A multi-scale 3-D crust velocity model in the Hefei-Chao Lake area around the southern segment of Tanlu Fault Zone

Regional high-precision velocity models of the crust are an important foundation for examining seismic activity, seismogenic environments, and disaster distribution characteristics. The Hefei-Chao Lake area contains the main geological units of Hefei Basin, with thick sediments and the Chao Lake depression. Several major concealed faults of the southern NNE-trending Tanlu Fault Zone cross this area. To further explore the underground distribution characteristics of the faults and their tectonic evolutionary relationship with adjacent tectonic units, this study used ambient noise data recorded by a seismic array deployed in Hefei City and Chao Lake, constructing a 3-D velocity model at the depth of 1–8 km. Then a multi-scale high-resolution 3-D velocity model of this area was constructed by this new upper crustal velocity model with the previous middle and lower crustal model. The new model reveals that a high-velocity belt is highly consistent with the strike of the Tanlu Fault Zone, and a low-velocity sedimentary characteristic is consistent with the Hefei Basin and Chao Lake depression. The distribution morphology of high and low velocity bodies shows that the sedimentary pattern of Hefei-Chao Lake area is closely related to the tectonic evolution of the Tanlu Fault Zone since the Mesozoic. This study also identifies multiple low-velocity anomalies in the southeastern Hefei City. We speculate that strong ground motion during the 2009 Feidong earthquake (magnitude of 3.5) was related to amplification by the thick sediments in the Hefei Basin. We also discuss further applications of multi-scale high-resolution models of the shallow layer to strong ground motion simulations in cities and for earthquake disaster assessments.     

Walsh列率域中多维分形模型与GIS环境下地球物理信号处理

地球物理信号通常在多个尺度段表现尺度不变性,这些不变性起因于不同的地质、地球物理或成矿过程的自相似性. 利用这种在多个尺度段的尺度不变性可以设计多维分形滤波器,滤波所得信号表征了具尺度不变性的地质地球物理或成矿过程,可以用于成矿预测或环境评价. 本文研究了Walsh变换列率空间地球物理信号的列率功率谱密度与列率之间的分形与多维分形关系, 试验证实了大洋钻探、石油以及煤系地层地球物理测井资料在Walsh域的多维分形性质,提出了用于分解地球物理场,提取有用信号并用于矿产资源勘探或环境评价的多维分形W-A模型. 利用波列率域中的多维分形关系构造了W-A图解(W-A Plot). 借助W-A图解可以确定最小平方误差（LS）意义下Walsh功率谱变化的不同自相似性的频率分界点,从而用于设计W-A分形滤波器. 这种滤波器可将地球物理场分解成具有不同自相似性的局部场,并且保留原场的各向异性结构. 与通常使用的基于Fourier变换的滤波技术相比,W-A模型具有许多优点：W-A适用于检测地球物理信号中的突变、线性、环状、局部与纹理结构等弱信号. 同时,由于Walsh变换中只有简单的变号(加法与减法),其计算速度远快于建立在复数乘法之上的Fourier变换,所以W-A计算速度远快于Fourier域的滤波方法,可以用于地球物理信号的现场实时处理. 用加拿大Nova-cotia省西南地区的布格重力异常进行了W-A方法的试算,处理结果反映了地质、矿产分布规律,能够很好地进行矿产预测.     

Magma underplating and Hannuoba present crust-mantle transitional zone composition: Xenolith petrological and geochemical evidence

Studies on the deep-seated xenoliths from global volcanoes reveal that the present petrological crust-mantle boundary between the lower crust and the upper mantle actually is a transitional layer from mainly mafic granulites to ultramafic spinel lher-zolites[1,2], i.e. a transitional zone distinctive from the seismological Moho[3]. Oceanic lithosphere crust- mantle transitional zone can be established from the study on the exposed ophiolites. However, as for the continental lithosphere, since …     

北山造山带中部晚志留世-早泥盆世侵入岩源区特征及其反映的陆壳增生机制

北山造山带中部发育大面积的晚志留世-早泥盆世侵入岩,多数花岗岩类显示正的εHf(t)值,反映了显著的大陆地壳增生.本次工作通过对白云山南侧晚志留世-早泥盆世石英闪长岩、花岗闪长岩的锆石Hf同位素分析,结合同时代的S-A型花岗岩的Hf同位素数据,认为伸展背景下年轻地壳熔融是北山造山带中部晚志留世-早泥盆世陆壳增生的主要方式.     

