地球深部物质和能量交换的动力过程与矿产资源的形成

地球深部物质与能量的交换和深层动力过程这一科学问题的提出,乃是近年来地球科学发展与逐步向量化“进军”的必然,它是探索一系列地学前沿课题的基础。地球表面所见到的一系列地球物理场异常,地质构造格局,地球化学组分变异,无一不受到地球内部物质与能量的交换和深层动力过程的制约。如地球圈层的形成与演化,大陆伸展与裂谷,资源与能源等,均为深部物质运移和物理学、化学效应及地质构造耦合的产物。本文讨论了金属矿产资源与地壳、地幔结构及深部物质运移的动力学响应。通过几个典型矿床和其形成要素分析了成矿作用的深层动力过程。文中主要讨论了五个方面的问题:第一,金属矿产资源成矿和分布与地壳、地幔结构及深部物质运移和成矿带。第二,金的形成与深层过程。第三,金属矿床的形成、演化和分布与深部物质及能量的交换。第四,地幔热柱与成矿作用。第五,地球内部深层动力过程与流体运移和必须深化研究的几个问题。     

阿尔金断裂不同时间尺度下的滑移速率及构造意义

阿尔金断裂是亚洲大陆最大、也是最活跃的走滑断层之一.一般认为,印度板块与欧亚大陆间的汇聚通过地壳增厚与沿阿尔金等主要深大断裂的侧向滑移2种机制被青藏高原造山带的地壳形变所吸收.由于这2种机制所预测的阿尔金断裂的左旋滑移速率相差甚巨,因此,阿尔金断裂的滑移速率成为判断2种机制相对重要性的重要依据.采用地质学、大地测量学及数值模拟方法对阿尔金断裂滑移的研究结果表明,阿尔金断裂的滑移速率呈长期减小的趋势;青藏高原经历了由块体的侧向挤出向地壳增厚的转变过程;阿尔金断裂在不同地质时间尺度下的滑移速率尚需精确确定;单纯将阿尔金断裂滑移速率的大小作为判断青藏高原构造模式的依据也是应该受到质疑的.     

强化开展地壳内部第二深度空间金属矿产资源地球物理找矿、勘探和开发

中国正处在快速工业化和经济腾飞的前夜,必须有大量各类金属矿产资源的支撑,当今国内却供给不足,供需矛盾日益尖锐,导致了对外依存度的不断增长.本文从这一前提和解决的途径出发,分析了金属矿产资源形成与聚集的深层过程和动力学响应、地壳深处金属矿产资源探查的科学依据与例证、地球物理方法和技术支撑.据此提出:①当今国家所公布的资源量系指第一深度空间(0～500m)找矿、勘探和开发的资源量,尚不能完全表征全国金属矿产资源量的全部;②实施第二深度空间(500～2000m)金属矿产资源的找矿、勘探和开发已迫不及待;③在深部金属矿产资源的探查和开发中,必须依靠新的认识和新的理念,采用先进的、高精度的地球物理探测方法和技术,并建立起有自主特色的深部矿产资源探查理论、方法和技术体系.     

川西地区的地壳均衡状态及其动力学机制

基于Airy地壳均衡理论,计算了川西地域(28°～32°N,99°～105°E的范围内)的理论均衡地壳厚度,并与由实际重力资料反演得到的地壳厚度进行对比,从而得到了该区的地壳均衡状态.经过分析研究发现以龙门山、鲜水河、安宁河三大断裂系所组构的"Y"形构造系为界,可将研究区的均衡状态分为东、中、西三部分,对应着3种不同类型的均衡状态:在"Y"形构造系以东的四川盆地内部,理论地壳厚度与实际地壳厚度的差异值△Ⅰ接近于零,即地壳处于较均衡稳定的状态;在"Y"形构造系以西的巴颜喀拉块体地域,△Ⅰ均可达到-8km左右.个别地域甚至最高可达-13km,说明该区地壳处于强烈的负均衡异常状态;而在研究区中部的"Y"形构造系部位,主要表现为较复杂的正负相间的均衡异常状态.在此基础上,也对该区产生现今这样复杂而特异的均衡异常格局的动力学机制进行了探讨研究,认为其主要应归结于青藏高原深部壳、幔物质在印度板块与欧亚板块的碰撞下发生的东向流展并在川西地域受到坚硬的四川盆地的阻隔而被迫转向东南,在此过程中导致地壳物质堆积,从而造成了该区复杂而特异的地壳均衡异常格局.     

