中国大陆古地震研究的关键技术与案例解析(1)——走滑活动断裂的探槽地点、布设与事件识别标志

古地震研究的主要目标是识别或揭露地质地貌记录的大地震变形遗迹,确定大地震发生的时间、复发特征、同震位移量等参数。要实现这样的目标,探槽开挖地点能否完整记录晚第四纪发生的古地震事件、能否获取大量的测年样品以控制事件发生的年代、能否正确地识别这些事件等是关键,并直接关系到未来大地震危险性评价的可靠性。由于走滑断裂位移发生的特殊性,好的探槽研究地点并不普遍。文中在综合分析走滑断裂同震地表变形特征、影响因素的基础上,通过案例分析,总结出可能成为走滑断裂古地震研究和探槽开挖的候选地点,如洼地、盆地、槽谷、断塞塘、被同步位移连续错开的冲沟床、连续的坎前堆积地层和多级地貌面连续变形等。组合探槽或三维探槽应该是走滑断裂探槽布设的首选。跨断层微地貌位错、断错地层以及上覆更新地层、局部坎前堆积和裂缝充填堆积、不同地层单元沿断层面位移量的突然增加或降低、不同程度的弯曲变形、不同期次的古断塞塘(坑)堆积等,可以作为重要的事件识别依据。要降低古地震识别的不确定性,需要理顺研究程序,明确技术方案,逐一精心实施。认识和结论的得出需要反复推敲,并广泛讨论,同时需要注意细节以及各种信息的相互补充和印证。     

基于地震学的天山地区地震动衰减关系研究

选取天山地区3 171条矩震级为3.5~4.5级测震记录,通过计算S波段速度傅里叶幅值谱,采用微遗传算法,反演得到5个区域地壳介质参数,即应力降Δσ为18.206 MPa,品质因子参数Q₀为444.20,η值为0.35,几何衰减参数R₁和R₂分别为74.30 km和106.59 km。根据地壳介质参数计算加速度傅氏谱,再配合随机相位谱,得到某一震级、震中距下地震动时程,提取其PGA,建立区域地震动峰值加速度衰减关系。研究结果显示,矩震级为5级和6级中远场地震动衰减关系与强震动记录符合较好,尤其是5级结果,在选取的5条经验值衰减关系中,其均值和标准差均为最小,结果最优;矩震级为7级的地震动衰减关系,远场结果高于大多数强震动记录。     

四川盆地火成岩发育区地震波传播规律及成像方法

多口钻井证实四川盆地西南部地区发育火成岩,火成岩主要分布在龙潭组内部,火成岩发育区地震资料存在岩下地震同相轴连续性较差、反射能量弱等现象,火成岩下屏蔽效应机理不清、岩下地震反射井震标定能量相位差异大,明确火成岩区地震波传播规律是地震资料采集、处理解释的基础。这里从地震波反射透射基本原理出发,阐述了火成岩地层的反射透射能量及对下伏地层的屏蔽机理,利用波动方程地震模拟及偏移,分析了不同火成岩分布模型对下伏地层地震信号的屏蔽作用,采用低频补偿、逆时偏移等方法改善岩下成像质量。结果表明:火成岩发育会不同程度导致下伏地层地震透射能量的衰减,纵向多套火层岩发育时,下伏地层屏蔽效应明显,发育区地震表现为类似生物礁的外形隆起、内部杂乱反射特征,下部多次反射较多且能量较强。通过低频优势频带保护处理、利用全波场波动方程偏移成像等方式可以改善岩下地震成像质量。     

渝东南断裂型碳酸盐岩地热水的形成特征

通过水化学法和同位素示踪法对渝东南断裂型碳酸盐岩地热水的地球化学特征及其水资源的形成进行研究。结果表明:郁山断裂以西地热水的水化学类型为Cl-Na型,断裂以东地热水以SO4-Ca?Mg型为主。根据Gibbs图,郁山断裂以西、以东的地热水分别受到蒸发浓缩和岩石风化作用的影响;断裂以西地热水的γNa+/γCl-接近1,表明地热水中高浓度的Cl-和Na+主要是源于地层中岩盐的溶解;断裂以东地热水的γ（Ca2++Mg2+）/γ（HCO_3^-+ SO〖_4^(2-)〗）接近1,表明地热水中高浓度的Ca2+和SO〖_4^(2-)〗主要来源于地层中膏岩的溶解。地热水的δD和δ18O值分别为-64.7‰~-50‰和-9.17‰~-7.89‰,分布在当地大气降水线两侧,表明补给来源主要为大气降水。地热水水源平均补给高程为1 278 m,这很可能来自附近岩溶中山地区。其热储温度为41~90 ℃,平均热储温度为66℃;循环深度为1 000~3 500 m,平均值为2 300 m。大气降水到达地表后,在重力（地形）作用下向深部径流,接受地球内部的热传导形成地热水,由西北向东南流动,沿着断裂带上涌,并接受冷水的混入。      

