川南威远—泸州页岩气井区奥陶系顶部观音桥组岩相和沉积环境

上扬子地区四川盆地南部威远—泸州地区上奥陶统凯迪阶五峰组和志留系底部兰多维列统龙马溪组黑色笔石页岩沉积于滞留缺氧海底且富含有机质,是页岩气的主产层位,介于五峰组和龙马溪组之间的奥陶系顶部赫南特阶观音桥组通常是含腕足类以及三叶虫的灰岩沉积,其化石组成是冈瓦纳冰川事件最盛期在低纬度陆表海区的产物,岩石学微相特征研究能进一步诠释当时海底沉积环境。本文根据威远地区的W2、W4H10井,泸州地区的L2井、L4井、L5井、L6井、L7井、L8井、L9井观音桥组微相鉴定识别生物多样性,除常见的Hirnantia腕足动物群、三叶虫Dalmanitina等壳相化石外,还出现海百合、腹足类Homotoma、双壳类、海绵动物碎片和虫管遗迹化石Chondrites（丛藻迹）,其化石组成记录了该层位的生物多样性。观音桥组沉积时该区海底富氧环境有利于底栖动物生存,远岸区海底水动力弱,化石粒度偏细且部分化石破碎程度高,未见大量复体珊瑚和钙藻等典型暖水区化石,反映出远岸相观音桥组海底水温可能偏低。     

蛇绿混杂岩区1:5万填图工作方法研究--以云南省多条蛇绿混杂岩带的研究为例

近几年来,笔者依托大面积的1∶5万区域地质调查及新一轮《云南省区域地质志》(第二版,修编)工作,梳理了云南省内存在10条蛇绿混杂岩带,通过对比研究,获得了一系列全新的认识。蛇绿混杂岩代表了地质历史时期已经消失了的古大洋残迹。古大洋受俯冲作用被压缩在板块之间,形成具有代表不同构造古地理单元、不同成因的岩石构造的异地堆垛体——蛇绿混杂岩,其具有地质记录不完备性的特点。按其形成的构造古地理环境,可将蛇绿混杂岩的组成物质划分为地幔岩、洋中脊侵入岩浆杂岩、洋盆及洋内弧火山-沉积建造、外来岩片等4大类岩石组合。本文依托云南省多条典型的蛇绿混杂岩带岩石组合特征,将蛇绿混杂岩的4大类岩石组合按照具体的物质组成、岩石成因细分为13类岩石成因组合。通过对洋盆由扩张成盆向俯冲消亡转化的演化历史研究,提出了洋盆扩张鼎盛时期的3条判别标志：①远洋沉积物的广泛分布,也是沉积速率最低的地史时期;②前弧玄武岩的首次出现;③亚速尔型洋岛玄武岩向夏威夷型洋岛玄武岩的转化。此外,本文认为洋盆扩张的鼎盛时期确定为蛇绿混杂岩形成的主要时代。     

火山监测研究进展及其对中国火山灾害监测预警工作的启示

中国及邻区分布着众多的全新世陆相活火山,并留下了大量的喷发历史记录。对这些活火山开展监测和研究工作是预测火山喷发和火山灾害减灾防灾工作的重要途径。高度剥蚀的晚中生代火山区的大量地质填图,以及在活火山区的地球物理、地球化学等近实时的探测工作,极大地深化了我国东部中生代—新生代陆相火山岩的成分特征、岩浆演化规律及喷发方式等方面的认识,是开展火山监测的理想研究对象。近年来,火山灾害日益引起关注,全球火山监测研究进展迅速。本文系统梳理了目前国内外主要的火山监测方法及取得的重要进展,并分析了未来火山灾害减灾防灾工作的发展趋势及我国火山监测工作的发展方向,旨在通过介绍国际火山监测工作,为我国将来开展火山监测、预测与火山灾害相关的减灾防灾等方面的研究和国际合作提供借鉴。     

