川西龙门山及邻区地壳上地幔远震P波层析成像

本文利用川西地震台阵记录到的远震P波走时数据和非线性层析成像算法,获得龙门山地区400 km深度范围内的三维P波速度结构.为了适应川西地区复杂的地质结构,本文的层析成像方法采用了快速行进三维走时计算算法和Tarantola非线性反演算法.我们的结果揭示了川滇地块、松潘-甘孜地块和四川盆地三个不同地块构造差异及该区深部动力学特征.本文的研究表明：1）研究区地壳上地幔P波速度结构具有较为明显的分区特征,松潘-甘孜地块和川滇地块岩石圈速度较低,四川盆地岩石圈速度较高,四川盆地的岩石圈厚度从南250 km向北逐渐减薄至100 km.松潘-甘孜地块上地幔存在地幔上涌的特征.2）川滇地块和四川盆地仅是垂直接触关系,而在龙门山地区四川盆地前缘存在减薄的现象,并伴随松潘-甘孜地块上地幔低速物质有侵入四川盆地岩石圈下方的特征,这显示了四川盆地与松潘-甘孜地块和川滇地块的动力学关系的差异.3）以映秀为界,龙门山断裂带被从松潘-甘孜侵入的低速异常分为南北两段：龙门山南段和龙门山北段,汶川大地震及其余震序列均分布在龙门山断裂带的北段.在青藏高原向东挤压和地幔上涌的双重作用下造成松潘-甘孜地块隆升,由于汶川处于龙门山北段的最南端,应力容易在此集中.这些因素可能是汶川M_S8.0地震的基本动力学背景.本文的结果不支持四川盆地的俯冲及层间流动的动力学模型.     

显微CT技术在古代料珠研究中的应用——以河南淅川县马川墓地出土料珠为例

本文首次运用显微CT技术对中国早期料珠进行研究。X-射线衍射（XRD）及CT切片分析结果表明,河南淅川县马川墓地出土的料珠为玻璃珠,与西周时期的釉砂珠在结构上存在显著区别。显微CT技术为料珠材质的鉴定提供了一种新方法。结合玻璃珠的三维模型表明,战国时期玻璃珠内的气泡以球形为主,内部存在许多细小不规则的空隙,应是采用模压法工艺制造;这是在研究中首次发现战国时期采用模压法工艺制造玻璃珠。西汉时期玻璃珠内的气泡是纺锤状,应是采用拉制法工艺制造。显微CT技术能清晰无损地揭示古代玻璃珠内部结构特点,显示了该技术在古代玻璃珠制造工艺研究中有着广阔的运用前景。     

黄土沟壑地生态治理规划研究--以郑州市二七区马寨镇为例

文章在分析黄土沟壑地传统农业的低效性和大城市周围蓬勃发展的新兴产业以及可持续发展战略的基础上,结合区域发展情况,提出了郑州郊区黄土沟壑地以恢复地方植被为基础,以景观建设为突破点,综合治理水土流失,发展区域生态经济的新模式。     

海西至印支期郯庐断裂带的性质--据中国东部石炭纪至三叠纪的岩相古地理特征分析

文中通过对晚石炭世至早三叠世华南和华北地块古地理特征以及地层学证据的分析,认为中国东部的郯庐断裂带自海西期以来经历了两个主要发展阶段：第一阶段是广义的郯庐断裂带发展阶段,在海西期它是扬子地块北东缘呈宽缓弧形展布的边缘裂陷槽(或盆地)的边界;在印支期由于扬子地块与华北地块的碰撞,成为两地块的对接边界,具有逆冲推覆的性质,属广义的特提斯构造域。第二发展阶段从燕山期以来,发展成为一条平移断裂带,属于狭义的环太平洋构造域的平移系统。自晚石炭世至早三叠世的中国南方及华北东南部的岩相古地理资料显示了扬子地块与华北地块的对接始于晚二叠世早期,地块的抬升自南向北、自南东向北西方向呈迁移趋势;印支期的郯庐断裂带是一条北东、北北东展布的缓‘S’形的地块拼贴边界,在现今的郯庐断裂带上表现为残留的由北北西向南南东的斜向逆冲推覆的性质,表现为大别苏鲁造山带的中上部构造层的变形,即张八岭构造带及前陆褶皱冲断带的变形;燕山期以来则为众所周知的狭义的郯庐断裂带即郯庐平移断裂系统的一部分。     

