中国大陆科学深钻发展的若干思考与建议

科学钻探是获取地球内部信息的最直接和最重要手段,在解决“向地球深部进军”战略科技问题上起着无可替代的作用。本文简要回顾国内外大陆科学钻探的发展历程和深钻的发展现状,分析大陆科学深钻发展特点与态势;围绕中国大陆科学深钻,梳理其关键科学技术问题、面临的挑战与机遇;在此基础上提出中国大陆科学深钻发展的目标、优先发展方向与发展途径建议。大陆科学深钻能够为地球动力学过程、地质灾害、地质资源和环境变化等全球关注的地球科学前沿问题提供独特的研究途径,但是其实施深度又受超高温和超高压等恶劣井眼环境的制约;现代科学技术的进步有力促进了大陆科学深钻中各项技术的发展,为超深井和特深井科学钻探提供重要支撑。中国大陆科学深钻应以9000～15000 m特深井为目标,注重“超深”“深时”和“深观”等领域的科学问题,优先发展地球深部构造、深部生命、深时气候和深部资源探测等方向,研究超深物质、动力学过程和岩石物理等实验技术,研发超高温超高压环境下的钻井、测井和长期观测等技术与装备,促使我国深地探测能力和水平实现一次飞跃。     

长江口南北槽分流口动力地貌过程研究

分汊口的地貌演化格局对于三角洲建造和下游河槽的稳定具有重要作用.作为长江河口的第三级分汊口（南、北槽分流口）,形成历史较短,但又经历了长江口最大的水利工程（北槽深水航道工程）的影响,故该分流口的变化是近年来长江河口研究的核心内容之一.本文基于近50 a的地形、流域入海水沙和南北槽落潮分水分沙比等数据,探讨了南北槽分流口的动力地貌变化过程.结果表明：（1）在1998年前,长江口南北槽分流口经历了由不稳定—相对稳定—动态平衡的阶段,其中分流口沙洲洲头出现下挫—上提—下挫、主泓线则经历分流口南侧—北侧—南侧的周期变化,河槽断面由U型发展为W型.（2）长江大洪水是导致分流口地貌格局出现变化的动力因素.在洪水发生的间歇期,分流口地貌则处于由不稳定向相对稳定发展的调整阶段.（3）1998年修建沙洲洲头潜堤工程后,沙洲洲头出现上提—下挫—上提的微弱变化,但总体上沙洲头向北偏移,这导致进入北槽的分水分沙比有所减小.（4）自2002年以来,沙洲洲头因分流口的淤积而缓慢上提,潜堤北侧北槽上段淤积加重,潜堤南侧尤其紧贴潜堤部位侵蚀加剧,南槽分水分沙增大,分流口落潮冲刷槽进一步向南槽发展.     

1988年以来青藏块体中部地区Ms7级以上地震相互触发作用研究

1988年至2001年,青藏块体中部的巴颜喀拉块体沿其北部边界的东昆仑断裂带连续发生了3次7级以上和1次8．1级地震。之后,在其西部边界于2008年发生了于田7．3级地震,东部边界的龙门山断裂带发生了2008年汶川8．0级地震,在南部边界的甘孜-玉树-风火山断裂带上发生了2010年玉树7．1级地震。对这一系列地震的震源机制解分析,结果表明,除西边界的于田7．3级地震为正断层性质、东边界的汶川8．0级地震为逆断层性质以外,其他断裂带上的地震性质均以走滑为主,总体表明巴颜喀拉块体具有向东走滑的特性。本文尝试根据构造相互作用和块体运移特征等对这几次地震进行相关分析。     

气体水合物生成实验过程动态监测:一种新的ERT方法及其效果分析

现阶段适用于天然气水合物资源开采过程获得其空间分布变化的现场监测技术仍不完善.以电阻率层析成像(ERT)技术为基础,研发一套新的ERT阵列(由两组平行的垂向电极组合而成,每组阵列有24个环形电极)应用于水合物储层动态变化监测模拟实验.通过开展物理模拟实验,采用新的E RT方法对水合物生成过程进行了动态监测,并分析了动态...     

