闽粤板内断块构造活动及其热震效应

本文依据温泉、地震、构造、岩浆岩分布及其热破裂实验结果,论述了闽粤地区热场特点,讨论断块活动与热震关系。研究表明,燕山运动以来,断块分异作用强烈,与地壳深部二次重要热幕活动(距今90—120百万年及157—165百万年)密切相关。现代热场主要是中生代热幕活动继续发展的结果。分析发现,闽粤构造活动在新生代,其岩浆活动的前峰明显减退。但却存在自北东往西南冷热交替的块断热震耗散结构特征。断块活动性越强,热震效应越显著,同时呈现从内陆向台湾渐次增强特点。剖折闽南—粤北断块的热震能量耗散比率,表明每一断块具有特定的耗散结构。这是地壳下部与上地幔进行能量传递、转换过程的渠道。它主要取决于上地幔热流及向横不均匀性。热震能流约占地表大地热流2%±。本文根据等效原理,探讨构造力和热应力对板内地震孕育及破裂机制联合作用问题。提出“菱形”断块的周边的深断层端点、拐点是易于热破裂有利场所,并可能存在曼森—科芬效应导致深部岩石热疲劳和弹性破裂——发生地震。说明研究热震效应是具有理论和实用价值的新课题。     

Integrated geological and geophysical exploration for concealed ores beneath cover in the Chaihulanzi goldfield, northern China

An integrated geological and geophysical investigation was carried out in the near‐mine areas of the Chaihulanzi gold‐field, Inner Mongolia, northern China, to determine the south‐eastern strike extension of the principal mineralized shear system, in the search for new resources. In this case study, surface geophysical surveys played an important role in defining the mineralized structures beneath cover. A re‐investigation of the mine geology by observing the underground exposures of mineralization and its hosting structures, coupled with re‐evaluation and re‐examination of previous exploration data, revealed that the mineralization style at the Chaihulanzi gold‐field is not the skarn‐type as previously assumed, but is structurally controlled by an oblique‐sinistral shear structure. Moreover, a south‐eastward shallow‐plunging mineralized corridor within the principal mineralized shear system was also identified, implying that the ore‐forming fluid‐flow might move through the mineralizing system, from the south‐east at depth to the north‐west. These new geological findings imply that the mineralized shear system should extend much farther south‐eastwards along strike beneath cover, and thus a conceptual target area was proposed. A detailed geophysical survey program, involving the application of VLF‐EM, Stratagem EH4, CSAMT and gradient IP measurements, was carried out to test the validity of the conceptual target. Orientation surveys on the geologically known Line‐18 traverse revealed that VLF‐EM and Stratagem EH4 were the most effective methods of detecting the unseen mineralized system, whereas CSAMT could only provide low‐resolution data, and IP proved to be unsuitable in this environment due to the ubiquitous presence of graphite‐bearing schists in and around the mineralized system. A follow‐up systematic VLF‐EM survey highlighted the principal mineralized shear system as a linear conductive belt, tracing the principal mineralized system for a further 750 m of strike length beneath cover from the previous exploration limit (Line 18). Stratagem EH4 soundings over six parallel traverses perpendicular to the mineralized trend revealed that the principal mineralized shear structure extends for more than 500 m in the dip direction, a strong indication of the presence of potential deep mineralization under the surveyed area. Detailed modelling of the Stratagem EH4 sounding images provided well‐defined targets for test drilling. Subsequent test drilling on some of these targets returned encouraging results as several core‐intercepts of economic gold mineralization were encountered. This led to a more extensive drilling and underground prospecting program, focusing on deep mineralization south‐eastwards along the mineralized trend.     