钻孔岩心黏土混浊水电导率、黄铁矿、pH相关性分析及其在古沉积环境复原的应用:以渤海湾西岸平原DC01孔为例

为探讨复原海岸平原沉积环境和精确划分海陆相地层的有效方法,对渤海湾西岸海河以南平原深达30 m的DC01孔岩心以约20 cm间距取样,测试黏土混浊水电导率（EC）、黄铁矿质量分数（w（FeS₂））和pH值,并开展相关分析研究。结果显示,EC与w（FeS₂）正相关（相关系数r为0.47）,而EC与pH以及w（FeS₂）与pH均负相关（r分别为-0.43和-0.52）。根据EC值的大小将DC01孔自下至上分成5个带（Ⅰ—Ⅴ）,进一步分别对5个带的EC、w（FeS₂）及pH做相关分析,结果显示,Ⅱ带相关性最为突出：EC与w（FeS₂）的相关系数为0.83,极强正相关;EC与pH的相关系数为-0.77,强负相关;w（FeS₂）与pH的相关系数为-0.45,呈中等程度负相关。根据Ⅱ带的EC和w（FeS₂）极强正相关、且EC和w（FeS₂）均明显偏高以及多发育黑色泥炭和腐殖质黏土等特征,推断Ⅱ带为受海水影响的盐沼环境;结合AMS¹⁴C测年结果,推测8 260~7 470 cal.B.P.期间,海水曾经影响到DC01孔的位置。另外,Ⅳ带的EC值也偏高,但w（FeS₂）却较低,其EC与w（FeS₂）的相关系数为-0.03,不呈正相关关系,其原因是因为接近地表的上部沉积物因淋溶作用,在Ⅳ带形成淀积层导致EC异常偏高;最上层的Ⅴ带为淋溶层,这样就导致钻孔上部（深6.7 m以上）Ⅳ带和Ⅴ带EC与w（FeS₂）的相关性出现异常。因此在讨论沉积物上部沉积环境时,将EC与w（FeS₂）综合分析可以更精确地划分钻孔岩心的沉积环境。     

四川乐山震旦系灯影组火山碎屑岩锆石LA-ICP-MSU-Pb定年及盆地裂陷演化讨论

四川盆地中部晚震旦(埃迪卡拉)世—早寒武世克拉通内裂陷与安岳震旦(埃迪卡拉)系—寒武系特大气田的形成关系密切,年代学研究对认识克拉通内裂陷构造意义重大。对四川盆地乐山先锋剖面灯影组三段火山碎屑岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,研究结果表明四川盆地灯影组三段火山碎屑岩的锆石U-Pb年龄为(539.6±1.4)Ma,年代学结果表明四川盆地灯三段与灯四段属于寒武系。基于灯影组底界(551.1 Ma)、含火山碎屑岩的灯三段(539.6 Ma)、含小壳化石的麦地坪组(535.2 Ma)和下寒武统Ni—Mo多金属硫化物富集层(521.0 Ma)四个等时面构建了克拉通内裂陷演化的时间框架。在此基础上认为四川盆地中部晚震旦(埃迪卡拉)世—早寒武世隆坳构造的形成主要受边界断裂控制,断层活动使裂陷内水体加深,少量灯四段含硅质白云岩沉积后,麦地坪组与筇竹寺组开始沉积,麦地坪组与灯四段的界线在裂陷内与裂陷两侧并不等时,裂陷内麦地坪组、筇竹寺组与裂陷两侧灯影组四段为同期异相沉积。     

柴北缘二郎洞地区L 构造岩变形特征及其地质意义

柴北缘二郎洞地区出露包含早古生代岩石组合的达肯大坂岩群,其构造变形期次和变形时代研究接近空白, 本文首次在其中发现了面理微弱, 而拉伸线理十分发育的L 构造岩,对其详细的构造解析对认识柴北缘构造演化具有重要意义。二郎洞达肯大坂岩群存在两期构造变形作用（D₁、D₂）,D₁ 期变形表现为兼具逆冲分量的左旋走滑剪切,D₂ 期变形表现为兼具正断性质的右旋走滑剪切。D₁ 期变形产生LS 构造岩和L 构造岩。其中L 构造岩中矿物拉伸线理的倾伏向约为142°,与柴北缘造山带延伸方向一致,倾伏角一般在2°～54°。对L 构造岩以及侵入其中的未变形次安山岩进行LA-ICP-MS 锆石U-Pb定年,获得它们的结晶时间分别为457 Ma 和406 Ma,L 构造的变形时代可能介于457～406 Ma 之间。根据长石、石英等矿物的变形形式,估计L 构造岩的变形温度在380 ℃～420 ℃之间, 应形成于地下13～14 km 深处。在构造特征分析和岩相学研究的基础上,结合柴北缘早古生代岩浆活动时代构架,我们认为二郎洞地区L 和LS 构造岩的原岩可能是原特提斯洋向北俯冲增生过程中形成的早古生代弧花岗岩,由于柴达木-东昆仑板块和祁连陆块之间的斜向碰撞,导致局部地区出现挤压并沿造山带延伸方向走滑活动。在走滑剪切作用下使地壳流变层中的弧岩浆岩体向地表挤出,局部成分相对均匀的花岗质岩石,因具有较强的岩石力学性能而形成了L构造岩。     

