地下实验室与深地环境下的地球物理观测

地下实验室具有良好的低本底环境条件,为许多前沿学科研究提供了重要的实验场所,已经成为一个国家关键性的科学研究平台.目前国际上很多国家利用山体中的隧道空腔或地下矿井建立起众多的地下实验室,其中大多数进行天体物理和粒子物理实验与研究,部分同时进行着地球科学、岩体力学、地下生物等学科的相关实验.本文在介绍国际上一些重要地下实验室的基础上,着重对其在地球物理方面的观测与实验研究成果进行介绍;针对深部地下实验室所具有的"超静"与"超净"环境,阐述深部地下环境多种物理场观测所能达到的测量指标;针对深部地下实验室可实现的超高精度观测,讨论深地地球物理观测对目前仪器科学、装备与观测技术提出的挑战,及其将应对解决的诸多地球物理领域关键基础性科学问题.     

PACMANUS热液区Fe-Si-Mn羟基氧化物的成因及地球化学特征

分析了东马努斯海盆PACMANUS热液区Roger's Ruins和Roman Ruins两个热液点之间拖网取得的Fe-Si-Mn羟基氧化物样品的主量、微量和稀土元素含量。Fe-Si-Mn羟基氧化物样品的微量、稀土元素含量很低,Co/Zn比值较小,生长速率非常快,表明Fe-Si-Mn羟基氧化物样品具有明显的热液成因。大部分样品具有明显的正Ce异常(Ce/Ce*值为1.021~1.769),其Ce的正异常范围(lg 3Ce/(2La+Nd),0.008~0.229)低于典型水成成因的Ce的正异常范围(lg 3Ce/(2La+Nd),0.352~0.637),说明样品受到海水的影响较小。由于出现正Ce异常的样品主要集中在Fe羟基氧化物中,因此,稀土元素的正Ce异常主要受到Fe羟基氧化物的吸附作用和后期成岩作用的影响。TiO2的含量以及Al/(Al+Fe+Mn)比值明显低于火山碎屑物质的TiO2 的含量和Al/(Al+Fe+Mn)比值,表明样品中几乎没有火山碎屑物质的贡献。样品中高含量的Ba很可能来自散落于Fe-Si-Mn羟基氧化物样品中的重晶石以及钡镁锰矿。较高含量的Pb说明早期形成的硫化物并没有带走大量的Pb,相反这些Pb随热液流体喷出进入Fe-Mn羟基氧化物。     

青藏高原东北侧雹云单体最大垂直累积液态含水量的演变特征及其在降雹定时判断中的应用

以3D-Barnes方案插值的新一代天气雷达反射率因子等高平面资料,用垂直累积液态含水量(Vertically Integrated Liquid Water Content,简称:VIL)的理论模式计算雹云单体在演变过程中的VIL、用MAX函数逐个提取最大VIL(简称;VILmax),采用统计和分段函数处理技术,对2004-2005年5-8月青藏高原东北侧的16个雹云单体的VILmax的演变特征及其与地面降雹的时间关系进行详细分析.结果表明,(1)雹云单体出现降雹时所需的VILmax存在明显的时空差异,但同一雹云单体在演变过程中其VILmax均存在"爆发式增长"和"爆发式降低"现象;(2)雹云单体在首次降雹前4个资料时间间隔(22 min)内其VILmax将出现2次"爆发式增长"现象,出现第1次"爆发式增长"现象时地面不会降雹,维持1-2个资料时间间隔(5-11 min)后出现第2次"爆发式增长"现象时地面开始降雹;同一雹云单体再次降雹时没有第1次"爆发式增长"现象,出现"爆发式降低"现象时地面降雹停止;(3)通过个例总结并定义的雹云单体最大垂直累积液态含水量变化率(简称:GVILmax)的"正(负)峰"现象与VILmax的"爆发式增长(降低)"现象所对应的时间完全吻合,且利用GVILmax "正(负)峰"现象识别雹云单体"爆发式增长(降低)"现象具有明显的指示意义;根据雹云单体GVILmax "正(负)峰"现象与地面降雹的时间关系建立的经验公式计算降雹的时间误差在1个资料时间间隔(5-6 min)内.     

中国北方苹果干旱等级指标构建及危险性评价

以中国北方苹果主产区为研究对象,利用1981—2018年气象资料、1981—2017年苹果干旱灾情历史资料和发育期资料,在构建干旱指数（DI）的基础上,以历史灾情反演、灾害样本重建和历史灾害过程解析为主线,采用独立样本T检验、Kolmogorov-Smirnov（K-S）检验、累积概率反函数值等方法,构建适用于中国北方苹果主产区的苹果干旱等级指标体系,并在此基础上开展苹果干旱危险性评价。结果表明：构建的干旱指数（DI）能有效表征苹果干旱灾害,同一等级苹果不同发育期干旱指标阈值从大到小依次为果树萌动-萌芽期、萌芽-盛花期和盛花-成熟期,苹果危险性从大到小依次为萌芽-盛花期、果树萌动-萌芽期和盛花-成熟期,渤海湾产区及黄土高原产区北部是苹果干旱的高危险区域。基于历史灾情资料加工与再分析的苹果干旱等级指标体系构建方法可为经济林果气象灾害研究提供新思路,研究结果可为中国北方苹果干旱防灾减损气象服务、灾害保险提供基础支撑。     