合肥地区地震活动性及地震地质构造背景分析

对合肥地区区域(R=200 km)和近场(R=25 km)范围内的地震活动性进行了研究,对区域和近场地震地质构造、区域重力场和磁场特征进行了分析,并重点对郯庐断裂及对合肥地区影响较大的近场区断裂活动性进行了研究,分析研究表明:自公元294年以来区域范围共发生Ms≥43/4级地震47次,1970年以来区域测震台网记录的ML≥2.0级地震有25次,其中ML3.0～3.9级地震5次;该区域断裂构造比较发育,其展布方向主要有北北东、北东、北西和近东西向,这几组方向的断裂形成区域断裂构造格架.区域Ms≥6级地震多发生在这几组不同方向断裂的交汇处附近.合肥地区未来的地震危险性主要来自华北地震区的长江下游-黄海地震带和郯庐地震带,其中安徽六安-霍山地震危险区、涡阳-凤台地震危险区和江苏的溧阳地区等未来可能发生中强震的地区,是对合肥地区影响较大的潜在地震危险区.     

基于“承载基础-承载现状-承载潜力”模型的山东省地质环境承载力评价

地质环境对区域发展有一定的先决作用。山东省地质环境条件比较复杂,存在崩滑流、采空塌陷、地面沉降、海水入侵等地质环境问题,区域开发不能突破其承载力。地质环境承载力是一个动态变化过程,既要考虑地质环境基础条件,也要重视其承载现状,基于此才能科学评估地质环境承载力。本研究在分析区域地质环境特征的基础上,围绕“承载基础-承载现状-承载潜力”模型,建立地质环境承载力评价指标体系,利用AHP和arcgis10空间分析功能对研究区地质环境承载力进行综合评价,最后获得研究区地质环境承载力评价结果。结果表明:沂沭断裂带附近、莱州湾一线、胶州湾一带以及黄河三角洲地区地质环境承载基础弱,其余地区承载基础较强;鲁西地区、烟台市北部地区受采矿活动以及地下水超采等人类活动影响,地质环境承载现状处于超载。包括鲁西北、鲁西南以及胶东半岛的山东省大部分地区承载潜力大。针对影响区域地质环境承载力的重要因素,提出相关对策建议。     

全球变暖背景下北美育空河流域化学风化增强

硅酸盐岩风化对气候变化和构造运动的反馈对长尺度气候变化可能起到重要的调节作用,对该反馈过程的定量认识有助于更确切理解地球碳循环的运行规律。通常认为风化类型可分为两种,分别是供应限制和动力学限制。全球变暖可能促进了动力学限制流域的化学风化作用,然而,关于这方面的认识仍很有限。育空河流域是典型的动力学限制风化区域,研究育空河的风化对气候变暖的响应有助于深入认识气候和大陆风化之间的相互作用。正演模型是区分河流风化端元的重要手段,文章利用正演模型对育空河流域从1975年到2019年的主要离子组成的数据集进行分析,并获得了该流域在过去几十年的化学风化速率的变化趋势。结果表明,育空河水化学性质主要受到碳酸盐岩风化和硅酸盐岩风化控制,两者多年平均碳汇通量分别为2.1×10¹¹ mol/yr和4.1×10¹⁰ mol/yr,处于世界主要大河碳汇通量的中间水平。更重要的是,在同一时期,伴随着2.2℃的温度增幅和13.7%的径流量增加,流域内的阳离子总通量增加了35.7%,其中硅酸盐岩和碳酸盐岩风化产生的阳离子通量分别增加了41%和35%,阳离子通量/风化速率对气候的敏感性与冰岛地区的研究结果符合的很好,与风化速率加快相对应的,硅酸盐岩风化碳汇通量相对增加了59.6%。尽管碳汇的增加在绝对通量上相比人类化石燃烧产生的碳排放通量微不足道,但是考虑到构造尺度内全球硅酸盐岩风化速率的增强,尤其是在较为寒冷的高纬度地区,额外的二氧化碳固定量可能对地球历史时期的全球气候产生重要影响。     

新型水氡仪质量检测及台站比测实验研究

针对目前地震水氡模拟观测操作繁琐、干扰因素多等现状,引入新型水氡观测仪进行检测并与FD-125测氡仪开展对比试验研究。两款水氡观测仪在地震监测氡观测仪检测平台标准氡室校准,并依托九江地震台相同水样和环境下开展对比测量表明,在静置时间为1 h前提下,新型水氡观测仪重复性、相对误差、相对固有误差、固有本底符合技术要求,与FD-125测氡仪对比测量数据的一致性较好,但灵敏度指标有待提升。该仪器整体设计基本满足地震模拟水氡测量发展需求,可减少人工操作带来的测量误差,提升测量效率和数据质量。     

