三角剪切断层传播褶皱在祁连山北缘断裂中的应用:以黑河口断层为例

逆冲断层运动学过程研究可为造山作用和盆地演化提供重要的信息。位于青藏高原东北缘的祁连山北缘逆冲断裂（NFT）是一条主要的边界断裂,控制着祁连山晚新生代以来的隆升变形,但对于该断裂系统的运动学过程缺乏研究。甘肃张掖西南莺落峡附近,黑河口断层（祁连山北缘断裂的一部分）穿过红沙沟并导致其阶地面错断和褶皱变形。为了研究该区域褶皱变形特征和断层运动学过程,我们首先在红沙沟区域进行了详细的野外考察并对变形的地层和阶地面进行了测量,然后通过数值模拟方法来验证褶皱模型。红沙沟保存有9级河流阶地,利用差分GPS对阶地面的高程进行了测量,同时在野外测量了部分地层的产状。多处断层剖面表明该区域变形属于基底卷入的构造类型,另外变形的阶地面在近断层处表现出明显的褶皱形态。结合阶地面变形特征以及地层的变形,三角剪切断层传播褶皱模型被初步用于该区域构造变形的解释。模型模拟得到自T5、T6和T7形成以来断层滑动量分别是 44±7m、59±10m和 164±28m;结合T6年代得到自约9万年以来该断层的平均滑动速率为 0.68±0.19mm/a,垂直分量为 0.58±0.13mm/a。根据地层与阶地变形特征,并结合模型模拟结果,我们认为祁连山山前基底断层卷入的构造中,在断层出露地表之前,断层顶端存在一个分散式的三角形变形区,区域的应力状态控制着下伏地层和上覆地貌面的褶皱变形。     

金沙江乌东德水电站坝址河段地热异常特征与成因分析

乌东德水电站坝址河段地热异常问题因涉及热水塘断层活动性、地下工程地质环境等而倍受各方关注,为此进行了专门地质调查和分析研究。认为：坝址河段地热异常与热水塘断层有关,但并非热水塘断层活动的证据; 沿断层分布的温泉属中-低温型,其形成源于特殊的地形地貌与地质结构,成因为（含水）地层-断层复合控制模式; 热水塘断层不属于工程活动断层,不影响邻近坝址的成立,但沿该断层发育的温泉与邻近地段地热异常有关,将对乌东德水电站地下工程施工带来不利,应采取适当工程措施处理。     

瞬变电磁扩散场到虚拟波场的精细积分变换算法

现有的瞬变电磁解释与反演方法主要对电阻率参数进行解释,较难给出准确的地质构造信息.为了能够较多获得地质构造信息,可将瞬变电磁扩散场信号转换为虚拟波场信号,提高瞬变电磁法的分辨率.本文采用精细积分法,实现了瞬变电磁扩散场到虚拟波场的转换.将一个高度病态的线性方程组转换成求积分的过程,大大降低了解决病态问题的难度.积分步长...     

祁连山北部基岩河道宽度对构造和岩性的响应

活动造山带基岩河流地貌研究,目前已成为构造地貌学研究的前沿和热点。河道宽度形态的调整变化是基岩河流响应构造、岩性和气候等扰动的重要方式之一。通过研究祁连山北部地区6个重点流域基岩河道的宽度形态发现：河道宽度总体上呈现出东西向和南北向的变化特征,河道向下游增宽的速率,东段地区显著高于中段地区,低山带显著高于高山带;对比河道宽度的变化特征与构造抬升速率及岩性抗蚀性的变化,可以推断：在祁连山北部地区,基岩河道宽度响应构造抬升和岩性抗蚀性的变化进行了系统地调整,构造抬升控制了流域河道宽度变化的总体趋势,而岩性抗蚀性变化则导致了流域内部局部河段河道宽度的大幅波动。在祁连山北部地区开展的基岩河道宽度形态研究,为利用基岩河道形态研究造山带的构造变形奠定了基础,对于探索构造抬升背景下地貌的发育过程具有十分重要的意义。

     

晋陕峡谷北段晚新生代河流演化初步研究

晋陕峡谷黄河形成的时代是地学界十分关注的科学问题,长期存在比较大的意见分歧,至今没有得到比较好的解决。山西保德地区发育一套晚中新世-早上新世的河湖相沉积,年代为>8.3～3.7Ma, 地貌与地层分析表明,它们是唐县期夷平面的相关沉积。河湖相地层所含砾石层的组构和岩性统计揭示,当时汇入古湖的河流是发源于周围抬升区的短小河流,形成一个局地规模的湖泊水系。晋陕峡谷北段唐县期夷平面之上分布两期红粘土覆盖的河流砾石层,形成年代分别在4.9Ma前和3.7Ma前; 砾石组构和岩性统计揭示,它们所指示的河流流向向北,与黄河流向相反,是一个不同于现代黄河的古河流,它将保德古湖水系与河套盆地联系起来。3.7Ma前,强烈的地面上升导致河湖相沉积结束和唐县期夷平面抬升,风成红粘土堆积其上,地形起伏增大,河流溯源侵蚀加剧,水系进入重新组织阶段; 1.2Ma前,黄土高原南部的河流将原北流水系袭夺,黄河形成; 最近1.2Ma的强烈地面上升,导致黄河不断下切并发育多级阶地,逐渐形成现代壮观的深切峡谷地貌。     

