使用指数密度-深度函数对沉积盆地的重力资料进行三维解释

在用重力模型绘制深部沉积盆地基地的地形中,结合密度随深度按指数函数增加的关系可以改善其精度。为了计算具有这种指数密度-深度关系的三维构造的重力效应,提出了一种以级数展开为基础的频率域正演算法,其数值计算可以用快速傅里叶变换完成。在递归程序中可以应用此算法,以便依据基底起伏来给出反演解。在澳地利东部的潘诺宁(Pannonian)盆地西缘得到的重力资料的二维合成例子和三维野外例子令人满意地检验了这种反演程序,盆地内厚达2.2km的三迭纪沉积物上覆在火成岩或变质岩基底上。几个井内的基地相交证实了这些结果。     

台湾地区的三维P波和S波速度结构:岛弧-大陆碰撞带的深部结构

台湾岛是欧亚大陆架和属菲律宾海板块的吕宋岛弧向北延伸形成的弧形列岛间少有的活动碰撞产物。为了更好地认识这个碰撞的演化和近代构造,我们从台湾遥测地震台网记录的50000个原始记录中挑选了1260个好的地震记录,用于决定该岛下的一维和三维P与S波速度结构。速度结构和地震再定位的结果指出,该岛在构造上分为三个不同的地带。在东部,菲律宾海板块正俯冲于欧亚板块的东部,其北西向边界由地震活动和高速度区圈定。在南部,欧亚大陆板块正俯冲于菲律宾海板块,在大约23°N的东西向边界的南端,它可由壳下地震活动性和相当低的速度区很好地圈定。消减大陆的倾角很小,在吕宋岛弧东边,距主要岛屿50 km内都是这样。在该岛23°N以北的主要部分的结构指出,中央山脉的西部25 km的深度以上有一低速度缓倾带,而在那个深度以下,至少到50 km,呈现窄而陡的倾斜。由窄地震活动带勾画出该低速区的倾向,并延伸到100 km。这个地震带处于速度的鞍部,在24°N的中部低速区呈现明显的断错。因而,欧亚大陆消减带在台湾的证据在该岛下处处存在,地幔低速区证实,但未必需要,在大陆下地壳约6—16 km的消减带至少已达50 km的深度。在23°N速度结构和地震活动性的明显变化及在24°N低速范围的水平断错表明,在通过这些纬度时,消减带特性有突然变化。这些变化可以是吕宋岛弧和消减大陆架相互作用引起,它类似于表面的相互影响。最后,消减的菲律宾海板块的速度结构指出,在70 km深度以下,地震不在板块的高速区内发生,但有可能处于板块的上缘附近。地震位置和速度结构也指出,消减板块是分段的,而且消减作用当今正在22°N的南部发生。     

德国Laacher See火山响岩中微量元素丰度和其矿物/溶体的分配系数

采自西德Eifel东Laachef Sce晚第四系具不同成份分带的火山碎屑岩层的二十六个全岩、七个基质和五十三个单矿物样品用中子活化仪器进行了分析。这些资料表明喷发前Laacher See岩浆房内的化学变化与其它资料导出的一致。岩浆房顶部是高度分异的晌岩,底部是富含铁镁质的响岩。一些不相容元素如Zn、Zr、Nb、Hf、U、LREE和HREE在顶部相当富集,而相容元素如Sr、Sc、Co、Eu强烈地亏损。中等可溶元素Ta和一些MREE在中间层位被耗损。全岩和基质资料表明,响岩溶体在化学成分上的分带性与斑晶含量无关。混染岩(响岩—碧玄岩)中相容元素的丰度最大。所有元素(除Rb外)对于浮岩地层层位来说,都出现连续的成份变化。依据这些资料我们能划分出三个主要的单元:早期喷出的高度分异岩浆,发生演化的响主体和作为最终产物的铁镁质响岩。九个矿物相的微量元素分配系数(K)的巨大变化就地层层位而论不能用常规的机制进行解释。我们假定响向岩熔体中微量元素含量的明显变化由结晶作用控制着分异作用,而分异同时和(或)之后的液—液两相分异作用所控制。这又引起了斑晶和主岩基质之间不平衡。所以分配系数不同于平衡分配系数,相当于后期结晶作用总和。不同于基质成份。这样,就能利用△K—△M图(K的变化相对于M的变化关系图)讨论变化的分配系数K和基质M之间的关系。这个图的不同部分与不同参数有关(T、P、聚合作用,杂岩建造,分带岩浆柱中的平衡结晶作用晚期结晶作用和非平衡效应),这些参数能大体说明分配系数变化的原因。△K—△M图能够区别由分异岩浆系统产生的天然火山岩中影响分配系数的不同作用。     

