西藏羊八井地热田SOTEM探测及热储结构分析

西藏羊八井地热田是世界上著名的高温地热田, 历经四十多年的开发利用, 浅部地热资源日趋萎缩, 亟需开发深部高温地热资源来维持地热发电或新增装机容量.深刻了解断裂分布特征、地热流体的升流通道, 对于开发深部高温地热资源具有十分重要的意义.我们在羊八井地热田实施了6条电性源短偏移距瞬变电磁法(SOTEM)探测剖面, 通过反演获得了2 km深度范围内地层的电性结构.结合现有的构造地质、地球物理、地球化学、钻孔测温等资料, 取得了如下新认识: (1)确认F14断裂是地热流体从地热田北区向南区运移的主通道; (2)深部地热流体的上升通道出现在北区硫磺沟, 中尼公路附近下伏渗透性较差的基岩阻挡着地热流体在深处从北区向南区的侧向流动; (3)南区深处存在一个富水区, 汇聚着来自唐山的大气降水和冰雪融水, 与正在开采的浅层热储水力联系较弱; (4)在南区实施尾水回灌, 难以实现维持热储压力、延长地热田开采寿命的目的.

     

安宁河—则木河断裂带及邻区中上地壳各向异性及其含义

本文采用剪切波分裂分析方法, 使用安宁河—则木河断裂带及邻区的42个流动和固定地震台站2013年1月到2019年12月的近震波形记录, 获得了各个台站的剪切波分裂参数结果.由于区域主压应力场以及局部地质构造的影响, 该区快波偏振方向的空间分布具有明显的分区特征: 以冕宁为界, 安宁河北段石棉—冕宁段周边表现出NW-SE快波优势偏振方向, 与华南地块主压应力方向一致, 表明区域应力场对中上地壳各向异性起主要约束作用; 安宁河南段冕宁—西昌段周边表现出差异性的局部快波优势偏振方向, 为NE-SW, 与其他区域明显不同, 揭示了该区具有局部构造特征和应力环境; 则木河断裂带北段快波优势偏振方向与安宁河北段优势偏振方向一致, 为NW-SE向, 表明区域最大主压应力方向的优势作用.安宁河北段的石棉—冕宁段附近台站, 在康定M_S6.4和石棉M_S4.5地震前后, 快波偏振方向均有变化, 暗示中上地壳各向异性特征受到地震应力积累与释放过程的影响.此外, 位于安宁河断裂和则木河断裂交界处的西昌地区(XC27台), 既是构造交汇区, 也是各向异性特征分段的边界, 具有最大的慢波时间延迟, 说明该区构造复杂、各向异性程度最强, 值得关注; 木里县(MLI台)、普格县(PGE台)、鲜水河断裂和龙门山断裂交汇处(HCP台)以及美姑县(XC36台)均具有较高的慢波时间延迟, 且快波偏振方向与周围台站不同, 考虑到这些台站位于断裂带交汇或分段的端部, 亦是值得关注的地方.

     

2020年4月20日磁暴恢复相期间舌状中性结构的垂直变化

在发生于2020年4月20日的地磁暴恢复相阶段, GOLD(Global-scale Observations of the Limb and Disk)成像仪在第112天(day of year, DOY 112)中低纬地区观测到氧原子(O)和氮气分子(N₂)的柱密度比(ΣO/N₂)的舌状中性结构(TON).TON结构一般指发生于中高纬且形成于两个ΣO/N₂暴时衰减结构之间的ΣO/N₂增强结构.热层-电离层电动力学大气环流模式(Thermosphere-Ionosphere-Electrodynamics General Circulation Model, TIEGCM)定性地模拟再现了在本次磁暴恢复相期间观测到的ΣO/N₂增强结构, 并且发现这个结构在前一天(DOY 111)当地下午形成, 通过中性风的输运被逐渐耗散.模拟结果呈现了不同高度O/N₂的TON结构的垂直变化, 其强度和纬度范围有明显的高度依赖性, 并且随磁暴演化不断变化.诊断分析表明: 下沉流(downwelling)驱动的垂直输运首先导致较低纬(约30°N—70°N)O/N₂的增强, 然后通过极向风驱动的水平输运将其向更高纬地区输运.在中低热层(约120~300 km高度), 主导O/N₂的TON结构演化的中低纬极向风主要是由气压梯度力导致的, 同时科里奥利力对极向风也有一定的正贡献.而在约300 km高度以上的高热层, 极向风主要由气压梯度力和与其作用相反的垂直黏性力两项控制.