黄土高原表土磁化率与气候要素的定量关系研究

黄土高原地区已建立多个表土低频磁化率-气候转换函数,为黄土古气候定量重建提供了关键方法。但是表土磁化率变化的气候控制因素的系统研究尚未开展; 同时,低频磁化率部分受到沉积作用的影响,需要寻找气候意义更明确的指标。我们系统采集了黄土高原及周边地区的表土样品,运用相关、回归和因子分析等方法,研究了不同气候要素及其季节变化对表土磁化率和频率磁化率的控制作用。结果显示,湿度是控制黄土高原表土磁化率的主要因素,温度的影响相对较小; 降水的季节分配也有影响,月降水变率较小的地区磁化率较高。在此基础上,选择反映成壤磁性颗粒组分的频率磁化率,建立了频率磁化率-年均降水量的转换函数,为黄土古气候定量估算提供了新的途径。     

松辽盆地北部泉三、四段储层物性影响因素分析

发育于泉头组三、四段的扶余油层和杨大城子油层是松辽盆地的主力油层之一,该油层低孔特低渗的物性特征制约了扶杨油层的勘探开发。为了研究松辽盆地北部泉三、四段储层物性的影响因素和低渗透储层的成因,本文以12 062组实测孔隙度和渗透率数据为基础,讨论了泉三、四段的物性影响因素。结果表明,总体上影响泉三、四段储层物性的主要因素是成岩作用,其次是沉积作用。泉三、四段储层成分成熟度低、粒度细、泥质含量高、成岩作用强是渗透率低的根本原因。但在不同成岩阶段,沉积相和成岩作用对储层物性的影响不同,在早成岩阶段储层物性主要受沉积相的影响,在中成岩阶段A2亚期以后储层物性主要受成岩作用影响,在中成岩阶段A1亚期储层物性受二者的影响程度相近。处于不同成岩阶段、发育于不同沉积相的砂体,可形成各种类型的储层。     

长江口水下三角洲137Cs最大蓄积峰的分布特征

在长江口水下三角洲地区,用 137Cs进行沉积速率的测定时,一般认为 137Cs最大值所在层位为1963年沉积层。本文通过建立模型,对此进行了计算验证。模型中利用日本东京地区的 137Cs年平均大气沉降通量,再通过东京与上海两地的降水量进行校正,并根据不同的沉积速率和取样间隔分别计算出 137Cs剖面中的最大值范围,再将理论计算值与实测值进行对比。通过模型的计算,发现理论上沉积物中出现 137Cs最大值的层位均为1963年沉积层,将理论最大值范围与本研究所测11根柱样以及前人在本区域所测6根柱样 137Cs最大值的对比,发现其中有9根柱样的最大值在理论计算值范围之内。总体上看,理论值与实测值有较好的对应关系,理论值范围基本可作为衡量实测最大值是否为1963年沉积物所在层位的评判标准之一。本文对利用大气沉降 137Cs信息计算沉积物中 137Cs的分布进行了有益的尝试。     

Using raw regional climate model outputs for quantifying climate change impacts on hydrology

General circulation model outputs are rarely used directly for quantifying climate change impacts on hydrology, due to their coarse resolution and inherent bias. Bias correction methods are usually applied to correct the statistical deviations of climate model outputs from the observed data. However, the use of bias correction methods for impact studies is often disputable, due to the lack of physical basis and the bias nonstationarity of climate model outputs. With the improvement in model resolution and reliability, it is now possible to investigate the direct use of regional climate model (RCM) outputs for impact studies. This study proposes an approach to use RCM simulations directly for quantifying the hydrological impacts of climate change over North America. With this method, a hydrological model (HSAMI) is specifically calibrated using the RCM simulations at the recent past period. The change in hydrological regimes for a future period (2041–2065) over the reference (1971–1995), simulated using bias‐corrected and nonbias‐corrected simulations, is compared using mean flow, spring high flow, and summer–autumn low flow as indicators. Three RCMs driven by three different general circulation models are used to investigate the uncertainty of hydrological simulations associated with the choice of a bias‐corrected or nonbias‐corrected RCM simulation. The results indicate that the uncertainty envelope is generally watershed and indicator dependent. It is difficult to draw a firm conclusion about whether one method is better than the other. In other words, the bias correction method could bring further uncertainty to future hydrological simulations, in addition to uncertainty related to the choice of a bias correction method. This implies that the nonbias‐corrected results should be provided to end users along with the bias‐corrected ones, along with a detailed explanation of the bias correction procedure. This information would be especially helpful to assist end users in making the most informed decisions.