累积绝对速度在核电厂地震危险性分析中的应用研究

指出了运用我国现行的考虑时空非均匀性的地震危险性分析计算方法对核电厂等设计精良的设施进行地震危险性分析时所存在的问题.介绍了累积绝对速度（CAV）的概念,并将其引入到我国现行的考虑时空非均匀性的地震危险性分析计算方法之中,用以排除厂址周围小震对核电厂地震危险性分析的影响,并选取实际工程场点进行了试算.试算结果表明,此方法能明显排除厂址周围小震对地震危险性分析结果的影响.     

静态校正在隧道勘查中的研究

在勘查深埋长隧道不良地质体的研究中,可控源音频大地电磁法(CSAMT)是比较有效的一种方法,但复杂地形区CSAMT法静态影响非常严重,对数据的静态校正好坏直接影响结果的效果。文章分析了国内外学者对于CSAMT法的静态校正研究成果,提出了运用EMAP法和全剖面曲线比较相结合的静态校正方法,模型试验效果较佳。然后对西南某改建铁路资料进行了本文方法的静态校正处理。结合该区钻孔和相关的地质信息,对CSAMT结果进行了地质解释和验证,研究结果表明校正方法有效,CSAMT法在隧道岩性分析方面具有可行性,对于隧道施工有着一定的指导意义。     

基于地球物理数据融合的大兴安岭中段东缘地壳结构研究

位于中亚造山带东段的兴安地块和松辽锡林浩特地块被晚古生代贺根山- 黑河缝合带分开。随后,大兴安岭与松辽盆地被中新生代嫩江- 八里罕断裂分开。在大兴安岭中段,这两构造带的位置及板块拼合时间尚不明确。为研究大兴安岭中段东缘重要构造断裂、构造单元及结晶基底属性特征,在扎兰屯- 阿荣旗地区采集处理一条长60 km的重力、磁法和大地电磁数据,重新处理了120万扎兰屯幅、阿荣旗幅区域布格重力异常数据。通过多种地球物理数据融合,解译了7条重要断裂,其中庞家街断裂和红星断裂是控制贺根山- 黑河缝合带的深大断裂。北西向阿伦河断裂为深大断裂,至少切割到中地壳。发现了两个中地壳低阻带,其中C2异常解释为贺根山- 黑河缝合带。通过125万阿荣旗幅地质填图资料,证实了地球物理数据融合的推断结果,为大兴安岭中段东缘构造带演化研究提供了重要支撑。     

Implementation method of Oil and Gas Geologic Information System with ArcGIS Engine

ComGIS is the mainstream of developing GIS currently. Developing Geographic Information System with the technology of components can reduce the difficulties of developing, improving the developing efficiency and enhancing the flexibility and opening of system. AxcObjects(AO) is based on the technology of COM, and ArcGIS Engine(AE) is a set of embedded AO which can extend to various platforms. Compared with AO, ArcGIS Engine can shorten the period of developing and improve the efficiency greatly. Having introduced the techniques of ArcObjects and ArcGIS Engine, we offer the method of developing GIS with Visual Basic and ArcGIS Engine with Oil and Gas Geologic Information System.     

花岗岩型铀矿床水云母化的诊断性光谱特征

揭示铀矿床各种蚀变类型的光谱特征是最佳铀矿勘查遥感谱段选择的前提,是利用成像光谱技术进行铀矿蚀变带遥感填图的基础.文章以201铀矿床为例对花岗岩型铀矿床水云母化(实际为伊利石化)的光谱特征进行研究,提取水云母单矿物的诊断性光谱特征,对其主要吸收峰的成因进行分析,发现此水云母化的光谱特征与国外光谱库公布的伊利石的光谱特征具有显著区别.     

下伏煤层瓦斯压力消散数值模拟

平煤五矿己15煤层为低瓦斯煤层,下伏己16-17煤层为高瓦斯煤层,相对层间距比例1.0-4。己16-17煤层煤厚3.5m,为主采煤层。为降低己16-17煤层的瓦斯压力,实现安全高效生产,该矿以已15煤层为保护层,采用上保护层开采技术改变具有突出危险的煤层瓦斯赋存状态,降低被保护层的瓦斯压力。基于多孔介质流体流动理论,利用有限元数值模拟技术,模拟平顶山五矿超近上保护层的开挖过程,分析被保护煤层的瓦斯流动过程和煤层瓦斯压力的变化规律,论证保护层开采技术可以改变高突、高瓦斯煤层瓦斯赋存状态的可行性。