汶川地震区地壳上地幔三维S波速度结构初步研究

2008年5月12日汶川MW7.9地震发生在龙门山断裂带。龙门山断裂带及其邻域的地壳上地幔三维速度结构的研究对于理解汶川大地震的动力学背景具有重要的意义。2006年10月至2009年10月,在国家重大基础研究项目(973)的支持下,中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室在川西地区(26°~32°N,100°~105°E)布设了由297台宽频带数字地震仪组成的流动观测台阵(简称川西台阵)。根据川西台阵记录的环境噪声和远震波形数据,利用噪声成像技术和接收函数方法,我们研究了川西地区(29°~32°N,100°~105°E)地壳上地幔100km深度范围内的三维S波速度结构。本文得到的结果为研究川西高原和四川盆地的地壳结构提供了新的高分辨率观测证据。我们的结果表明:1)观测台阵覆盖的川滇地块、松潘-甘孜地块和四川盆地的地壳上地幔S波速度结构具有显着差异,龙门山断裂和鲜水河断裂带,作为地块间的边界断裂带,对两侧地壳结构具有明显的控制作用。2)观测台阵覆盖区域的地壳厚度存在明显差异,川滇地块的地壳厚度为60~64km,松潘-甘孜地块的地壳厚度为52~56km,四川盆地前陆的地壳厚度为46~52km,沿龙门山断裂带松潘-甘孜地块和四川盆地形成镶嵌结构,汶川地震震中处南北两侧的壳幔边界存在约6km的断错。3)四川盆地前陆低速特征表明相应区域存在厚度8~10km的沉积盖层,松潘-甘孜地块和川滇地块的中下地壳具有大面积分布的S波低速区,松潘-甘孜地块地壳平均泊松比高达0.29~0.31,汶川地震余震绝大多数分布在低速区上方的高速介质区域内,而四川盆地的中下地壳呈现整体性的高速特征,以汶川地震的震中为界,龙门山断裂带北段和南段的S波速度结构显示了明显的速度分段特征,其北段的S波速度总体上高于南段。4)本文给出的研究区地壳三维S波速度结构表明,川西高原中下地壳较为软弱,而四川盆地中下地壳的强度应明显高于松潘-甘孜地块,意味着四川盆地坚硬中下地壳可以阻挡松潘-甘孜地块向东的逃逸;另一方面,川西高原和川滇地块的中下地壳虽然均存在大面积的S波低速区,但松潘-甘孜地块内的地壳速度结构相对来说较为复杂,并形成了高、低速相间的结构特征,表明在四川盆地的阻挡作用下,该地块形成了折皱变形的结构。5)与S波低速区相应,松潘-甘孜地块和川滇地块中下地壳应处于部分熔融的状态,这对该区域存在中下地壳通道流(Channelflow)的推断是一个支持;但是,松潘-甘孜地块内是否存在中下地壳通道流仍有待进一步的深入研究。6)接收函数方位各向异性的偏振分析表明,以汶川地震震中为界,龙门山断裂西南侧处于挤压状态,而其东北侧的主压应力方向与断层走向大体平行,推断先存应力场可能驱动了汶川地震逆冲破裂之后沿龙门山断裂向北东方向的走滑破裂。     

基于贝叶斯理论的接收函数与环境噪声联合反演

基于Bayes反演理论(Tarantola,1987,2005),在接收函数非线性复谱比反演方法基础上(刘启元等,1996),本文讨论了接收函数与地震环境噪声Rayleigh波相速度频散的联合反演.本文采用修正后的快速广义反射/透射系数方法(Pei et al., 2008,2009) 计算Rayleigh波相速度频散, 并引入地壳泊松比的全局性搜索.数值检验表明:(1)接收函数与环境噪声的联合反演能够有效地解决反演结果对初始模型依赖的问题,即使对地壳速度结构仅有非常粗略的初始估计(例如,垂向均匀模型),本文方法仍能给出模型参数的可靠估计;(2)由于环境噪声与接收函数在频带上的适配性明显优于地震面波,接收函数与环境噪声的非线性联合反演能更好地约束台站下方近地表的速度结构;对于周期范围为2~40s的环境噪声相速度频散,利用本文方法能够可靠推测台站下方0~80 km深度范围的S波速度结构, 其浅表速度结构的分辨率可达到1 km; (3)本文方法能够可靠地估计地壳泊松比,泊松比的全局性搜索有助于合理解释接收函数和环境噪声的面波频散数据.利用本文方法对川西台阵KWC05台站观测的接收函数与环境噪声的联合反演表明,该台站下方地壳厚度为44 km,上地壳具有明显的高速结构,24~42 km范围的中下地壳具有低速结构.该台站下方地壳的平均泊松比为0.262,壳内低速带的泊松比为0.27.     

基于STIRPAT模型的甘肃省交通碳排放测算及影响因素分析

依据IPCC清单指南的数据, 采用"自上而下"的碳排放计算方法, 对2000-2013年甘肃省交通碳排放进行测算, 对交通碳排放总量、人均量、交通能源碳排放结构及碳排放强度进行动态分析. 基于STIRPAT模型, 运用岭回归统计方法对甘肃省交通碳排放影响因素进行定量分析. 结果表明: 甘肃省交通碳排放总量和人均碳排放量都呈逐年上升的趋势; 煤炭、汽油、柴油、电力四种能源消费的碳排放量占交通碳排放量的绝大部分; 交通碳排放强度呈下降趋势; 城镇化水平、客运周转量、货运周转量、人均GDP每增长1%, 导致交通碳排放分别增长0.221%、0.137%、0.174%和0.125%. 建设低碳交通体系将成为甘肃省交通部门减碳的有效途径.