BDS卫星钟差半参数平差模型异常数据探测与处理

针对北斗卫星钟差数据中出现钟跳、粗差等异常数据频次较高的问题,将半参数平差模型引入BDS的钟差数据的处理过程中。首先,在考虑系统误差的同时,改进了常用的钟差模型;其次,综合考虑异常数据和系统误差,利用补偿最小二乘原理和极值求解方法,详细推导了分离异常数据前后参数和非参数估计值与相应观测值改正数的关系表达式,实现了异常数据的定值、参数求解和系统误差分离。在此基础上,引入Cook距离,给出了利用参数分量和非参数分量的Cook距离及混合Cook距离,去判断异常值的位置,并给出了一些参数的选取方法及相应的处理措施,实现了卫星钟差异常数据的定位和定值以及部分系统误差的分离。最后,采用武汉大学GNSS中心提供的采样间隔为5 min的北斗卫星精密钟差数据,将本文方法与常用方法进行了试验对比。试验结果表明,本文方法能够有效地识别并处理卫星钟差数据中的异常值,有效克服了基于经验阈值钟差异常数据探测方法的不足,且该方法对于量级较小的异常钟差数据也有很好的探测效果,一定程度丰富了现有的BDS钟差数据质量控制方法。     

声学水面无人艇在浅水海底地貌调查中的应用

水面无人艇（USV,Unmanned Surface Vehicle）具有吃水浅、灵活机动、安全高效的特点和优势,日益成为浅水调查的重要手段。对于常规船只和考察人员不能到达的浅水环境的调查,无人艇具有填补甚至替代的价值和意义。C-Worker 4水面无人艇平台搭载了多波束测深、侧扫声呐、浅层剖面声学系统,运用脉冲同步控制和发射频率差异化配置的方法实现数据同步采集,旨在提高调查效率、优化调查方法和节约成本。基于2019年在海南岛澄迈湾1.2～22 m浅水环境的调查数据,处理和分析评估表明其采集数据可靠性高,能清晰识别海底沙波、波纹、礁石、埋藏河道、港池、航道、拖痕等微地貌单元。研究证实水面无人艇搭载多源声学系统同步测量可提供精细、立体、可靠的海底地貌基础资料,服务于海岸带地质调查、资源开发、工程建设、水运交通和国防安全等。     

三亚湾及周边海域表层沉积物重金属分布特征及生态风险评价

基于三亚湾及周边海域73个表层沉积物样品重金属元素Cu、Zn、Pb、Cr、As、Cd和Hg的化学测试分析,运用多种技术方法,查明重金属分布特征,探讨重金属来源及影响因素,并对其开展生态风险评价。结果表明：研究区Cu、Zn、Pb、Cr、As、Cd、Hg的平均含量分别为12.77、60.11、21.11、43.84、7.05、0.067、0.022 μg/g。As含量高值区为西瑁洲北侧海域,其他重金属分布大体上为沿岸低,向海的方向逐渐增高。Cr和Hg相对背景值亏损,其他重金属相对背景值少量富集;Zn、Pb、Cr分布符合“粒度控制效应”规律,物质来源为陆源碎屑的风化剥蚀。Cu除了来自陆源剥蚀外还可能受到人类活动的影响。Cd和Hg主要来自于沿岸生活污水的排放。As主要来自生活污水排放、农业施药、网箱水产养殖等;重金属总体属于低程度污染,总体平均潜在生态风险程度处于低等级水平,反映研究区总体较好的底质生态环境,且沿岸优于离岸海域。单项重金属平均污染程度排序为Cd>Pb>Zn>As=Cu>Cr>Hg,Cd和Pb属于中等程度污染,其他重金属属于低程度污染。单项重金属平均潜在生态风险程度均为低等级,排序为Cd>Hg>As>Pb>Cu>Cr>Zn;Cd为研究区污染程度和潜在生态风险程度最大的重金属元素,需加强对其的防控与治理。     

河南留山盆地太山庙组沉积相及遗迹化石特征

采用沉积学和遗迹学的理论及分析方法,研究了河南留山盆地上三叠统太山庙组的沉积环境。结果显示：该组为一套温暖潮湿气候条件下的河流-湖泊相含煤沉积,整个沉积经历了河流相—湖沼相—滨、浅湖相—深湖相—滨、浅湖相—半深湖相—滨、浅湖相的演化过程,显示该盆地经历了“下降—抬升—下降—抬升”的构造旋回演化过程。在该套地层中已识别出遗迹化石的4个属和4个种,包括Beaconites coronus,Cochlichnus surpuliformis,Palaeophycus tubularis和Planolites montanus等,并详细讨论了该遗迹群落中Beaconites coronus在不同微相中的发育特征,推测其造迹生物最适宜的生境是滨湖环境。该项研究成果可为本区晚三叠世岩相古地理图的编制,进而为矿产资源评价与开发提供理论依据。     

