Identification of geologic contrasts from landscape dissection pattern: An application to the Cascade Range, Oregon, USA

This paper demonstrates the plausibility of inferring the spatial variability of geology from topographically derived landscape dissection patterns. This enables surveying large regions for spatial variability in geology, for which direct remote sensing is not feasible, by studying variability in dissection pattern, a feature extracted straight off from digital elevation model data. Dissection pattern is obtained automatically by a novel algorithm, especially designed to delineate the valleys with high accuracy in order to reflect spatial variability in dissection density. The dissection pattern is encapsulated by a continuous map of drainage density, a raster variable best suited for showing spatial variability of dissection. Such a map, constructed for the study area in the Cascade Range, Oregon, USA, shows a sharp discontinuity in the dissection pattern, indicating change in underlying geology. Possible factors controlling the dissection pattern such as climate, local and regional slopes, vegetation, and geology are examined, and geology has been found to be the dominant controlling factor. The dissection contrast coincides with the boundary between the Western and High Cascades, two geologic provinces with different rock ages and types. The older and less permeable Western Cascades are associated with denser dissection pattern, whereas the younger and more permeable High Cascades correspond to less dissected pattern. This new mapping method can be applied to locations where topography is the only readily available data, and the generated map could be used to extract previously unknown geologic or environmental information.     

新疆夜雨和昼雨的空间分布和长期变化

基于云南省1977—2017年124个测站逐小时降水资料,运用时空平均等统计方法,分析了云南地区夜雨率、夜雨频次和夜雨强度的基本气候特征。结果表明：（1）云南夜雨占日降水量的比例较大,各个季节大部分地区夜雨率均能超过50%,且具有显著的区域性差异。多年平均夜雨率逐候变化呈现复杂和特殊的三峰型变化。（2）云南夜雨年频次呈现东部和西部多,而中部少的特征。主要是因为春、冬季云南东部和西部受南支西风系统、昆明准静止锋及云南地形的共同影响,是典型夜雨高频区。（3）云南北部和南部边缘在全年多数时段为夜雨强度的大值区,而中部常年夜雨强度相对较弱。云南大部地区夏、秋季夜雨强度大于春、冬季,但云南西北部边缘夜雨强度春、冬季高于夏、秋季。

     

福建省暴雨洪涝灾害风险评估与管理

利用安徽省1961—2016年81个国家级地面气象观测站雨量、2006—2016年1 162个地面自动观测站小时雨量、1961—2016年安徽省民政厅灾情和2006—2016年《安徽省气象灾害年鉴》收录的227个暴雨过程灾情数据,采取气候平均、广义极值、概率密度函数、百分位分布等方法,统计暴雨过程的持续天数、区域、范围、平均日降水量和小时雨量对暴雨灾害的影响,划分安徽省暴雨灾害预警等级。结果表明：（1）安徽省暴雨灾害预警等级可分为Ⅳ级（轻度）、Ⅲ级（中度）、Ⅱ级（重度）、Ⅰ级（特重）四个等级;（2）从Ⅳ级到Ⅰ级,暴雨过程的持续天数指标从1—4 d,范围指标根据暴雨区占区域总面积的百分比确定,从Ⅳ级的20%上升至Ⅰ级的80%;（3）根据暴雨过程的区域差异,将安徽分为沿淮淮北、大别山区及皖南山区、沿江及江淮之间三个区域,分别建立降水量与暴雨灾情的定量关系,并在每个区域设置相应的平均日降水量和小时雨量指标;（4）利用上述暴雨灾害预警等级,对1981—2018年安徽省致灾的149个暴雨过程进行回代检验,并将其用于2020年6—7月安徽省暴雨灾害预警,暴雨灾害预警发布周期为Ⅳ级（轻度）0.66~0.82 a、Ⅲ级（中度）1.15~1.90 a、Ⅱ级（重度）3.16~3.80 a、Ⅰ级（特重）9.5~12.6 a,符合安徽暴雨灾情实际,可以为气象部门启动暴雨应急响应提供参考。

     