子午工程二期自动磁通门经纬仪

地磁台站观测有相对记录和绝对观测2种，相对记录数据需经基线值改正后方可得到地磁场要素的实际值.磁通门经纬仪是获取基线值的基本设备之一，在地磁观测中发挥着重要作用.目前台站采用的磁通门经纬仪需人工操作，人为因素会对观测数据质量产生影响，因在偏远地区和环境恶劣地区无法实现地磁绝对观测，造成地磁绝对观测的空间覆盖空白.子午工程二期将在我国大陆地区首次开展自动化磁偏角和磁倾角地磁绝对观测，必将推动地磁绝对观测技术创新与发展.自动磁通门经纬仪是我国自主研发的磁偏角和磁倾角自动化观测设备，采用无磁材料和压电电机，通过优化设计与改进加工工艺，以及引入多参量误差补偿算法，有效克服和消除了系统误差，提高了测量精度.该设备在河北涉县台、吉林合隆台、陕西乾陵台和北京白家疃台等台站开展了长时间的实际观测，并与台站的人工磁通门经纬仪观测结果进行了对比.结果表明，自动磁通门经纬仪的主要性能指标达到了人工磁通门经纬仪水平.该设备也通过了中国地震局前兆设备入网测试，功能和性能指标符合地磁台站地磁绝对观测要求.     

哈维氏弧菌对泥蚶的毒性及半致死浓度研究

为构建泥蚶感染弧菌标准技术体系,本研究采用哈维氏弧菌浸泡感染和注射胁迫两种攻毒方式对泥蚶进行了急性毒性实验,观察泥蚶在菌液胁迫下的存活情况,分析哈维氏弧菌对泥蚶的半致死浓度。浸泡感染实验结果表明,随着感染水体中弧菌升高,泥蚶死亡起始时间和最大日死亡率时间均有所提前,泥蚶死亡情况呈现上升趋势,当浸泡浓度超过2×10⁷CFU/mL,泥蚶15 d累计死亡率接近100%。注射胁迫实验结果表明,泥蚶死亡率与弧菌注射浓度呈显著正相关(r=0.964,P<0.01)。Probit回归分析结果显示,哈维氏弧菌浸泡感染泥蚶7 d后停止实验,15 d的半致死浓度(LC₅₀)为1.35×10⁷CFU/mL;注射胁迫下的96 h半致死剂量(96 h LD₅₀)为2.12×10⁷CFU/g,说明哈维氏弧菌对泥蚶有明显的毒害作用。研究结果为泥蚶对哈维氏弧菌耐受性提供数据参考,并且为泥蚶弧菌病防治提供了理论基础。     

激光干涉绝对重力仪干涉信号处理算法的动态适应性及其船载应用评估

激光干涉绝对重力仪干涉信号处理算法的动态适应性研究是进行动态绝对重力测量的基本前提。本文基于希尔伯特变换、直接正交法、过零点法三种瞬时相位处理算法,提出了基于背景振动物理量的合理动态约束条件,即反向的振动速度不能超过落体的下落速度。构建的单频振动信号仿真实验表明:在满足约束条件时,采样频率为60 MHz,希尔伯特变换算法的精度优于10^-13 m/s²,过零点算法的精度优于10^-9 m/s²,直接正交算法的精度为(-7.9±2.0)×10^-8 m/s²。基于海浪模拟平台的实测试验表明:满足约束条件时,这三类瞬时相位处理算法均适用于动态环境,并获得了标准差为4.6×10^-5 m/s²的绝对重力测量值。更进一步,基于本文动态适应性结论对系泊和海面船载动态环境进行评估,结果表明:测量船在3级以下海况可以进行10^-5 m/s²量级绝对重力的测量;在3—4级海况下,需根据振动信号对...