城市化对地下水重金属/类金属的影响——以深圳市福田区为例北大核心CSCD

为探讨高度城市化对地下水重金属/类金属的影响,选取深圳市福田区浅层含水层为研究对象,于2016年1月在福田区采集水样,并测定了pH、氧化还原电位、主量离子、无机氮、总溶解性固体、电导率以及多种重金属/类金属浓度。对比山区与城区地下水的重金属/类金属浓度,可见城区地下水重金属/类金属普遍富集,其中Mn、Co、Ni、Cd浓度升高最为普遍。地下水重金属/类金属污染程度依次为Mn>Tl>Se>Pb>As,其单因子污染指数均达到中度或重度污染;50%的城区地下水为重度污染。主成分分析表明,地下水中Se与Mo的升高与海水的入侵有关;Mn、Co、Ni的升高与城市建筑地基的溶解相关;Cu和Sb的升高与生活污水排放有关;Cd、Tl、Pb的升高可能与酸雨淋滤土壤有关。高度城市化是造成福田区地下水重金属和类金属富集的最主要因素,城市地基溶解的影响最为显著。     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震同震形变场及地下位错反演

针对2022年1月8日青海门源M_S6.9地震,基于Sentinel-1A卫星的SAR影像获取了本次地震的同震形变场,并进行计算分析,运用SDM程序反演地下静态位错。初步结果如下：①本次地震震中位于蝴蝶状分布的形变图中心,抬升盘与下降盘之间的破裂迹线明显,破裂迹线长约24km,形变中心位于托莱山与冷龙岭断裂交汇处。②降轨数据显示,在断层区域视线向（LOS）形变量最小约-0.55m（远离卫星）,最大约0.68m（靠近卫星）;升轨数据显示,在断层区域视线向（LOS）形变量最小约-0.49m（远离卫星）,最大约0.42m（靠近卫星）。③对中国地震局发布的门源6.9级地震烈度图和本研究获取的地震形变图进行叠加分析,可以看出二者吻合度较高,地表有较明显形变所涉及区域约0.4万km²。④运用降轨InSAR数据反演得出地下最大位错量约3.29m,深度4.75km,在近地表位错破裂长度可达30km,地表有明显破裂的区域长约25km,与中国地震局科考工作每日情况的结果基本一致。     

芦山7级地震的同震位移估计和震源滑动模型反演尝试

利用自动经验基线校正方法,分析2013年4月20日芦山M_S7.0级地震13个近场强震动台的观测资料,以估算同震位移场分布,并据此反演了震源滑动模型.经与GPS结果比较,两种不同方法给出的芦山7级地震的水平近场同震位移场幅度都不超过cm级,均显示为典型的逆冲型地震（兼有少量左旋走滑错动）.强震最大水平和垂直永久位移分别为4.9 cm和4.4 cm,分别出现在51YAM台和51QLY 台.两种资料反演的震源滑动模型虽显示多事件特征,但主要滑动均集中在第一次事件,即初始滑动点两侧的走向长约30 km、倾向长约25 km的相对集中的较小范围内,强震和GPS模型的最大滑动量分别为1.14 m和1.09 m,较为一致.其余子事件滑动量小且分布零散,不能排除其数值效应的因素.反演矩震级均在M_w6.7左右,地表破裂应该不明显.文章还讨论了目前在我国利用近场强震动记录估计M_w6~7级地震同震位移场存在的困难和问题,为今后类似工作提供参考.     

利用重力资料检测日本9.0级地震激发的地球自由振荡

利用格尔木基准地震台重力观测资料,检测到2011年3月11日日本东海岸9.0级特大地震激发0S0 ～0S40之间的球型自由振荡,其中有0S0、0S13、0S22、0S26、0S30共5个振型的观测频率值与理论频率值偏差近似为0.同时发现0S2、0S3振型有明显的谱线分裂现象,但是0S32、0S37振型未与周围噪音区分开,观测效果不明显.整体平均偏差约为0.10％,观测频率值与理论频率值有很好的相符,这不但说明了PREM模型理论的正确性,也说明了格尔木基准地震台重力资料质量的优良,研究结果对了解地球内部结构有一定的帮助.