     

关联矩阵法在独立基线及独立双差模糊度选择中的应用

介绍了利用Gram-Schmidt正交化算法构建独立向量集的原理,并利用关联矩阵和向量权的思想构建独立基线向量集和独立双差模糊度向量集,讨论了三种构建双差模糊度向量的特点,给出了选择独立基线和独立双差模糊度的正交化算法。通过一个全球GPS网定轨算例,给出了计算结果,验证了方法的有效性。     

矿产资源潜力评价方法对比及其发展趋势探讨

矿产资源潜力评价是预测一个地区矿产资源找矿潜力的评价方法,先后经历3个阶段：探索和应用阶段、快速发展阶段及信息化阶段。笔者梳理了“三步式”、证据权、预测普查组合、成矿系列、地质异常、综合信息预测、地球化学块体和非线性预测等8种矿产资源潜力评价理论或方法,通过相关应用实例阐述其实用性,分析了国内外应用潜力评价方法获取的研究成果,总结其发展趋势。其中,“三步式”和证据权是目前使用较为广泛的方法,成矿系列则是国内研究的热点。随着科学技术的进步以及数学地质的不断发展,矿产资源潜力评价已步入信息化阶段,三维深部预测将是未来潜力评价重点发展方向。     

台湾海峡西北部表层沉积物中有孔虫分布对沿岸上升流存在的响应

对台湾海峡西北部福建平潭岛附近海域337个表层沉积物样品中的有孔虫进行分析鉴定,研究结果表明浮游有孔虫优势种Globigerinoides sacculifer、G.ruber、Globigerina bulloides的分布及底栖有孔虫组合受到不同水团的影响。根据浮游有孔虫上升流指示种G.bulloides、底栖有孔虫组合和高营养盐深水种的分布特征,对研究区受夏季沿岸上升流的影响范围和程度进行评估。研究区沿岸上升流主要分布于东南部水深大于40 m的海域及平潭岛东部水深20 m附近,最远可达水深低于10 m的海湾内部分区域,但强度相对减弱,水深较浅的陆地和岛屿边缘附近未受沿岸上升流影响。平潭岛东北部到南日岛西南部水深10~30 m部分区域由于受到冬季浙闽沿岸流的影响,沿岸上升流在该区域的沉积记录缺失。     

不同类型大尺度环流背景下强对流天气的短时临近预报预警研究

利用2001-2014年共14 a的北京首都国际机场(以下简称机场)观测资料和Micaps高空及地面观测资料, 将发生在机场的雷暴日分为八类(即强雷暴、弱雷暴、湿对流、干对流、弱冰雹、强冰雹、冰雹大风和混合对流), 对每种类型雷暴的气候特征进行了统计研究, 得出如下结论:(1)机场雷暴以弱雷暴为主, 其次为干对流。弱雷暴和干对流在6月出现最多, 强雷暴和湿对流在7月最多, 弱冰雹出现在春末夏初及秋季, 而冰雹大风出现在6-7月, 混合对流仅在7月出现一次。(2)从500 hPa形势来看, 西风槽造成的雷暴过程最多, 其它为西北气流型。500 hPa为西风槽和低涡、西北气流时, 地面辐合线触发的雷暴最多, 其次为冷锋。500 hPa为横槽时, 冷锋触发的雷暴比例增加, 没有由地形辐合线触发的雷暴。而副高边缘和低压倒槽类型的雷雨过程, 触发系统主要为辐合线。(3)从月分布来看, 低涡和西北气流型造成的雷雨在6月最多, 但横槽和西风槽造成的雷雨出现最多的分别在7月和8月。西风槽、低涡和西北气流型造成的弱雷雨均最多, 其次为干对流。而雷暴的地面触发系统以辐合线最多, 主要出现在6月, 冷锋触发的雷雨主要集中在5-6月, 地形辐合线主要集中在7、8月。(4)横槽、西北气流型雷暴的日循环分布只有一个峰值, 分别出现在05-12UTC和08-14UTC, 但低涡和西风槽却有两个峰值, 主峰值分别出现在12-13UTC和08-17UTC, 次峰值分别在07-08UTC和00-01UTC。

     

