天然气水合物勘查声学深拖系统研发方案

随着海底天然气水合物勘查工作的深入发展,近海底探测技术的应用越来越多,声学深拖技术的应用便是其中之一。简要介绍了目前深海探测中使用的多种弱正浮力型及重力型声学深拖系统,提出了用于天然气水合物勘查的重力型声学深拖系统的自主研发思路,论述了研发工作涉及到的若干关键技术。     

中国南部海域主要断裂类型、分布及地质特征

中国南部海区及邻域1∶1 000 000地质地球物理系列图已编制完成并即将出版,区域构造图是其中的主要图件之一,据此成果,讨论了中国南部海域主要断裂类型、分布及地质特征。主要断裂类型有俯冲带、碰撞缝合带、转换断层、扩张脊型断裂、大型走滑断裂及深大断裂等。根据断裂规模及控制的地质构造单元性质划分出了一级断裂和二级断裂。一级断裂主要是指俯冲带、碰撞缝合带或者控制构造域、地块之间界线的深大断裂;二级断裂主要是控制隆褶带、海盆区以及大型沉积盆地的深大断裂。这些断裂大多具有形成时期早、规模大、断层延伸远、断距大甚至多次活动的特征。     

兴都库什山及伊朗高原抬升对南亚季风-中亚干旱气候演化影响的模拟研究

新生代以来青藏高原大地形及其周围边缘地形的构造抬升对亚洲气候演化有着深远而复杂的影响。目前的气候代用指标表明南亚季风的开始可以追溯到始新世, 随后在早中新世和晚中新世经历了显著的加强过程。同时, 构造地质证据表明兴都库什山脉和伊朗高原的隆升可能开始于10~12 Ma。兴都库什山脉和伊朗高原作为南亚季风和中亚干旱区之间的天然地理屏障, 其对南亚季风和中亚干旱区气候演化和分异是否有一定的影响, 目前尚未可知。本研究利用高分辨率的大气环流模式系统性评估了兴都库什山脉和伊朗高原对南亚和中亚气候的影响。结果表明, 兴都库什和伊朗高原对南亚季风的加强和中亚干旱区降水的抑制均有贡献。相较而言, 兴都库什山脉对南亚季风的加强和向北扩张起主导作用。兴都库什山脉引起的南亚夏季降水增量达到兴都库什和伊朗高原共同作用的65.6 %。兴都库什山脉抬升后, 南亚地区15° N以北, 尤其是印度半岛中部和西北部夏季降水均显著增加, 阿拉伯海对流层低层的西南风和印度西北部偏南风显著加强。伊朗高原对中亚干旱区的干旱化作用更强, 并以冬季变化为主导。伊朗高原引起的中亚地区冬季降水减少量占兴都库什和伊朗高原共同作用的71.4 %。伊朗高原抬升后, 中亚地区冬季的盛行西风显著减弱, 从而导致降水显著减少。本研究的数值模拟试验表明, 地质记录揭示的南亚季风在晚中新世的加强可能与兴都库什山脉和伊朗高原在该阶段的抬升密切相关。

     

北祁连地区中寒武世岩相古地理研究

现今地处造山带的北祁连地区在中寒武世时期拉张的构造背景下海域进一步拓宽。通过对北祁连地区中寒武统地层野外调查及室内分析研究,在"构造控盆、盆控相"的思路控制下,以沉积岩性、结构-构造、古生物组合等为基础,在优势相原则的指导下,共划分出浅海陆棚相、半深海相、深海盆地相3种沉积相类型。结合前人的研究资料,编制北祁连地区中寒武世的沉积构造格架及沉积盆地类型图,分析其空间配置关系。在此基础上,采用造山带岩相古地理编图方法,恢复与重建研究区的古地理面貌,编制相应的古地理图。     

基于热力耦合数值模拟的膨胀土深基坑变形特性研究

膨胀土的胀缩特性、裂隙性、超固结性常对膨胀土地层中的工程建设造成不良影响,以热-力耦合数值模拟为基础对膨胀土深基坑开挖过程中的受力变形特性进行研究。首先由室内试验测定原状膨胀土的膨胀力,然后以FLAC3D热-力耦合模块模拟一环刀土样推导目标膨胀力下的膨胀系数,最后以扬州某膨胀土深基坑为例,计算上述膨胀系数下深基坑在开挖过程中的受力变形特性,并与基坑实测数据进行了对比。结果表明：（1）围护结构侧向变形轮廓线为鱼腹型,最大侧向变形位置发生在开挖面以上一定范围内,最大侧向变形值大致为（0.15%～0.30%）H;（2）立柱隆沉曲线平缓,数值大致处于（-0.04%～0.14%）H;（3）墙后地表沉降槽呈型,影响范围达到了2.5He以外,最大地表沉降值为vm=（0.05%～0.15%）H,最大地表沉降与最大围护结构侧向变形的关系约为vm=（0.33～0.56）hm;（4）土压力值均处于视土压力包络线范围以内,大致为1.07He。     

