滇东北地区三维电性构造研究

滇东北地区位处不同构造分区的交界地带,发育有多样的断裂构造,其中昭通—鲁甸断裂和小江断裂带的部分区段均具备积累高应力的条件,具有较强的孕震潜力.本文基于覆盖巧家、东川、鲁甸等地区采集的区域大地电磁阵列观测数据,通过大地电磁三维反演,获得了该地区的三维电性结构的水平和垂直切片,完整地揭示了滇东北地区的深部电性结构特征.反演结果表明,昭通—鲁甸断裂在10 km深度以内发育有多个局部高阻区,小江断裂带的巧家—东川段的东侧、东西两支交汇处在上地壳均表现为高阻,这些区域均展示出更强的孕震能力.根据低阻异常的分布,推测昭通—鲁甸断裂和小江断裂下方的低阻构造在中下地壳的多个位置发生连通.本文将研究区的地表热流、岩石圈有效弹性厚度、地震与电性结构结合分析,推测在滇东北深部低阻层可能存在下地壳流,并且下地壳流的塑性流动为鲁甸的地震活动提供了深部动力来源.

     

水平层状大地中任意方向偶极源激发的电磁场

目前已存在多种物理模型用于解释地震前兆电磁异常,不同机制下产生电磁波场的源可等效为不同类型偶极源（磁型/电型）的组合.针对不同偶极源激发的电磁响应特征的研究对地震孕育过程中观测的电磁信号的提取与解释具有重要意义.基于此,本文推导了一套正演算法,可用于研究任意方向（方位角和倾角）、大小和位置的一个或多个偶极源在地壳或岩石圈-大气圈-电离层（Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere,LAI）模型中产生的电磁波场的传播特征.基于多源组合,该算法可进一步拓展到线电流源和面电流源的电磁响应的计算.本文给出了水平、垂直和倾斜电偶极源响应计算的实例,并针对不同类型的偶极源激发下的地中、地面以及空间电磁场响应特征进行了初步分析.模拟结果显示,相比于单纯水平或垂直的电偶极源,地中倾斜电偶极源激发的电磁响应在地表的各场量辐射花样虽然仍可反映偶极子的方位角和空间位置,但不再具有对称性,其模式更复杂.本文提出的正演算法可用于地中低频电磁辐射源的正演模拟和反演定位.

     

新疆精河流域河川径流及对气候变化的响应

根据精河流域1957—2012年的气温、降水和径流量等资料,分析了精河流域近55 a来径流量的变化趋势和周期特征,研究了河川径流及对气候变化的响应关系,并建立基于多变量时间序列自回归CAR(Controlled Auto-regressive)径流预测模型。结果表明:(1)精河径流在年内分配不均,季节变化明显,夏季集中,枯水期长且枯季径流量小。6—9月为径流连续最大4个月,占全年径流量的74%。(2)从20世纪80年代开始,河川径流量增加,持续至90年代,在21世纪有减小的趋势,1981—2005年平均年径流总量比1957—1980年增加了3.24%。(3)精河流域年径流量序列在21 a和13 a左右的振荡周期最为明显,其次是32 a和9 a,而其中的21 a和13 a时间尺度上的振荡是全时域的。(4)建立了径流与降水和气温的CAR模型,发现拟合平均相对误差为6.54%,均方根误差为0.039。用CAR模型模拟河流年径流量误差在可接受范围内,可以利用该模型对精河流域年径流量进行预测。     

香港能见度、大气悬浮粒子浓度与气象条件的关系

利用2005年赤鱲角能见度及东涌悬浮粒子 (PM2.5) 浓度的每小时数据,发现PM2.5 浓度与能见度 (撇除雨雾及相对湿度≥95%的个例) 呈倒数关系,相关系数约为0.8。此外,出现低能见度 (能见度低于8 km,而雨雾及相对湿度≥95%的个例不计) 的每月总时数与月平均PM2.5浓度都呈现相类似的季节趋势,即冬季较高,夏季较低。利用HYSPLIT作反轨迹图分析显示这现象跟影响香港的空气来源有关。来自内陆的轨迹中,出现低能见度的日平均时数及日平均PM2.5的浓度,分别远高于来自海洋的轨迹。文中还分析了一个有热带气旋接近本港的个例,论证气象条件对能见度及PM2.5浓度的重要性。     

基于对象级的ADS40遥感影像分类研究

针对ADS40影像的空间分辨率高而光谱分辨率相对不足的特点,提出了一种基于多尺度分割的对象级遥感分类方法。首先通过多尺度分割获得影像对象,然后利用对象所包含的光谱特征、几何特征、拓扑特征来确定地物识别中可能要用到的各种特征参数,并建立对象间的分类层次结构图,最后利用模糊分类器逐级分层分类来提取地物信息。研究结果表明,面向对象的分类方法与传统方法相比,可显著提高分类精度,有效抑制“椒盐现象”的产生,更加适合于几何信息和结构信息丰富的ADS40影像的自动识别分类。通过对太原市ADS40影像进行分类验证了此方法的有效性。     