一维热扩散湖模式在太湖的应用研究

太湖微气候条件及局地热环境的研究对于太湖周边城市地区可持续发展以及大气宏观调控具有重要意义。为了更准确模拟太湖湖-气交换,将CLM4-LISSS浅水湖泊陆面过程参数化方案耦合进入WRF中的Noah陆面过程模型。采用太湖湖上平台及岸边陆上测站观测的数据,评估了CLM4-LISSS浅水湖泊过程方案对太湖区域近地层气象条件的模拟性能。并基于耦合模型模拟研究了太湖对周边城市区域热环境的影响。结果表明,CLM4-LISSS湖泊陆面过程方案模拟的湖表面温度能反映真实温度的变化趋势。两种陆面过程方案在2 m气温的模拟值也存在一定的差异。CLM4-LISSS与Noah方案计算所得湖上2 m气温的模拟值与观测值的平均均方根误差分别为1.77和2.22℃,平均相关系数分别为0.88和0.84;模拟10 m风速的平均均方根误差分别为1.93和2.78 m/s,平均相关系数为0.72和0.68。太湖对周边城市热环境存在明显的影响。8月太湖对周边地区15时（北京时）近地层平均降温0.5-0.7℃,影响范围达60 km。06时太湖导致周边近地层平均升温达0.7-1℃,影响范围达50 km。湖风带来的冷空气抑制了城市热岛的垂直运动,在高温天气下使得苏州、无锡和常州城市地区昼间边界层下降高度可达300、400和100 m。无锡地区边界层内气温最高降幅可达0.5-0.7℃。通过选取无锡地区2015年8月28日高温小风天气作为背景条件,分析该地区湖风对城市热岛环流的影响机制。结果表明湖风能够破坏无锡地区的热岛环流结构,改变近地面热量和水汽的分布,抑制城市热岛的垂直发展,并影响至整个无锡地区。局地热力环流的变化对于局地气候以及污染物质的输送与扩散有可能产生重要影响,准确的湖泊陆面过程参数化方案对于天气预报、空气污染模拟,以及气候模拟研究等均具有重要意义。     

青海夏日哈木矿区中泥盆世闪长玢岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义

夏日哈木矿区的闪长玢岩主要出露于矿区北部。闪长玢岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（381.7±1.9） Ma,MSWD=0.20,属中泥盆世;结合闪长玢岩侵入成矿杂岩体的野外产状,研究表明夏日哈木镍矿的形成早于381.7±1.9 Ma。岩石学及化学成分显示其属于钙碱性、偏铝质系列闪长玢岩。岩体富Na（K2O/Na2O值为0.45~0.60）,稀土元素总量较低（ΣREE为128.28×10-6 ~ 141.65×10-6）,轻重稀土分馏明显,（La/Yb）N值为6.86 ~ 7.96;根据其较高的La/Nb值（3.32~3.76,平均3.57）、Th/Nb值（0.95～1.02,平均为0.99）以及Th/La值（0.266～0.291,平均0.278）,结合源区判别图解,研究表明该岩石为下地壳部分熔融的产物。综合区域地质演化背景,表明夏日哈木矿区闪长玢岩形成于造山后伸展向板内过渡的环境。     

辽宁抚顺地区太古宙条带状硅铁建造地球化学特征及成因

经过近几年对抚顺地区铁矿的勘查找矿工作,发现抚顺地区太古宙硅铁建造的矿石类型及地理分布,与横贯抚顺地区的浑河深大断裂存在某种特定的位置关系,这种关系具有普遍的规律性.作者在总结抚顺地区数个太古宙硅铁建造矿石特征的基础上,从分析多个硅铁建造矿床的地球化学特征入手,探讨其成矿的环境、过程,从而提出抚顺地区太古宙硅铁矿床的成矿模式,即海底火山喷气、热水-成矿流体洋底环流-沉积-变质重结晶的成矿模式.在中新太古代时期,浑河断裂作为当时的海底扩张带（或洋中脊）,经过海底扩张作用,形成浑河裂谷.海底断裂附近频繁的火山活动,沿浑河断裂不断涌出的地下喷气、热水,萃取海底的拉斑玄武岩中的铁元素,形成富含铁、硅的热水溶液,这种热水溶液称之为成矿流体.成矿流体经过洋底环流作用,向两侧运移,在合适的环境下堆积成岩.该种岩石后来遭受区域变质作用和构造-岩浆热事件多重作用改造,发生变质重结晶成矿.