非常规油气地质学建立及实践

非常规油气地质学理论是世界石油工业从常规油气向非常规油气跨越的一次理论飞跃。紧密结合中国特殊地质背景和油气工业条件,经过10年不懈攻关,通过构建细粒沉积学、非常规油气储层地质学、非常规油气成藏地质学、非常规油气开发地质学、常规—非常规油气"共生盆地"发展战略等学科内容,基本形成非常规油气地质学理论体系框架。非常规油气地质学理论,是世界页岩油和气、致密油和气等典型非常规油气工业发展的理论基础,引领推动了石油地质学科发展、行业标准制定、国家实验室建设和专业人才培养,有效推进了我国致密油和气、页岩油和气等非常规油气资源的工业勘探开发。非常规油气地质学科在未来油气资源综合利用、能源结构科学预判、复杂问题创新解决等方面,仍有发展空间。     

离子色谱法测定温泉水中多种阴阳离子

在用离子色谱法测定温泉水样中F~-、Cl~-、Br~-、NO_2~-、NO_3~-、SO_4~(2-)、PO_4~(2-)等阴离子和Li~+、Na~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)等阳离子过程中,研究了用油泵超声波池内脱气法处理H_2CO_3过饱和水样以排除HCO_3~-对阴离子检测干扰的方法.研究采用青岛普仁仪器有限公司生产的PIC-8型离子色谱仪,分离柱为TSK-GEL SuperIC-CationColumn(150 mm×4.5 mm)离子分离柱,以1.9 mmol/L碳酸钠-1.8mmol/L碳酸氢钠作为阴离子淋洗液,流量为1.5 Ml/min;以2 mmol/L HNO_3为阳离子淋洗液,流量为1.0 ml/min,测定了腾冲火山区叠水河、大滚锅两个温泉水中的阴阳离子的含量.研究结果表明:该方法简便、快速、准确可靠,可在火山和地震监测中推广使用.     

温泉逸出气体常规成分快速测定

通过对腾冲火山地球化学观测站中用气相色谱仪对火山区温泉逸出气体成分的观测实践的理论总结,系统介绍了用气相色谱仪对温泉逸出气体常规成分的快速测定方法.结果表明,SP3400型气相色谱仪具有一系列优点.通过合理的仪器配置、参数设置、规范的运行维护和分析操作,SP3400型气相色谱仪可以快速准确地分析温泉逸出气体中He、H_2、O_2、N_2、CH_4、CO_2等常规组分的含量.对这些组份总量分析的相对偏差只有1.89%,对CO_2组份分析的相对偏差只有2.18%,对He、H_2等ppm级含量的组份分析的相对偏差分别只有10.24%和11.44%,说明SP3400的型气相色谱仪的测试结果有相当高的可靠性和准确性.SP3400型气相色谱仪为温泉逸出气体常规组分快速测定的理想仪器,可以在火山和地震监测台站推广使用.     

考虑剪应力作用的挡土墙主动土压力计算

将墙后土体主应力偏转考虑为土体的土拱效应,根据土拱形状计算平均竖直应力,由此得到了对应不同内摩擦角和墙土摩擦角的侧土压力系数。将其用于水平微分单元法,并满足力和力矩平衡条件求解挡土墙主动土压力,得到了挡土墙主动土压力强度、土压力合力和合力作用点的理论公式,并与库仑土压力理论和模型试验数据进行了比较分析。结果表明,挡土墙主动土压力强度为非线性分布,与模型试验结果基本吻合。     

大直径低频运转风机对结构振动影响的研究

工业建筑中,由于工艺的需要常布置大量的动力设备,且动力设备与结构相连。某火力发电厂的重要结构,在其钢平台上布置有64台直径为9.14 m的低频运转风机,风机运转频率与结构基频接近。试验设计了该结构包括风机的1/4模型,首先进行动力特性测试,再按照不同工况使风机群按照不同频率运转,测试结构的振动位移反应。分析认为,虽然风机运转引起的结构振动位移绝对值不大,但该动力位移是结构正常工作时频繁出现的,应注意结构的疲劳破坏;风机低频运转对结构的影响要大于高频运转对结构的影响,在实际工程中,风机运转频率接近结构前三阶频率时应跨越。     

基于利益相关者的LUCC生态风险研究——以延河流域为例

采用生态服务价值的大小代表生态服务功能的强弱,以生态系统服务功能理论为基础,以土地利用/覆被变化导致的生态系统服务功能下降作为LUCC生态风险,分别针对土地利用的各利益相关者——土地的所有者或经营者(个人、社区和国家),定量分析各利益相关者在土地利用/覆被变化的背景下所承受的生态风险。研究表明,由于土地利用/覆被变化的因素,延河流域2000-2006年间生态服务功能总体上升了28.91%,这主要归功于延河流域实施的退耕还林还草措施。对LUCC的不同利益相关者进行分析的结果表明,2000-2006年间,国家、社区和个人的生态服务功能均有所增强,增加值分别为34.71%、33.64%、14.57%;它们所面临的主要生态风险是,个人在本区域获取食物供应的能力下降了5.71%,国家在生物控制方面的能力下降了24.56%。