕粒灰岩、MF7鲕粒灰岩、MF8白云质鲕粒灰岩。伴随海平面升降变化,都结微生物岩沉积环境先后经历了FZ1台地边缘浅滩相、FZ2开阔台地相与FZ3局限台地相这三种沉积相带之间往复变化的沉积相模式。结合前人基础地质资料,该沉积相模式表明该微生物岩发育于低纬度孤立碳酸盐岩台地浅水环境,并经历了初期、主体时期和消亡期3个发育阶段,海平面虽伴有小幅波动,但整体呈下降趋势。微生物岩发育于晚古生代冰期与谢尔普霍夫生物灭绝事件前夕,该时期南盘江盆地微生物岩的富集与后生动物礁的缺失相耦合,海洋生态系统中生物组成发生显著变化。在此基础上,本文从微生物岩的角度初步探讨了冈瓦纳大陆冰川作用对北半球低纬度地区的影响。     

Factors controlling the interannual variations of MJO intensity

The interannual variations of intensity of the Madden-Julian Oscillation (MJO) during boreal winter are investigated by using the observed outgoing longwave radiation (OLR) and the reanalysis data of ECMWF and NCEP. The standard deviation of 20-80-day filtered OLR anomaly is used to measure the MJO intensity. The dominant spatial structure of the interannual variability is revealed by an EOF analysis of the MJO intensity field. It is found that the leading mode is associated with eastern Pacific type ENSO, whereas the second mode is related to central Pacific type ENSO. A simple atmospheric model is used to investigate the relative roles of background moisture and wind changes in affecting the overall strength of MJO. The numerical experiments indicate that the background moisture effect is dominant while the background wind change has a minor effect.     

西南地区夏季大气水汽含量及其与南亚高压关系

利用欧洲中期天气预报中心 (ECMWF) 提供的ERA-interim高分辨率资料,借助经验正交函数 (EOF) 分解、距平合成和相关分析等方法,讨论1979—2014年我国西南地区夏季大气水汽含量的时空变化特征及其与南亚高压的关系。研究结果表明:我国西南地区夏季大气水汽含量空间分布形态主要有全区一致型、南北振荡型和东西振荡型。全区一致型 (EOF1) 能够反映西南地区夏季水汽含量的主要特征,西南地区夏季大气水汽含量具有明显的年际变化特征;西南地区夏季大气水汽含量与南亚高压强度指数、面积指数及东伸指数均存在非常显著的正相关关系;南亚高压的异常偏强,有利于南海地区水汽向西南地区输送,且在西南地区气流由低层向高层的上升运动显著增强,引起西南地区大气水汽含量的异常偏多。     

慢特征分析法在气象上的应用进展

气候系统具有非平稳特征,根本原因在于其外强迫随时间发生改变,因此外部驱动力的分析对于理解气候系统的动力学特征至关重要,而如何有效提取系统外部驱动信息是一个亟待解决的前沿科学问题。最近几年,在生物神经学领域中应用的一种提取非平稳信号中外强迫信息的方法——慢特征分析法(Slow Feature Analysis,SFA),在气象领域中也得到了初步成功的尝试,结果显示出此方法对气候系统的外强迫信息分析及有关动力学机制的探究有较好的应用前景。本文主要介绍SFA方法的理论思想及实施步骤,并通过一个理想的非平稳时间序列检验其提取外强迫信息的能力,结果证明在衰减的Logistic模型中,可利用SFA算法提取出模型中的外强迫,且与真实外强迫的相关系数可达0.99;此外,还介绍将该方法应用于Arosa臭氧时间序列,分析其提取的外强迫信息的动力学特征;并介绍了在气候时间序列建模中引入外强迫因子的预测效果。     