1650~1900年代华东、日本入境台风路径变化及社会影响

西北太平洋地区是世界范围内的台风活跃地区,将台风活动序列延长至器测时代之前,有助于揭示本区域台风的长时段活动特征;对历史时期台风现象的研究也有助于总结出台风-社会关系的历史相似型。本研究利用中日两国的多种历史文献材料,在ArcGIS环境下重建了1650~1900年代今中国浙江、上海、江苏为主的华东地区与日本本州、四国、九州地区的台风频率和运动路径等信息。基于本文重建的入境台风频率和运动路径,得到如下认识：1820~1850年代,中日两国都存在着非常严重的涝灾,在中国表现为华东地区雨涝频繁,在日本则表现为关东、关西普遍的"风水害"。这一现象与此阶段台风运动路径的转变密切相关,经M-K检验,1820年代,中国华东地区台风存在着突发性的转向,西向台风数量明显增多,西向台风由于深入内陆,台风灾害范围扩大,在长江下游地区造成大范围的严重雨涝灾害,由此对清王朝的赋税收入造成了重大损失,极大动摇了清朝的传统财政基础。在日本,自1820年之后,台风活动范围由关西向关东延伸,由此引发了严重的"风水害",这一现象持续至1850年代,造成了日本全国性的饥荒,导致幕府将军与各藩大名、中下层武士的对立,成为瓦解德川幕府统治的重要原因之一。19世纪前中期东亚地区异常的台风活动参与了当时中、日社会经济的衰退,气候因素加速了东亚传统社会的崩溃。     

LEMI-417型地球深部电磁场观测系统的数据格式解析

LEMI-417长周期大地电磁测深仪是目前国内普及程度较高的一套通过观测超低频段天然电磁场信号来探测地球深部壳幔电性结构的观测系统。本文对该系统采集的天然大地电磁场数据的原始二进制数据结构进行了深入研究,剖析出了其对应的计算机数据结构,并列出了核心的程序代码,以作为下一步的后期数据解释软件开发之基础。     

新疆萨热克巴依盆地中—新生代构造变形特征及其找矿意义

基于野外地质调查和构造测量工作,系统解析了萨热克巴依盆地边缘及内部的断裂-褶皱构造的几何学、运动学和动力学特征,重建盆地演化过程,探究控矿规律,促进深部找矿预测。研究表明：①盆地经历了早—中侏罗世拉分盆地发育、中侏罗世末—晚侏罗世初构造隆升剥蚀、晚侏罗世沉降、晚侏罗世末—早白垩世初构造隆升剥蚀、早白垩世早期沉降、早白垩世中晚期—古近纪隆升剥蚀、中新世压剪性构造变形、上新世—第四纪挤压收缩变形8个构造演化阶段,其中前6个阶段表现为沉降-抬升垂直运动,后2个阶段（新近纪—第四纪）表现为挤压收缩水平运动。②盆地叠加有2期挤压收缩构造变形,早期形成规模不大的北（西）西—南（东）东向宽缓向背斜构造;后期形成一系列北东东—南西西向褶皱-断层构造,表现为盆地边缘南北边界断层（ST、NT）朝盆地内对冲,导致在断层附近下盘形成的伴生褶皱趋于紧闭,而在远离断层的复式向斜（Sf）核部的次级褶皱多呈开阔宽缓状。③盆地构造控矿可以分为2个阶段：在成矿期阶段（早侏罗世—早白垩世）,由盆地沉降、隆升形成的正断层、反转断层及伴生断裂-节理-裂隙为重要的导矿构造,上侏罗统库孜贡苏组砂砾岩层内发育的顺层裂隙为萨热克铜矿重要的储矿构造,导矿构造与储矿构造交汇部位成为矿液富集成矿的最佳部位;在成矿后阶段,由后期（上新世—第四纪）北北西—南南东向区域挤压应力作用形成的收缩构造变形,明显控制了矿体的空间展布形态,造成矿体卷入褶皱变形,以及被断裂-裂隙带切穿或错断。④在30勘探线以东一带,南矿带深部隐伏的库孜贡苏组上段（J3k2）为铜（锌）矿（化）体的有利赋存层位,具有良好的找矿前景。     