天然气水合物分解的甲烷对海洋生物的影响

随着海底环境的变化以及全球变暖的加剧,天然气水合物分解释放出大量甲烷到海洋中,其中一部分甲烷会穿过海水释放到大气中,导致大气中的温室气体增加,从而加剧了全球暖化。本文从甲烷的释放和运移路径角度梳理和总结了甲烷对海洋生物的直接和间接影响。首先,水合物分解释放甲烷,在海底形成冷泉渗漏区,滋养了一批特殊的生物群落,而甲烷是其形成生命元素中不可或缺的要素,由此繁衍形成了冷泉生态系统。其次,甲烷释放到海水中会引起海水酸化,海水酸化不仅会导致钙化生物合成碳酸钙外壳受阻,还会加速已生成外壳的溶解。最后,甲烷作为强温室气体释放到大气中还会加剧全球变暖;此外,极地冻土层的融化也会使得冻土区天然气水合物分解,导致大量甲烷进入大气中,从而致使海水暖化,海水的暖化又会对海洋生物的生存、代谢、繁殖、发育和免疫应答等多种生命活动造成影响。以上认识为进一步研究甲烷对未来海洋生态系统的影响提供重要参考信息。     

典型农业流域不同类型池塘水体CO2排放特征

内陆水体是大气CO₂收支估算的重要组成部分。农业流域分布着大量池塘景观水体,且具备蓄洪抗旱、消纳污染、水产养殖等多种功能。但是,农业流域不同功能的小型池塘CO₂排放特征尚不清楚。本研究以极具农业流域代表性的烔炀河流域为研究对象,选取流域中用于水产养殖(养殖塘)、生活污水承纳(村塘)、农业灌溉(农塘)、蓄水(水塘)的4个功能不同的景观池塘,基于为期1年的野外实地观测,以明确农业流域小型池塘CO₂排放特征。结果表明,不同功能池塘水体CO₂排放差异显著,受养殖活动、生活污水输入和农田灌溉等人类活动影响,养殖塘((80.37±100.39) mmol/(m²·d))、村塘((48.69±65.89) mmol/(m²·d))和农塘((13.50±15.81) mmol/(m²·d))是大气CO₂的热点排放源,其CO₂排放通量分别是自然蓄水塘((4.52±23.26) mmol/(m²·d))的18、11和3倍。统计分析也表明,该流域池塘CO₂排放变化总体上受溶解氧、营养盐等因素驱动。4个不同景观池塘CO₂排放通量全年均值为(37.31±67.47) mmol/(m²·d),是不容忽视的CO₂排放源,其中养殖塘和村塘具有较高的CO₂排放潜力,在未来研究中需要重点关注。     

济南地区岩溶地下水径流场模拟分析

本文建立了地下水运动的流函数和势函数剖面二维流数学模型,并求得了它们的有限差分数值解。以此为基础对济南岩溶区地下水水流系统进行了模拟研究,分析了岩溶地下水径流场的空间变化规律和作用因素,划分了水流系统,从而加深了对济南岩溶区地下水运动规律的认识。      

碳酸盐岩溶蚀动力学模拟实验

本文给出了碳酸盐岩溶蚀研究的新方法,即动力学模拟实验方法。这一方法是依据碳酸盐（MeCO3）——二氧化碳（CO2）——水（H2O）体系的两个水化学模型:方解石—CO2-H2O体系模型和白云石—CO2—H2O体系模型—而建立起来的。此二体系的状态和方解石或白云石的瞬时溶解速度仅受两个独立变量如Pco2和pH的制约。因而所设计的动力学实验也仅需要观侧二个独立变量。此外本文还以实验结果为基础讨论了方解石溶解的动力学规律。实验结果表明,动力学模拟实验结果较为可靠,方法较为先进。它为进行碳酸盐岩溶蚀的定量研究提供了一个新方法。