分子内同位素效应和与这种化合物同位素交换的动力学模式

矿物和化合物内不等价结构位置上的同位素取代,造成了分子内同位素效应,即分子内同位素的分馏效应。例如云母类矿物,至少—OH和Si—O—Al中氧所处结构位置不同,会产生明显的氧同位素分馏。     

地下水保护及地下水资源保护的一种新方法

在数量、质量和温度上保护地下水资源在所有发达国家以及发展中国家都起着重要作用。在民主德国,地下水资源不足而开采强度很大,在这种特殊条件下,更需最大程度地进行地下水防护管理。最佳保护由许多预防步骤组成,定义为地下水保护设想方法。该方法利用环境同位素,尤其是氚和碳-14和水文地质动力模拟结合基础水文地质分析,同时,考虑任何达到一定浓度的污染物的作用,并提出一个新的参数,这一参数概括了污染物从输入到输出之间影响其混合作用,稳定作用或迁移作用等的所有物理和化学过程。从地下水环境同位素的测量中得出一个重要参数是地下水平均滞留时间,通过这个“同位数”参数,合适模型的研究能将地下水动力学特征用地下水的起源、补给,流动     

地壳内部层速度的估计

可靠地估计地壳内层速度的实验已付诸实施:(1)利用扩大排列长度(例如Urachu,剖面长23km);(2)在80km长度范围内布设移动源和定点检波器排列(例如Dekorp2s);(3)在100km长度内利用扩展排列形式(例如Dekorp4)。由上述方法组合的实验方案将给出最好的和最可靠的速度—深度数据,但这些数据取决于地壳的构造类型及演变,以及由此确定地壳内边界形成的反射面是连续近垂直的还是准连续广角的。方法(1)在年轻的构造热活动(中新世火山活动)地区已开始应用。借助于地壳20km深处的极好的震相资料提供了最详细的速度结构。另一方面,随着地壳构造热年代的增加,被观测到的反射层长度通常减小,在这种情况下,尽管是在一个有限的地区方法(3)也提供了最可靠的速度—深度资料。     

南非Namaqua活动带内Aggeneys元古宙地体的构造演化和构造作用——一个渐进的韧性剪切模式

通过对Namaqua活动带的构造和地层背景的重新评价,我们把该活动带再分成(图1)不同的岩性和构造地体(根据Coney等人的概念,1981) 该活动带的东部向北东方向延伸,它也可以再分。在所划分的地体中,大多数都以大型剪切带为界,并且经测定,一些地体甚至有100km长的位移。在此提出的Aggeneys地体的构造演化就卷入了巨大的水平滑移(与垂向构造运动相反),而这一运动主宰着南非Namaqua活动带的元古宙构造演化。非洲在元古宙时期也肯定有板块构造作用在活动。在角闪岩相的Aggeneys地体(图1)中,主要构造为向南倒转的褶     

喀斯特水文学的前景

喀斯特水文学有多方面都值得深入地和分别地研究。碳酸盐岩石对水文体系之上或其内部天然作用的不同敏感性,导致了环境方面的很大变化,其中很多直接地或间接地与渗透性有关。单一的研究已多样化了,对显著的喀斯特环境及其有关的水文学特征的局部区域描述已是常见的事了。喀斯特过程的研究已经取得了很大进展,但是并没有集中起来从全国和全世界范围内的岩溶环境的研究中得到很好的应用。通常出现在喀斯特地区的实际问题起因于如下几个方面:(1)预报性差,而且水源分布不均匀;(2)没有足够的土壤;(3)缺少常年性河流;(4)地基不稳定;(5)不可靠的废物处理环境。所有这些问题在某种程度上都与喀斯特地区的各种渗透性有关,喀斯特地区的天然水均衡可能已被人类的活动干扰了,故应将它加到环境影响的问题中去。进一步的研究可能会导致:(a)在世界范围内对喀斯特景观进行系统地描述,从而对常见的和似乎异常的特征进行鉴别和分类;(b)对过程进行更广泛地研究,以显示出各种景观的形成过程是如何进行的;(c)把科学知识应用于土地和水管理的方案以及各种喀斯特地区的基本原理之中。对喀斯特地区关注的不断增加是有道理的,而且进一步的研究将使人类能更好地开发和利用这些地区。