不断融入新元素的我国构造地貌学研究:以天山为例

构造地貌学是地貌学的重要分支学科,其研究内容已涵盖构造—气候—地表过程之间的相互作用及对地貌演化的影响。我国的构造地貌学研究肇始于20世纪初,在20世纪50年代得以逐渐发展,21世纪以来进入快速发展阶段。经过长期积累和多年的发展,我国的构造地貌学研究已形成了相对完备的理论和方法体系,并呈现出不断与其他邻近学科交叉、融合的趋势。通过梳理近20年天山构造地貌研究在新生代山体隆升扩展与剥露历史、山麓晚新生代砾岩相沉积的年代与成因、山麓与山间盆地晚第四纪活动构造变形、山麓晚第四纪河流地貌(结构、年代与成因)、山地流域侵蚀等方面取得的主要成果,探究学科交叉、新方法的引入对我国构造地貌学研究的促进作用。最后指出构造地貌研究未来可能仍需要关注的一些基本内容和问题,如不同时间尺度的对比研究和河流阶地年龄等。     

储集层中高压流体引爆强地震的机理——以5.12汶川地震为例

目前产生地震的机制仍以弹性回跳说为主：地震是因为断层错断使岩层的弹性能释放而引发。但越来越多的学者开始质疑,仅断层错断后的弹性能,是否真能达到实际地震所释放的巨大能量。因此,有必要探讨地震初动后破坏性强震的性质及其真正的能量来源。文章根据沉积地层中的储集层及其压力的特点分析得出,储集层内含有大量的高压流体,其压力在一定条件下可以释放出来,产生流体物理爆炸,有可能是强震能量的重要组成部分。通过计算得出,当断层破裂并刺穿面积较大的储集层时,其压力释放所产生的弹性能可以达到震级8.0以上地震所释放的能量;人为的工程活动也可引发小规模的流体压力的释放现象,如钻井时的井喷、水力压裂会诱发有感地震等。同时,文章根据对距离震中较近的地震台的波形及传播射线路径分析认为,强震波动可能不是横波S波,而是涨缩波P波,据此不能排除强震是由爆炸所致。综合汶川地震多个台站记录到的地震波的时间域和频率域特征、地面观测到的爆炸现象、地震后科学钻探获得的岩心等大量直接或间接证据,说明了这种流体爆炸能量释放的可能性。最后,文章提出了地震活动可分为三个阶段：微破裂阶段Ⅰ,该阶段有流体活动,并可产生动电效应,但未触发地震初动;地震初动后的断裂破裂阶段Ⅱ;由流体压力释放产生地震强震阶段Ⅲ。     

黑龙江饶河枕状玄武岩地质、地球化学特征及其构造属性

为了确定饶河玄武岩的构造属性,在野外地质观察的基础上,对玄武岩进行岩石学研究和地球化学分析。玄武岩具有典型的枕状构造、淬冷边、中空骸晶和鬣刺结构等特征,反映其形成于海底喷发环境。化学分析样品具有高TiO_2、MgO和低Al_2O_3、CaO、P_2O_5、K_2O等特征,富集大离子亲石元素(Rb、Sr和Ba),微量元素蛛网图呈向上隆起形态,稀土元素配分曲线为右倾型(∑LREE/∑HREE为5.8~6.5),无δEu异常(0.92~0.97),表明样品具有洋岛玄武岩特征。主量和微量元素构造环境判别图指示了样品形成于洋岛或板内环境。样品与亚速尔型和夏威夷型洋岛玄武岩地球化学特征对比,表现出明显的夏威夷型洋岛玄武岩特征。岩石源区分析揭示出岩浆具有地幔热柱起源,并有先期交代地幔熔体的混入,岩浆源区还受壳幔循环的影响。研究表明,饶河枕状玄武岩为夏威夷型洋岛玄武岩,形成于洋壳消减阶段的洋中脊轴外板内喷发环境,为饶河地区存在成熟的洋盆提供直接证据。结合区域研究成果,认为饶河地区经历了古太平洋板块的扩张、洋中脊轴外板内地幔柱上涌、洋壳俯冲消减以及向佳木斯地块仰冲增生的构造演化过程。     

CMIP5地球系统模式溶解氧模拟结果分析

本文基于常用的统计方法,通过与WOA09观测的海洋溶解氧浓度数据进行比较,定量地评估了9个CMIP5地球系统模式在历史排放试验中海洋溶解氧气候态特征的模拟能力。在海表,由于地球系统模式均能很好地模拟海表温度（SST）,模式模拟的海表溶解氧浓度分布与观测一致,模拟结果无论是全球平均浓度偏差还是均方根误差均接近0,空间相关系数与标准偏差接近1。在海洋中层以及深层这些重要水团所在的区域,各模式的模拟能力则差异较大,尤其在溶解氧低值区（OMZs）所在的500m到1000m,各模式均出现全球平均偏差、均方根误差的极大值以及空间相关系数的极小值。在海洋内部,模式偏差的原因比较复杂。经向翻转环流和颗粒有机碳通量均对模式的偏差有贡献。分析结果表明物理场偏差对溶解氧偏差的贡献较大。一些重要水团,比如北大西洋深水,南极底层水以及北太平洋中层水在极大程度上影响了溶解氧在这些海区的分布。需要指出的是,虽然在海洋内部各模式模拟的溶解氧浓度偏差较大,但是多模式平均结果却能表现出与观测较好的一致性。     

