基于GPS观测研究2010年青海玉树MS7.1地震震后地壳形变特征及其机制

2010年4月14日青海玉树M_S7.1地震发生在青藏高原东南部甘孜-玉树地震带,在震后7~10天内,我们快速建立了由15个GPS测站组成的跨地震破裂带观测剖面,包括1个连续站,3个半连续站和11个流动站,对所有站进行了240多天的观测,获取了该次地震的震后形变时空特征.采用欧拉矢量和位错模型解算了背景速度场,并从GPS观测的形变场中扣除该分量.采用分层黏弹性位错模型计算余震引起的地表形变,结果表明余震对部分测站的位移造成不可忽视的影响.采用对数模型拟合位移时间序列,表明特征衰减时间为6.7±1.2天.利用最速下降法反演震后余滑时空分布,反演结果表明震后断层活动以左旋滑动为主,断层南盘具有少量的抬升.在空间分布上,余滑主要位于同震破裂区的两侧,西北侧的余滑几乎达到地表,而东南区的余滑基本在同震破裂区的下方,余滑最大的区域位于结古镇东南下方10~20 km的深度范围.随着震后离逝时间的增加,2个余滑区在空间上保持不变,余滑区的面积逐渐扩大.余滑的矩释放为（1.5~5.1）×10¹⁸Nm,相当于1个M_W6.1~6.4地震释放的能量.分层岩石圈黏弹性模型计算的地壳孔隙弹性反弹形变与地表观测值相差较大,不能解释观测到的震后变形.采用麦克斯维尔流变体模型计算下地壳和上地幔松弛引起的地表形变,显示出其对地表形变的贡献较小.GPS观测得到的震后形变所具有的快速衰减特征,以及余滑模型能够较好地拟合GPS地表形变,表明2010年玉树M_S7.1地震后早期阶段的地壳形变主要是由余滑机制决定的.     

基于单邻点多波段预测的高光谱图像无损压缩算法

提出了一种基于聚类-单邻点、多波段预测-熵编码的高光谱数据无损压缩方法。根据谱向特征,进行高光谱图像矢量聚类。对各个分类,采用单个空间位置邻点、多个波段作为预测数据,训练预测系数,进行三维预测。残差采用Golomb-Rice编码。实验证实了算法的有效性。     

基于WebGIS平台的陕西省地学实习教学辅助系统

通过对陕西省各实习基地地学实习内容、模式与特点的分析,在分析系统框架、开发方式、开发平台等的基础上,探索建立基于WebGIS的地学实习教辅系统,并对主要功能模块的具体实现方法进行研究。结果表明,利用WebGIS、Java EE、HTML/CSS及ArcGIS图像编辑等技术实现地学实习教辅系统的开发,可对陕西省各实习地点教学素材进行有效管理、教学实习地点展现,并提供师生互动交流平台。     

Seasonal circulations in the Malay Peninsula Eastern continental shelf from a wave–tide–circulation coupled model

A wave–tide–circulation coupled model based on Princeton Ocean Model is established to study the seasonal circulation in the Malay Peninsula Eastern Continental Shelf region. The model successfully reconstructs the observed seasonal variation of the circulation in the region, as well as the main currents. The simulated tidal harmonic constants, sea surface temperature, and sea surface height anomaly agree with the observations well. The model results show that the upper-layer circulation in the region is mainly controlled by the monsoon winds, while there are two transitions in spring and fall. An anti-cyclonic eddy is present off the Peninsular Malaysia’s east coast in summer, centered at 5°N and 105.5°E, both in the TOPEX/Poseidon data and in the model. Numerical experiments show that the wind stress curl and bathymetry steering are responsible for its formation.     

坡度对碎屑流冲击立式拦挡墙力学特征的影响

由坡度和挡墙倾角的改变造成碎屑流冲击力学模型的改变是目前被忽略的问题。在碎屑流冲击倾式拦挡墙物理试验的基础上,利用离散元数值计算方法研究了坡度对碎屑流冲击立式拦挡墙（墙面与地面的夹角为90°）力学特征的影响,依据死区颗粒堆积特征,流动层颗粒冲击特征以及二者的相互作用特征提出了两种新力学模型：由倾斜冲击挡墙向坡面堆积转变的力学模型和考虑流动层对死区冲切摩擦作用的水平直接冲击力学模型。对不同冲击力学模型进行了验证分析,结果表明：坡度和挡墙倾角改变了死区的堆积特征从而改变了流动层的冲击方向和冲击力大小。当坡度小于40°时,碎屑流流动层首先沿死区上覆面倾斜冲击挡墙,在最大冲击力作用时刻,流动在坡面层状堆积,最大法向冲击合力可按静土压力公式估算。随着坡度的增大,在最大冲击力时刻,流动层颗粒直接冲击挡墙,但由于死区颗粒对流动层颗粒具有摩擦缓冲减速作用,大幅降低了流动层对挡墙的直接冲击力。此时死区对挡墙的作用力主要包括3个部分：流动层沿坡面冲击死区,由死区传递至挡墙的冲击力、流动层对死区的冲切摩擦力以及死区自重的静土压力。死区对挡墙作用力占最大法向冲击合力的比例增大至90%左右。当坡度由40°增大到50°时,在最大法向冲击合力作用时刻,流动层对死区的冲切摩擦力占最大冲击力的比例由15%增大到49%,流动层与死区之间的摩擦系数由滚动摩擦系数转变为静摩擦系数。提出的流动层对死区的冲切摩擦力为碎屑流冲击刚性挡墙力学计算模型提供了新的研究思路。     