山东昌乐新近纪玄武岩中刚玉巨晶反应边的成因

通过对山东昌乐方山新近纪碱性玄武岩中原生刚玉巨晶的观察研究,发现在刚玉巨晶与玄武岩间存在反应边,可见新近纪碱性玄武岩中的刚玉巨晶为捕虏晶.电子探针下观察,反应边有两类：第1类由尖晶石带和钛磁铁矿＋熔体带构成,第2类由尖晶石带和长石＋钛磁铁矿带构成.在第1类反应边中,尖晶石带很窄（＜40μm）,钛磁铁矿＋熔体带较宽（100～120 μm）;而且尖晶石的成分变化很大,从靠近刚玉一侧（内侧）向外,Al2O3逐渐降低,从85.08%～58.94%,MgO和FeO逐渐升高,分别从5.14%～14.82%和8.08%～28.24%.在第2类反应边中,尖晶石带较宽且稳定（100μm左右）;长石＋钛磁铁矿带不稳定,特别是钛磁铁矿不但窄（＜40μm）,而且分布断断续续;尖晶石的成分变化较小,Al2O3 59.25%～62.82%、MgO12.34%～13.50%、FeO 23.25%～27.37%.本文对两类反应边的形成模式进行了探讨,认为刚玉巨晶与玄武岩浆反应持续时间的长短是导致形成两类反应边的主要因素,第1类反应边是反应没有达到平衡的产物,第2类反应边为反应平衡或者是接近平衡的产物.     

辽南新房变质核杂岩的发现及地质意义

根据宏观与微观构造测量,揭示出在辽宁南部新房地区存在一个变质核杂岩构造,即新房变质核杂岩。该核杂岩具有典型的3层结构：上盘为新元古代—古生代弱变形沉积岩层,下盘是新太古代糜棱岩、片麻杂岩和中生代花岗质侵入岩体,中间是拆离断层带由不同层次构造岩构成。拆离断层带形态为向北西开口的反“C”型,产状较缓,倾向分别向西、向南、向东倾斜,线理产状240°～290°∠12°～30°。运动方向为上盘相对下盘由北东东向南西西运动,结合区域岩浆活动性及其测年资料等综合分析,新房变质核杂岩形成于早白垩世,与辽南金州变质核杂岩在几何学、运动学极性和形成时间等方面具有很多相似性,形成于同一动力学背景。该变质核杂岩的厘定不仅为阐明华北克拉通中生代岩石圈减薄过程及岩石圈的力学和流变学属性提供依据,而且为下一步新房金矿的勘查指明了找矿方向。     

有限元直接迭代算法及其在线源频率域电磁响应计算中的应用

采用有限元直接迭代算法实现了线源频率域测深电磁响应的二维正演计算. 首先给出了线源正演问题的有限元直接迭代格式,然后由迭代法进行求解. 在处理奇异源问题上,采用向内递推的组合网格技巧,在源点附近可进行局部加密,并实现粗细网格的对接,从而较好地解决了奇异源附近的计算问题. 还提出一种迭代求取全区视电阻率的方法,避免了远近区的划分. 通过对均匀半空间、层状介质和二维模型电磁响应的计算,获得了与大地电磁测深相似的视电阻率曲线,验证了算法的正确性;通过对计算结果的分析,在理论上说明了线源频率域近区测深的可行性.     

柴达木盆地西部地区第三系温度压力和油气分布相互关系探讨

根据实测和理论计算得到柴达木盆地西部地区第三系各层底界的温度,同时利用测井和录井资料及实测压力数据分析了４０多口井的地层压力状况,进而分析了第三系各层的温度和压力分布特征．在此基础上对温度和压力的相互关系进行分析,井对其与油气藏分布关系进行探讨．研究表明现今油气藏分布与温度压力状况有密切的关系,现今异常高压区是油气藏保存的有利地区;异常高压区上方的次生油藏往往分布于压力正常带,但与下方的异常压力有密切关系．这种次生油藏是由下方异常高压区的原生油藏脉冲式运移的结果,沸腾包裹体的发现为此提供了有力的证据,这也是柴达木盆地西部地区典型的油藏分布特征．     

高价Mn氧化物介导下轻烃热化学氧化的模拟实验研究

研究烃类的热化学氧化对分析油气保存条件和探讨深部碳循环机制都具有重要意义。本文以轻烃-MnO₂-水体系为例，基于熔融石英毛细硅管和拉曼光谱分析技术的在线观测热液实验技术，对油气藏中常见的轻烃热化学氧化反应的发生温度和变化规律进行了研究。结果表明，轻烃热化学氧化温度随烃类碳数的增大而降低，从丁烷到十三烷，其反应发生温度从125℃降到约100℃,与热化学氧化反应的吉布斯自由能变化顺序一致。表明烃类热化学氧化需要的温度条件并不苛刻，在3000 m以下埋深且含有氧化性地层的沉积盆地中即可发生。实验结果与准噶尔盆地地质实例基本相符，油气充注中心区优先氧化高碳数烃类，远离充注中心缺乏液态烃的井区发生甲烷等轻烃氧化，烃类的热氧化过程受烃类氧化顺序和油气充注时空差异性两大因素制约。