超高压气藏天然气拟对比压缩系数的数值解法

快速准确地获取超高压气藏天然气藏流体压缩系数是一个备受关注的问题。塔里木油田M超高压气藏的测试实例证实了DAK、DPR及HY 3种方法计算偏差因子的可靠性,在此基础上使用一阶中心差分算法计算了该气藏的天然气压缩系数。与Trube图版的对比表明,DPR方法的计算结果具有最高的精度,推荐数值计算时采用。数值实验结果表明,Tpr(拟对比温度)大于1.2时计算精度较高且与差分步长无关,相对误差小于5%;Tpr小于1.2时不建议使用数值方法。在借鉴部分超高压天然气偏差因子研究基础上,拓展了Trube图版的使用范围,将拟对比压力Ppr应用范围从15扩大到30,Tpr应用范围从2.0扩大到3.0,并重绘了图版。研究结果对超高压气藏的相关研究具有一定的理论参考和实际应用意义。     

伊宁地块早石炭世球泡流纹岩的发现及地球化学特征

伊宁地块西段中部阿腾套山一带发现的球泡流纹岩,多数产于早石炭世海相无球泡流纹岩夹层中,整体呈层状、互层状,球泡通气孔顺层平行于流纹构造定向分布,推断是海相极浅水环境下的产物,因而具有精细指相意义。该球泡流纹岩与同期A型花岗岩类共生,属碱性岩类,SiO_2含量为69.18%~77.69%,K_2O大于4%,Al_2O_3为11.32%~16.24%,Ga/Al×10~4=2.1~7.8,∑REE=85.22×10~(-6)~348.8×10~(-6),(La/Yb)_N=6.7~14.8,相对富集轻稀土,δEu具明显负异常,稀土配分及大离子元素蛛网图均与A型花岗岩类地球化学特征总体相同。ε_(Hf)(t)均大于0(+12.5~+15.5),两阶段锆石Hf模式年龄大于锆石U-Pb年龄,表明源区可能为早古生代新生地壳物质部分熔融演化而来。A型球泡流纹岩与同期A型花岗岩类均形成于拉张构造环境,是区内早石炭世大哈拉军山组中迄今唯一发现的显示拉张构造环境的珍贵实例。为揭示和探讨伊宁地块总体处于汇聚大背景下的局部拉张环境,以及东窄西宽之楔形构造形态提供了可能。     

综合物探方法在张掖城区及外围深部地热资源勘查中的应用研究

张掖盆地是以白垩系、新近系为基底的山前断陷盆地。本文在综合研究以往石油、重力、地震勘探以及水文地质调查资料的基础上,结合大极距直流电测深、可控源音频大地电磁测深及大地电磁测深等综合物探勘查成果,对张掖城区及外围深部地热资源的形成机制进行综合评价,认为该区域深部具备地热资源形成的储、盖、通、源条件,城区地下存在深部热水资源,有望形成地热田。研究结果为后期开展深部地热勘查工作提供了重要基础依据。     

城市地理国情普查公报的探索与实践

以武汉市第一次地理国情普查公报为例,探索了城市地理国情普查公报编写、对接、审核、发布的整体工作流程,阐述了城市地理国情普查公报的数据基础、内容设计、制图设计等内容形式设计,并对城市地理国情监测成果的持续发布工作提出了展望。     

预应力加筋垫层差异沉降控制性能试验研究

差异沉降是造成路面破坏、影响行车速度和引发交通事故的主要因素之一,加筋土技术作为经济性良好的治理措施被广泛应用。为研究预应力加筋土垫层在差异沉降下的变形规律和沉降控制性能,设计了加筋土垫层和预应力加筋土垫层差异沉降对比模型试验。通过对比试验揭示了预应力加筋土垫层对差异沉降控制的有益效果。试验发现:①预应力加筋垫层可以有效地降低差异沉降。②预应力加筋垫层有利于调节软硬路基交界面附近的“断崖式”差异沉降。③预应力加筋垫层对能量的耗散和传递能力更好。④附加应力从垫层传递到路基顶部时发生应力叠加,在该处呈现增大突变趋势。本文研究成果可为预应力加筋土结构在差异沉降频发路段的工程应用和控制性能研究提供借鉴和依据。