深海6000 m拖曳式瞬变电磁系统及其应用

针对我国西南印度洋合同区热液硫化物矿快速、有效以及便捷地质勘探装备的要求,研发了由甲板控制系统、万米光电复合缆、仪器舱拖体和天线拖体组成的深海6000 m拖曳式瞬变电磁系统.为了便于拖体布放和快速发现异常,选择重叠回线收发装置类型;采用理论数值计算确定了在拖曳高度不大于50 m的前提下,观测1~100 ms窗范围内的二次场响应,可以发现近海底深海热液硫化物矿堆;另外,通过不同拖延深度海上试验,研究了拖曳深度对瞬变电磁的影响规律及仪器性能.大洋第30航次第二航段在西南印度洋脊热液区,应用该系统发现了明显的瞬变电磁异常.印证了系统的有效性.

     

土壤中硒的生物有效性表征方法及影响因素研究进展

硒是人体必需的微量元素之一。土壤-植物体系是人体摄入硒的主要途径,但尚缺乏准确评价土壤中硒生物有效性的通用方法,且影响因素也复杂多样, 这些问题制约了富硒土地资源的利用。本文通过追踪近年来国内外研究成果,系统地总结及比较了化学提取法、梯度扩散薄膜法、区域尺度硒生物有效性评价方法的优缺点。传统的化学提取法如单一提取和顺序提取在一定程度上能够表征土壤中生物有效性硒,但提取过程中存在影响因素多和提取不完全等问题。梯度扩散薄膜技术(DGT)能够模拟植物的根系吸收过程,相比顺序提取能更好地表征硒的生物有效性,但由于复杂的自然体系和不同元素结合相的差异,野外原位表征技术上仍存在难度。通过大规模的农作物-根系土样本,建立土壤-农作物硒元素评价模型,模型参数为影响土壤硒有效性的理化指标(如土壤酸碱度、有机质含量、土壤硒总量等),能较好地预测区域尺度上硒生物有效性。本文还总结了影响植物吸收土壤中硒的因素如地形、土壤类型、硒的存在形态、土壤理化性质、植物种类、土壤老化等,认为地形和土壤类型、硒的存在形态、酸碱度和有机质是影响有效硒的主要因素,植物种类与土壤老化为次要因素。完善DGT等原位分析检测技术、改进元素形态分析方法是未来发展的重要方向。     

末次冰盛期与全新世青藏高原松属植被分布及其演变

史前人类与其生存环境,特别是与植被之间的相互作用一直是人们关注的焦点。气候变化与人类活动对植被覆盖格局的塑造均有重要影响,厘清植被分布及其植被变化背后的气候或人为因素,有助于更好地认识人类活动对植被环境的影响程度与范围。本研究对青藏高原松属（Pinus spp.）植被适生区分布动态历史进行了物种分布模型模拟,并结合环境考古学、古生态学等多学科方法,探究青藏高原松属植被分布变化历史及其驱动因素。结果表明,基于最大熵（MaxEnt）算法并结合R语言包ENMeval来优化参数设置的模型性能表现良好且稳健,较为准确模拟松属在青藏高原地区不同时期的适生区分布动态。高原上松属适生区在末次冰盛期（LGM）分布最小,仅在东缘的河谷局地;在全新世早、中期分布达到最大值,到全新世晚期部分区域分布缩小,高原东北部高度适生区向2500 m a. s. l.上下的低海拔谷地收缩,整体上与高原气候变化趋势大体一致。结合化石花粉、木炭等证据表明,全新世中晚期以前,人类对高原松属植被影响总体尚不显著;进入全新世晚期,农业技术的进步促使高原东北部人口快速增加,高原上现已发现的古遗址也高度集中在此。结合多项考古证据表明,人类对松属为代表的林木资源规模化开发行为开始显著干扰了当地植被,人类对松属等针叶林木材资源的利用可能是该地区树种向阔叶林树种演替的重要驱动因素之一。

     

青岛地区太阳紫外线辐射研究

通过对青岛地区2004年全年紫外线观测数据的分析,在预设局地纬度、海拔高度、大气中臭氧量及其分布、空气质量状况、地表反照率等因素基本不变的情况下,总结了青岛地区紫外辐射随与太阳天顶角相关的不同季节和时段、天气状况(云况)的统计性变化规律,以服务于该地区人们日常生活中对紫外线的防护,尤其是为调光生态膜的研制及改善提供参考。     

基于GIS的水环境价值模糊综合评价研究

将GIS技术引入水环境价值经济评价研究中,基于环境价值理论,探讨在GIS支持下水环境价值评价的原理、方法及其实现途径,构建相应的模糊综合评价数学模型,并将该模型与GIS集成,借助GIS有效的空间管理平台,从价值观角度定量探讨水环境与社会经济系统的关系。