2020年4月20日磁暴恢复相期间舌状中性结构的垂直变化

在发生于2020年4月20日的地磁暴恢复相阶段, GOLD(Global-scale Observations of the Limb and Disk)成像仪在第112天(day of year, DOY 112)中低纬地区观测到氧原子(O)和氮气分子(N₂)的柱密度比(ΣO/N₂)的舌状中性结构(TON).TON结构一般指发生于中高纬且形成于两个ΣO/N₂暴时衰减结构之间的ΣO/N₂增强结构.热层-电离层电动力学大气环流模式(Thermosphere-Ionosphere-Electrodynamics General Circulation Model, TIEGCM)定性地模拟再现了在本次磁暴恢复相期间观测到的ΣO/N₂增强结构, 并且发现这个结构在前一天(DOY 111)当地下午形成, 通过中性风的输运被逐渐耗散.模拟结果呈现了不同高度O/N₂的TON结构的垂直变化, 其强度和纬度范围有明显的高度依赖性, 并且随磁暴演化不断变化.诊断分析表明: 下沉流(downwelling)驱动的垂直输运首先导致较低纬(约30°N—70°N)O/N₂的增强, 然后通过极向风驱动的水平输运将其向更高纬地区输运.在中低热层(约120~300 km高度), 主导O/N₂的TON结构演化的中低纬极向风主要是由气压梯度力导致的, 同时科里奥利力对极向风也有一定的正贡献.而在约300 km高度以上的高热层, 极向风主要由气压梯度力和与其作用相反的垂直黏性力两项控制.

     

移动测量技术及其应用

讨论了全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）/里程计（odometer,ODO）/惯性导航系统（inertial navigation system,INS）组合定位定姿中误差校正与ODO/INS组合导航两个方面的问题。针对里程计刻度因子和安装误差角的校正,在不改变原GNSS/INS滤波器的基础上,设计了GNSS/INS与INS/ODO两级卡尔曼滤波器级联结构,将INS导航误差与里程计刻度因子误差、安装误差角分别列入两个滤波器的系统状态中,在GNSS连续观测和固定模糊度条件下,利用里程计和惯导里程增量之差作为INS/ODO卡尔曼滤波器的外部观测,对误差进行校正。另一方面,使用校正过的里程计和安装误差角,在GNSS失锁条件下对INS进行观测和修正。跑车实验结果表明,本文算法可以有效校正里程计刻度因子和定位定姿（positioning and orientaton system,POS）安装误差角,同时大幅提高GNSS失锁条件下的定位精度,配合平滑卡尔曼滤波器,可将城市移动测量两分钟GNSS失锁条件下的定位误差控制在0.5 m以内。     

关联矩阵法在独立基线及独立双差模糊度选择中的应用

介绍了利用Gram-Schmidt正交化算法构建独立向量集的原理,并利用关联矩阵和向量权的思想构建独立基线向量集和独立双差模糊度向量集,讨论了三种构建双差模糊度向量的特点,给出了选择独立基线和独立双差模糊度的正交化算法。通过一个全球GPS网定轨算例,给出了计算结果,验证了方法的有效性。     

蓬莱19-3油田西北斜坡带构造特征及控藏作用

为探索蓬莱19-3油田西北斜坡带的勘探潜力,根据邻区已钻井和精细的地震资料解释,采用断裂几何样式分析及构造恢复方法对蓬莱19-3油田西北斜坡带的断裂成因、构造演化及其控藏作用进行分析。结果显示：在平面上主要发育NE(NNE)向及NW(近EW)向断层,其走向、倾向及垂向上的搭接关系主要受区域应力及地层厚度等因素控制,在不同构造部位体现不同的特征。揭示了3个关键期区域构造应力在本区的叠加,即早白垩世(燕山期中期)的拉张,始新世晚期的右行走滑及上新世—第四纪新构造运动的拉张。早白垩世发育的基底先存断裂控制了古构造脊的形成,为本区油气横向输导提供必要条件,上新世—第四纪新构造运动发育的贯通式切脊断裂是油气的垂向运移的有利通道,其活动期是渤海重要的成藏期,预示本区具有良好的勘探潜力。     

庙西南凸起馆陶组油气差异成藏规律

针对庙西南凸起馆陶组主要成藏砂体类型与油气富集程度的差异,分析油气运聚条件及其对油气成藏的影响,总结差异成藏规律。研究表明,油田区为多断阶“脊—断”接力式油气运聚模式,油气先沿馆陶组底部区域砂岩输导脊向高部位断阶区横向运移,再由“通脊”断裂将油气分配至浅层聚集成藏。增压应力的分布与强度是影响油气运移与保存的关键,控制主要成藏砂体类型与油气富集程度。增压区利于油气保存而不利于油气运移,以厚砂体成藏为主;弱增压区、亚增压区利于油气运移但不利于油气保存,主要为薄砂体成藏。构造低部位弱增压与高部位增压型断块运移与保存条件最优,油气最为富集。同一断块内部,“脊—断”条件控制不同井区的油气丰度,“通脊”断裂切至输导脊的构造位置越高、在输导脊上累计错动面积越大,该区域的油气丰度也越高。这种油气差异成藏规律有效指导了庙西南凸起馆陶组的高效评价,同时为类似地区的油气勘探提供了重要参考价值。     