过去60年来南极冰盖近地面气温时空变化研究

如何将十分有限的器测资料和再分析资料有机联系起来,充分借助它们各自的优势,分析南极冰盖气温时空变化具有重要意义。以CFSR（the Climate Forecast System Reanalysis）、ERA5（the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Fifth-generation Reanalysis）和MERRA-2（the Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications,version 2）再分析资料分别作为背景场,利用南极冰盖具有超过50年连续观测的站点气温观测资料,分别重建了1960~2019年冰盖近地面月气温时空数据集,借助于未参与重建的70个站点观测资料进行了验证分析。在此基础上,利用精度最高的重建数据集探讨了冰盖过去60年来气温时空变化特征。精度验证结果表明：基于ERA5重建的月气温数据集精度最高,相关系数为0.70,均方根误差为0.49℃。1960~2019年,南极半岛和西南极冰盖呈现显著增温趋势,而且显著变暖延伸到60°~180°E的东南极内陆大部分区域。全球变暖停滞事件在南极半岛和西南极冰盖发生,且增温减缓程度更明显：1999~2019年间年和春季平均气温均呈明显降低趋势。1960~1998年,整个东南极冰盖气温没有显著变化,但是1999~2019年东南极冰盖内陆较大区域呈现了显著变暖趋势。这些结果有助于增进对不同时间尺度南极冰盖气温变化区域差异性的理解。

     

西太平洋南段新生代构造单元划分、地层特征及其对喜马拉雅造山运动的指示

系统梳理西太平洋南段（包括华南、日本、菲律宾及东印度尼西亚）部分地区的新生代构造-地层特征,并以区域性角度不整合为主要依据,对喜马拉雅运动期次、时代及其构造背景进行探讨。研究区受白垩纪末期晚燕山运动的影响,古新统乃至下始新统大都缺失,新生界高角度不整合于前新生界之上。根据不同构造单元内地层沉积-火山类型及接触关系对比,研究区新生界可分为3个构造层,即始新统—渐新统、中新统或上渐新统—中新统及上新统以上。上述3个构造层之间为2个穿时的区域性角度不整合分隔,分别对应早喜马拉雅造山运动（33~20 Ma）及晚喜马拉雅造山运动（5.3~2.6 Ma）界面,并以前者最强烈。区域2次构造运动均与岛弧或裂离微地块向欧亚板块边缘的碰撞拼贴有关,指示西太平洋南段喜马拉雅运动是发生于大陆边缘的增生造山过程,受控于太平洋板块和印度洋-澳大利亚板块运动方向与速率变化。在2次构造事件期间,始新世和中新世弧后的强烈伸展,导致华南大陆边缘古老山系的夷平及边缘海的产生,并最终形成现今的地质及地理格局。     

煤炭革命新理念与煤炭科技发展构想

为探索采动影响下的断层活化突水机理,开展断层破碎岩体剪切变形与渗透性演化试验研究。基于流固耦合原理设计一套破碎岩体压剪渗流试验系统,实现破碎岩体剪切变形与渗流的耦合过程,开展多因素影响下的破碎岩体剪切−渗流耦合试验,获得连续剪切过程中颗粒级配和初始孔隙率对孔隙率和渗透性参量的影响规律。结果表明,连续剪切条件下,破碎岩体的渗透率和孔隙率变化过程大致相同,可分为3个阶段：缓慢增长阶段,破碎岩石颗粒由散乱状态向有序的组织结构调整;加速增长阶段,破碎岩石颗粒剪切膨胀;增速放缓阶段,破碎岩体颗粒的剪切变形在围压的约束下达到动态平衡。试样Talbot指数越小或初始孔隙率越大,渗透率和孔隙率敏感性越强,渗透率和孔隙率越大;非Darcy流β因子的演化规律与渗透率的演化规律相反。结合数值模拟发现,剪切作用下破碎岩体剪切带内岩石颗粒的运移是剪胀现象发生的主要原因,破碎岩体剪胀过程中颗粒的力链由随机分布向特定方向转化,表现为局部孔隙和孔喉的膨胀,是孔隙率和渗透率增加的主要原因。研究成果可为深部煤矿突水灾害机理揭示与灾害防治提供参考。