三维地震波速结构约束下的变黏度地幔对流及其动力学意义

建立了三维黏度扰动下的变黏度地幔对流模型,并提供了在引入地幔的三维地震波速度结构下相应的求解方法. 依此反演了瑞利数Ra = 106时,两种不同边界条件下的极、环型场对流图像,这有助于深化对地幔物质流动和大地构造运动的深部动力学过程的认识和理解. 研究结果表明,不但地幔浅部的极型场对流图像显示出了与大地构造运动的相关性并揭示了其深部动力学过程,更重要的是,地幔浅部的环型场对流图像首次为我们认识和理解板块构造的水平与旋转运动提供了重要的信息：环型场速度剖面中在赤道附近存在一条大致南东东—北西西向的强对流条带,可能与环赤道附近大型剪切带的形成相关,进而表明可能是该带强震发生的深部动力学背景;在南北半球存在的旋转方向相反的对流环表明它们整体上可能存在差异旋转.     

美国和加拿大的科研工作概况

笔者从1980年到1983年初曾先后在加拿大和美国进修与工作,有机会了解到他们的科研工作近况,现就研究生培养、加速科研过程、开发软件系统和活跃研究课题等四个方面,就笔者直接接触到的情况做一简介。     

发展中的板块边界:天山-贝加尔活动构造带

亚洲内陆的强地震密集地发生在天山-贝加尔一线,但该处并不存在一条连续的大断裂,学术界对这个问题的认识长期相左。文中分析了这条地震带的时空分布、分区特点、应力状态和活动周期,计算了欧亚大陆的布格重力异常场、均衡重力异常场,反演了上地幔的密度分布和剪切波速分布。发现在这个部位的70~250km的深部有一条北东向的密度、速度陡变带,它是新生代的冷地幔和热地幔的交界带,与浅部构造存在立交关系,对亚洲大陆的现今构造运动和应力场具有重要的控制作用。这个带的地震不同于传统意义上的板缘地震和板内地震,是一种因为深浅构造不同而造成的结构性地震,性质上为大陆内缘地震。文中还就深浅构造的空间立交关系、时间镜像关系进行了讨论,指出在南北地震带和伊朗东侧地震带的立交结构也与上地幔构造有关。天山-贝加尔活动构造带是正在发展中的板块边界,是大陆内部的一个典型构造,北侧为稳定的俄罗斯-西伯利亚次板块,南侧为活动的中国-东南亚次板块。     

中国近代地震学史纲要

随着西方科学在清朝末年的传入,中国近代地震学逐渐发展起来,可大体划分为与历史背景相关的3个阶段。1918年之前为第1阶段,辛亥革命推动了近代科学思想在中国的传播,出现了以中外传教士为主体的零散性地震研究;第2阶段以新文化运动为开端,中国科学社和专业学会出现,围绕海原地震开展了地震地质研究,取得了地震的救灾经验和深刻教训;国民政府期间为第3阶段,中央研究院和专业研究所建立,地震学进入以科研体制为依托的幼年发展阶段。其间,人员伤亡万人以上的大地震有3次,分别为1920年海原地震、1927年古浪地震和1933年叠溪地震。科学前辈们的艰苦奋斗为抗战胜利和民族独立做出了贡献。     

利用电成像结果推断隐伏断裂的方法及其典型形式

经过几年的试验,探测城市浅层隐伏断裂的电成像技术已取得进展。根据在北京奥运村、山东、甘肃和山西等地的试验探测结果,总结了利用电成像结果推断反映城市浅层隐伏断裂的电性结构间断面的方法、步骤及其典型表现形式。一般情况下,在分析时,首先分析电性结构的层状特征,以此初步判定探测区域中是否存在电性结构间断面;其次,要由深入浅分析电阻率等值线,如果它们能够从探测剖面的深部向上延伸到浅部,且存在等值线的整体性错断、强烈(集中)弯曲或梯度带,则表明存在表征隐伏断裂的电性结构间断面;最后需进行水平追踪分析,以确定表征隐伏断裂的电性结构间断面的空间展布。通过总结,可将电性结构间断面分为AB、ABA和AC3种类型。在文中,以淄博段张店-仁河断裂系为例,详细说明了如何使用所总结的方法来推断目标隐伏断裂的位置及空间展布。根据研究结果布设了工程钻孔,其结果证实文中的推断是正确的。不过,文中介绍的方法不是惟一的、死板的,切不可生搬硬套,仅期望为今后利用电成像结果推测城市浅层隐伏断裂的工作提一些供参考和帮助。     

电阻率层析成像技术

根据视电阻率实测值重建二维或三维介质真电阻率的分布图像是电成像技术的核心。本文简要介绍了电极阵列系统，分析了二极、温纳、偶极和复合对称四极装置的特点、参数选择、拟剖面构制和探测深度等问题。在数据处理上，以线性反演方法为主，但需针对电位场的特点采取相应措施并发展约束反演和计算Fr6chet导数的新方法。电阻率和自电位的概率成像从一个新的角度给出了地下构造的信息。在技术应用方面，通过电剖面对比、电法／地震联合探测的实例，讨论了电阻率层析图像的物理含义和进行地质推断需注意的问题。电成像的性质属位场反演，不可避免的存在空间分辨率偏低的弱点，发展综合物探，加强与地质方法的结合具有重要意义。     

2005年气象灾害对辽宁农业生产影响评估

利用2005年气象数据和卫星遥感数据,对2005年农业气候资源进行了分析,同时评估了2005年气象灾害对辽宁农业生产的影响。结果表明:2005年辽宁气象灾害种类多、影响范围广,整体灾害损失程度较2004年严重,给工农业生产及人民生活造成了严重损失;全省粮食平均单产比2004年减产了5%,其中玉米单产比2004年减产12%,水稻减产1%。由于年初预报准确,且采取了有利的措施,因此,2005年粮食平均单产仍然比历年(1991～2004年)增产了6%。     

岩样中包体构造的CT实验探测

CT技术图象重建方法可分为变换法和代数法两大类。本文讨论了几种代数重建法的特点,开展了地球物理CT技术在岩石实验中应用的探讨性工作。研究表明,实验数据的测量误差直接影响着反演结果,当测量误差比较大时,即使数据量很大,也难以提高反演结果的分辨。岩样的吸收、换能器与样品的耦合、岩样均匀性等因素对实验数据的测量精度都有着重要的影响。文中还针对实验条件进行了数值模拟,以检验本方案的可行性,并对当前流行的BPT、ART和SIRT算法及其组合算法的成象能力结合本实验的条件进行了性能的比较。结果表明:BPT方法计算简单,但所给出的图象偏粗糙,特别是在井间观测时水平方向的分辨率较差;ART方法收敛速度快,图象的反差大,反演结果的高频成分比较丰富,但边界异常大;SIRT方法收敛速度慢,图象的低频比较好,结构平滑,边界异常小,反演受测量误差的影响比较小。综合了ART和SIRT两种反演方法特点的ART-SIRT联合反演方法比较理想,发挥出了各自的长处。