顾及有色噪声的GNSS时间序列时域信号提取

随着大型地震的发生,GNSS时间序列中除线性趋势和周期信号外,还存在大量震后瞬态,准确地提取各项时域信号是运用GNSS时间序列进行地学研究的关键.为此,本文提出了顾及有色噪声的GNSS时间序列时域信号提取法.该方法首先基于白噪声（White Noise,WN）+闪烁噪声（Flicker Noise,FN）模型,使用最大似然估计（Maximum Likelihood Estimation,MLE）对震前GNSS时间序列进行参数估计,并根据参数估值来去除震后时间序列中的震前信号,以此获取残差序列;然后将残差序列作为求解特征时间尺度的观测量,WN+FN模型作为观测量的随机模型,并采取非线性最小二乘法（Non-linear Least Squares,NLS）法估计特征时间尺度;最后利用估计的特征时间尺度构建GNSS时间序列函数模型,并采用MLE估计其未知参数,进而实现时域信号的提取.经模拟数据分析,考虑有色噪声时,特征时间尺度估计算法的收敛性提高了25%,各项未知参数的标准差（Standard Deviation,STD）显著下降.最后,将该算法应用于日本区域实测数据,并与传统方法进行了对比分析.

     

敦煌成矿带地质建造的成矿系列家族

根据地质建造和成矿特征,借鉴我国地质学家创立的矿床成矿系列理论,对敦煌成矿带的成矿系列进行了深化研究.按照成矿作用与地质建造的时间关系,将成矿系列细化为“同生”、“准同生”、“后生”、“表生风化”类别.同一套地质建造有关的几个世代的成矿系列自然地构成一个成矿系列家族(简称成矿系列族),在敦煌成矿带初步总结出7个成矿系列家族,为阐明区域成矿规律奠定了基础.     

华北克拉通古老大陆地壳组成及演化

对鞍本、冀东、鲁西、阴山等早前寒武纪典型地区和深部物质进行了深入研究,总结了华北克拉通早期地壳形成演化历史。揭示出鄂尔多斯地块本身强烈卷入了古元古代晚期构造热事件。首次在华北克拉通划分出3个>2.6 Ga 古陆块。     

贵州威宁麻窝山岩溶盆地沉积物中粘土矿物特征及其古气候指示意义

利用X射线衍射等分析方法,对贵州威宁麻窝山岩溶盆地沉积物中粘土矿物进行研究,获得了粘土矿物的组成、相对含量、结晶度指数、化学指数以及相对含量比值等方面的信息,探讨该盆地的沉积环境演化特征。研究表明,粘土矿物以伊/蒙混层矿物(30%~75%)和绿泥石(10%~45%)为主,高岭石(5%~20%)和伊利石(10%)次之,基本不含蒙脱石。伊/蒙混层矿物和绿泥石含量呈负相关性。高岭石含量在剖面底部较稳定,在484cm上部出现较大的波动。伊利石结晶度和化学指数与伊/蒙混层矿物含量具有较好的正相关性,且在第Ⅰ阶段相对于其它指标较敏感,出现波动。通过综合对比分析,将研究区剖面划分为4个阶段,其是3个冷暖干湿的大循环和若干个小循环气候环境的物质记录。     

新疆伊犁盆地南缘中新生代以来构造演化与聚煤规律研究

新疆伊犁盆地以其丰富的煤碳和铀矿资源倍受专家与学者的高度关注,特别是伊犁盆地南缘。笔者从煤矿勘查角度,运用构造地质学、煤田地质学、沉积学的理论,从构造应力作用强度方面阐述伊犁盆地南缘现存的构造特征、构造格局以及含煤地层中下侏罗统水西沟群的沉积特征和赋煤性。笔者分析了古气候和沉积环境与聚煤关系,认为水西沟群是在温暖潮湿古气候条件下形成的冲积扇-扇三角洲体系的产物,有利于泥碳沼泽环境的形成,特别是西山窑组具备形成稳定而厚大煤层的基本条件。笔者重点分析中新生代以来的构造演化过程对煤矿的形成与保护作用,认为区域构造背景直接决定了盆地的形成与演化,从而影响着研究区成煤环境与赋煤潜力;构造格局或构造特征是成煤后构造演化的结果,即其活动影响着煤层成藏或保存程度;构造作用的差异性影响着煤层的保存状态和分布范围。