准噶尔盆地油气源、油气分布与油气系统

准噶尔盆地是中国西部典型的多旋回叠合盆地,发育有石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系和古近系6套烃源岩,同时存在6大类原油和3大类天然气,广泛分布于盆地不同地区。西北缘原油总体相似,碳同位素组成轻(δ~(13)C-29‰),胡萝卜烷、类异戊二烯烷烃、三环萜烷、伽马蜡烷丰富,甾烷以C_(28)、C_(29)为主,基本没有重排甾烷,为第二类原油,来源于二叠系湖相烃源岩。腹部绝大多数原油与西北缘原油相似,但胡萝卜烷、类异戊二烯烷烃、伽马蜡烷等有差异,来源于不同凹陷的二叠系湖相烃源岩;少量原油碳同位素组成重(δ~(13)C-28‰~-26‰),Pr/Ph大于2.5,三环萜烷以C_(19)、C_(20)为主,藿烷丰富而伽马蜡烷极低,以C_(29)规则甾烷及重排甾烷为主,为第四类原油,来源于侏罗系煤系烃源岩。东部存在5种类型原油,第一类原油碳同位素组成特别重(δ~(13)C-26‰),来源于石炭系烃源岩;第二类原油与腹部地区绝大多数原油十分相似,来源于二叠系湖相烃源岩;第三类原油碳同位索组成轻,重排甾烷、Ts、C_(29)Ts及C_(30)重排藿烷异常丰富,来源于中上三叠统湖相烃源岩;第四类原油源于侏罗系煤系烃源岩;混合类原油为二叠系、三叠系、侏罗系原油的混合,各自贡献平均分别为20%、15%和65%。南缘存在4类典型原油,为第二、第四、第五和第六类原油,其中第二、第四类分别源于二叠系和侏罗系;第五类原油碳同位素组成轻(δ~(13)C-29‰)、Pr/Ph1.0、伽马蜡烷丰富且有两个异构体、Ts、C_(29)Ts、C_(30)重排藿烷、C_(27)~C_(29)异胆甾烷及C_(30)甲基甾烷丰富,来源于白垩系湖相烃源岩;第六类原油主要为中低成熟原油,碳同位素组成δ~(13)C~28‰~-26‰,C_(27)、C_(28)、C_(29)甾烷呈"V"型分布,甲藻甾烷异常丰富,来源于古近系湖相烃源岩。准噶尔盆地天然气有油型气、混合气和煤型气,前两类主要来源于二叠系湖相烃源岩和石炭系海相烃源岩,煤型气主要来源于石炭系和侏罗系煤系烃源岩。不同类型油气分布与不同时代烃源灶具有良好对应关系:石炭系油气主要分布于陆东-五彩湾;二叠系油气主要分布于西北缘、腹部与东部;三叠系原油仅分布于东部;侏罗系原油主要分布于东部与南部;白垩系原油仅分布于南缘中部;古近系原油仅分布于南缘西部。按照盆地构造特征及不同时代烃源灶与油气关系,将准噶尔盆地划分为西部、中部、东部、南部及乌伦古5个油气系统及15个子油气系统。     

一种多系统组合导航快速选星方法

采用多卫星导航系统组合导航,定位精度和系统可靠性会大幅提升,但导航定位运算量也会成倍增长。为解决多系统组合导航定位精度与实时性之间的矛盾,提出一种新的选星方法。新方法不追求最小GDOP值,而是以满足导航定位精度的GDOP值为前提,结合模糊理论中隶属函数的思想,按卫星在星座中均匀分布为原则进行选星。推导伪距测量的误差模型,分析了GDOP与测量误差之间的关系。北斗、GPS和GLONASS三系统组合导航选星实验结果表明,在不超过3次求解GDOP值的情况下,新方法能以不小于98%的概率得到GDOP≤4。     

Laboratory Estimation of Rock Joint Stiffness and Frictional Parameters

Numerical modeling of complex rock engineering problems involves the use of various input parameters which control usefulness of the output results. Hence, it is of utmost importance to select the right range of input physical and mechanical parameters based on laboratory or field estimation, and engineering judgment. Joint normal and shear stiffnesses are two popular input parameters to describe discontinuities in rock, which do not have specific guidelines for their estimation in literature. This study attempts to provide simple methods to estimate joint normal and shear stiffnesses in the laboratory using the uniaxial compression and small-scale direct shear tests. Samples have been prepared using rocks procured from different depths, geographical locations and formations. The study uses a mixture of relatively smooth natural joints and saw-cut joints in the various rock samples tested. The results indicate acceptable levels of uncertainty in the calculation of the stiffness parameters and provide a database of good first estimates and empirical relations which can be used for calculating values for joint stiffnesses when laboratory estimation is not possible. Joint basic friction angles have also been estimated as by-products in the small scale direct shear tests.     

底水油层水平井产液剖面均衡性评价

胜利油田开采底水特征高含水油层的水平井数量多,其中油层向水平井非均衡供液现象普遍。为评价此类水平井产液剖面均衡性,量化其生产动态改善潜力,定义了产液剖面基尼系数GN,并结合现场案例介绍其计算方法,随后统计胜利油田60口样本井,分析GN对见水时间tRL和底水突破前累积产油量QRL的影响,最后据此对GN分级。计算和分析结果表明:GN可以整体表征实际非均衡产液剖面偏离理想均衡产液剖面的程度,通常取值0~1之间,数值越大,均衡性越差;划分GN0.1为产液剖面不均衡,其样本井数54口,占比90%,以理想均衡产液状态为基准,tRL和QRL分别至少有100%和69.5%的提升潜力。     

基于单景高分辨率光学卫星遥感影像的浅海水下地形提取

本文基于海浪波折射现象和浅水波理论,提出了一种基于单景高分辨率光学遥感影像的浅海地形提取方法。首先,基于浅水波理论推导出适用于浅海区域的水深与海浪波长、频率的定量关系,针对近岸光学遥感图像复杂的海浪特征,讨论了两种海浪波长提取方法,即FFT方法和剖面线法。然后提出了基于长距离波长波动分析的海浪频率计算方法,解决了单景遥感影像的波浪频率计算难题。最后,利用单景QuickBird高分辨率光学遥感影像,以海南岛三亚湾为研究区域进行了应用实验,结果表明,对12m以浅的浅海区域,在不需要任何辅助参数的情况下,反演获得了浅海地形(DEM),经与1:25000比例尺海图的水深对比验证,地形趋势吻合良好,反演水深的均方根误差为1.07m,相对水深误差为16.2%,表明该方法适合于浅海水下地形的提取,且具有无需实测水深数据和环境参数的支持的优点。