岩石破坏过程磁场效应实验研究及其对地震预报的意义

地震前岩石圈存在可观测的磁场前兆异常, 岩石破坏过程的磁场效应规律却鲜有研究.本文设计建立了岩石破坏磁场效应监测实验系统, 测试分析了岩石破坏过程磁场与载荷、声发射、电磁辐射之间的关系, 探讨了岩石破坏磁场产生机制与岩石破坏磁场效应对地震预报的意义.结果表明: 岩石在受载破坏过程能够产生磁场, 磁感应强度与载荷变化存在良好的对应关系.在受载前期, 磁感应强度波动增加, 受载中后期, 磁场强度显著增加; 主破坏发生时, 磁场强度快速增加并达到最大值.磁感应强度与累积声发射计数平均相关系数达到0.825, 呈高度相关, 表明磁场变化能够反映岩石的变形破坏阶段和状态.岩石破坏磁场的产生主要与电性变化有关, 运动电荷或电流的变化产生了磁场.岩石破坏磁场与电磁辐射同属于电磁信号, 磁场是一种极低频、连续、脉冲式的信号, 信号频率一般为0~20 Hz; 电磁辐射是一种瞬态、阵发性的电磁波, 信号频率一般为kHz~MHz.相对于电磁辐射, 磁场前兆异常先出现, 岩石破坏的磁场监测结果对于评估地震的临震预报具有显著的意义.

     

慢地震, 极小的颤动地震

最新研究发现,发生在断层带深部的小地震和极小颤动地震都是由地表的慢地震引起的。这种慢地震可能也是可发生在俯冲带的震源比较浅、震级高、破坏力强的地震的前兆,如2004年12月发生的苏门答腊地震。美国地质调查局的地震学家B.Ellsworth说,“2002年,日本地震学家K.Obara首次发现的“非火山”微弱信号是半个世纪来被发现的第一个新的地震波震源”。颤动地震与我们常见的普通地震的信号不同,它没有包含地震学家确定地震震中的P波和S波。这种信号可能持续的时间较长,与一般地震只有几秒钟的信号相比较,它可以持续15min。一系列1级或2级的…     

克拉玛依侏罗纪玄武岩地球化学特征及其壳幔作用过程研究

新疆北部中新生代岩石圈深部过程一直备受关注但研究较少。在详细的野外地质和室内岩相学的研究基础上,对西准噶尔克拉玛依侏罗纪玄武岩开展了全岩主元素、微量元素和Sr-Nd同位素以及锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析。这些玄武岩与下伏下石炭统太勒古拉组地层呈角度不整合接触关系,具有明显柱状节理、块状构造、斑状结构,斑晶主要由富Ca斜长石、普通辉石和橄榄石组成,部分含有菱铁矿,基质为间粒间隐结构。玄武岩属于碱性玄武岩系列(σ=3.87~4.68),强烈富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、K等)和轻稀土元素,没有Eu的负异常(δEu=1.02~1.06),具有相对较低的正εNd(t)值(+2.95~+3.02)和较高的(87Sr/86Sr)i值(0.7048~0.7049),暗示其具有与OIB型源区相似但较为亏损的源区特征。这些玄武岩可能来源于80 km以下深处的石榴石二辉橄榄岩的低程度部分熔融作用。玄武岩中获得锆石的U-Pb谐和年龄为(357.3±5.1)Ma,这一年龄与围岩太勒古拉组的时代相当,指示这些锆石主要来自早期岩浆作用。与晚古生代岛弧及后碰撞基性火山岩不同,侏罗纪玄武岩形成于相对稳定的板内构造环境,其地幔源区亏损程度不及晚古生代火山岩源区。这样的源区可能与俯冲下沉洋壳和拆层岩石圈发生变质重熔形成富集熔体并不断交代亏损地幔有关。     

内蒙古敖汉旗克力代岩体锆石U-Pb年代及地球化学

通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年对内蒙古敖汉旗克力代岩体进行研究。结果表明,岩浆锆石的加权平均年龄为263±1 Ma,表明其结晶年龄为中二叠世。岩石地球化学分析表明,岩体具有高Si(SiO2=69.94%～72.56%),富ALK(Na2O+K2O=8.04%～9.23%),贫Fe(FeOT=1.50%～1.82%)、Mg(MgO=0.65%～0.86%)、Ti(TiO2=0.32%～0.35%)的特点;A/CNK值为0.87～0.93,为准铝质;A/NKC1.1,显示出I型花岗岩特征。固结指数(SI)为6.06～7.36,分异指数(DI)为88.82～91.82,说明岩体经历了较强的分异演化作用。稀土元素总量较低(ΣREE=91.76×10-6～143.16×10-6),轻稀土明显富集,重稀土相对亏损,LREE/HREE值平均为9.14,(La/Yb)N平均值为8.36,δEu平均值为0.58,为Eu亏损型。大离子亲石元素(LILE)Rb、K较富集,强烈亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ti、Ta。因此,判定克力代岩体为高钾钙碱性I型花岗岩。结合测年结果和地球化学特征,判定该岩体为晚海西期华北板块和西伯利亚板块碰撞作用形成的同碰撞型花岗岩。