南海东北部洋陆过渡区域地震折射波衰减特征

地震波衰减研究是了解岩石圈构造特征的有效方法.本文基于OBS2016-2测线的海底地震仪(OBS)数据, 首次对南海东北部洋陆过渡区域地震波衰减特征进行研究, 通过正演模拟获得该区域二维纵波衰减(Q_P)结构.结果表明, 下陆坡的上地壳存在一个宽约40 km, 厚度约为4~5 km的高衰减区, 其特征为低纵波和横波速度(V_P为5.5~6.3 km·s^-1和V_S为3.1~3.6 km·s^-1)以及较低的波速比(V_P/V_S为1.72~1.80), 对应较低的Q_P(280~410), 推测与断裂发育有关, 且受到火山活动的影响.洋陆过渡及洋壳区域的上地壳高衰减区具有低Q_P(300~400)和高V_P/V_S(1.90~1.96)特征, 可能对应较多的断裂发育及流体运移.洋陆过渡区域下地壳高速异常体表现为相对低的Q_P(550~600), 对应较高的V_P(7.0~7.8 km·s^-1)和V_S(3.5~3.8 km·s^-1)以及较高的V_P/V_S(1.85~1.96), 推测与蛇纹石化作用有关.蛇纹石化可能进一步增加岩石的孔隙度并导致更多的流体运移, 使得洋陆过渡及洋壳区域存在较高的地震波衰减.Q_P结构有助于我们分析南海大陆边缘的地震波衰减特征, 结合V_P、V_S以及V_P/V_S, 可以更好地了解该区域地质结构和岩石属性, 对进一步挖掘OBS数据信息有重要参考价值.

     

角度域广义Radon变换多参数非迭代线性反演

基于Born近似的线性反演是当前流行的定量化地震成像与反演方法, 然而, 现有线性反演方法存在多种不可避免的问题, 比如迭代计算成本过高, 背景模型依赖, 以及多参数提取不确定/不稳定.为避免这些问题, 本文提出了角度域广义Radon变换(AD-GRT)多参数非迭代反演方法(2D声波双参数介质).AD-GRT是一种地震数据与角度域模型之间的积分变换, 该角度域模型能够保留地震散射数据的完整信息.基于该角度域模型, 地震数据可被精确重建, 即使背景模型是错误的.介质双扰动参数可在角度域模型中准确且稳定提取.为解决传统角度域离散方法存在的幅值震荡和不连续问题, 设计了两种有效的角度域离散单元分裂方法, 实现了平滑连续的角度域幅值提取.为提高AD-GRT反演的分辨率, 考虑了震源子波反滤波.利用三个数值模型验证了AD-GRT在角度域模型反演、数据重建、多参数提取方面的有效性.

     

下扬子复杂构造区超高压含气层的发现及油气富集关键要素

下扬子地区的构造复杂性使该地区油气勘探存在极大的难度和风险,如何在复杂构造区取得油气勘探突破是近年关注的焦点。2019年皖为页1井在下扬子无为凹陷三叠系周冲村组首次发现2套异常高压含天然气层,最高地层压力系数达1.9,取得下扬子油气调查的重大突破性进展,为下扬子油气勘探困局打开了一扇窗口。基于该超压含气层的新发现,综合研究表明,无为凹陷天然气富存得益于4个关键控制要素的有机组合：①深层稳定基底;②对冲过渡带原地体;③深水裂陷黑色页岩有利相带;④多套膏盐有利封盖等。为无为凹陷提供了稳定构造背景、良好构造保存、有利烃源岩及优质盖层等条件。上述地质要素同样有利于该凹陷二叠系页岩气富集,由此提出了构造复杂区三叠系常规天然气与二叠系页岩气一井双探的新思路。上述关键4个要素在下扬子区域上的配置关系显示,望江凹陷与无为凹陷具有相似的地质条件,是下一步油气勘探的首选有利区。     

黄陵背斜的构造几何形态及其成因探讨

黄陵背斜位于扬子克拉通的东缘,其核部出露的崆岭群被认为是扬子克拉通的基底岩石,并成为华南地质学研究的热点地区。从区域上看,黄陵背斜紧邻江汉盆地,东西两侧分别是荆当盆地与秭归盆地,黄陵背斜和周缘盆地构成明显的隆起—坳陷相互对应的构造。详细的野外观察和构造几何学的剖析表明,黄陵背斜的两翼西陡东缓,构成不对称背形的穹隆构造。在穹隆形成过程中,相应的岩石变形以顺层滑脱及相关的褶皱和小规模的逆冲断层为主,在早三叠世薄层灰岩、志留纪龙马溪组页岩、奥陶纪灰岩、寒武纪炭质灰岩以及震旦纪陡山沱组薄层灰岩广泛发育,并具有垂向缩短的重力滑脱特点,构造叠加关系指示了其形成于晚侏罗—早白垩纪之间。在构造变形分析的基础上,并深入探讨了黄陵背斜成因的3种可能的动力学背景。