库布苏和金山沟金矿地球化学特征对比研究

新疆东准噶尔成矿条件优越,是中国重要的金成矿带之一。本次研究选取该矿带典型成因类型的金矿床——库布苏金矿和金山沟金矿,运用岩石地球化学的方法,对比分析矿床元素的地球化学特征,以探讨其成矿地质条件、成矿构造环境、成矿流体来源等方面的联系。研究表明,库布苏金矿火山岩类型可能属于正常太平洋（钙碱性）型,而金山沟金矿可能为造山期的陆相火山岩,2个矿床的火山岩类型均为壳幔熔岩;矿脉和围岩在成矿物质来源上均具有同源或继承上的联系;库布苏金矿成矿环境与海相岩浆岩活动有关,而金山沟金矿与陆相火山喷溢喷发建造有关。     

塔里木盆地岩石层热结构特征

在大地热流密度分布的基础上，研究了塔里木盆地中库尔勒－若羌和阿克苏－叶城两条剖面岩石层热结构特征．由岩石层Ｐ波速度分布转换成生热率剖面，用二维数值模型获得了岩石层热结构和热状态特征．结果表明，塔里木盆地壳幔边界温度的高低与其埋深密切相关．居里等温面深度大，地幔热流密度较低．岩石层厚度变化与其新生代期间挠曲过程密切相关．在岩石层温度分布基础上，确定了深部脆－韧性过渡带深度和岩石层屈服强度，表明塔里木盆地岩石层相对较冷，且具有刚性的地球动力学特征．     

基于新型单相MICP技术改性黏性土力学特性的试验研究

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)是一种绿色低碳的新型土体改性技术.该技术当前主要适用于渗透性较好的砂土,普遍使用两相处理方法,即菌液和胶结液分开施用.然而,对于渗透性相对较差的黏性土,传统的两相处理方法难以适用.为此,引入新的单相胶结方法,即菌液和胶结液混合施用,通过调节溶液的初始pH值为细菌水解作用提供窗口期,避免微生物絮凝阻塞孔隙,使混合液均匀分布于土体一定深度范围内,从而达到显著提升胶结效果的目的.利用喷洒法将混合液喷洒至土体表层进行MICP处理,处理完成后使用超微型贯入仪SMP-1测试土体表层不同深度处的结构强度,分析土体力学特性的空间差异,对土体的胶结效果进行定量评价.此外,探究了胶结液浓度(0.2M、0.5M和1.0M)及胶结方法(调节pH与否)对于土体结构强度及MICP改性效果的影响.结果表明:采用单相MICP技术对黏性土进行改性,能够显著提高其结构强度,具有较好的适用性;在不高于1.0 M的胶结液浓度范围内,黏性土的胶结效果随着胶结液浓度增加而提升;相比较而言,调节pH的单相胶结方法对于提升土体胶结的深度和均匀性有明显积极作用.新型单相MICP技术简单易行,能够节约成本,在黏性土表层加固方面具有潜在推广应用价值.     

华北地块西南缘古元古代花岗斑岩及其构造意义

在六盘山南段陇县固关镇东部出露多个原认为属于中-新生代的花岗斑岩岩体,其中的白家沟花岗斑岩显示古元古 代壳源岩浆活动的记录,属于钙碱性花岗岩系。该花岗斑岩高SiO2 （71.14%~73.33%）,高碱（Na2O+ K2O=7.61%~8.70%）, 富钾（K2O/Na2O=1.21~2.52,平均为2.03）,具有准铝-弱过铝质特点（铝饱和指数A/CNK=0.93~1.09,平均1.00）。稀土元 素配分曲线呈轻稀土强烈富集的典型“海鸥型”样式,具有明显的Eu负异常（δEu=0.44~0.47）。岩石富集大离子亲石元素 K,Rb,Ba,Th,亏损高场强元素Ti,Nb,Ta,具有壳源A型花岗岩的地球化学特征。对该花岗斑岩进行的锆石U-Pb LA-ICP-MS同位素年代测定获得了1 846±32 Ma的上交点年龄,说明花岗斑岩形成于古元古代而不是前人认为的中-新生 代,上奥陶统背锅山组砾屑灰岩实际上是沉积于古元古代花岗斑岩之上。结合区域地质资料研究结果表明华北地块西南缘 在古元古代时期处于强烈的伸展环境,这可能为古元古代贺兰坳拉槽向南延伸至六盘山南段提供了直接的岩石学证据。     

生物多样性信息学及其在地质学研究中的应用

对生物多样性信息学做了简要介绍,并说明了其在生物学与地质学交叉领域研究中的应用现状,指出了生物多样性信息学发展过程中存在的困难及其在地质学研究中的应用前景.生物多样性信息学在生物多样性信息数据库和生物多样性信息处理程序2方面取得了很大的进展,而古生物学、生物与环境协同演化、地质生态学等研究领域的一些课题已经应用了生物多样性信息学的成果.