地球深部物质和能量交换的动力过程与矿产资源的形成

地球深部物质与能量的交换和深层动力过程这一科学问题的提出,乃是近年来地球科学发展与逐步向量化“进军”的必然,它是探索一系列地学前沿课题的基础。地球表面所见到的一系列地球物理场异常,地质构造格局,地球化学组分变异,无一不受到地球内部物质与能量的交换和深层动力过程的制约。如地球圈层的形成与演化,大陆伸展与裂谷,资源与能源等,均为深部物质运移和物理学、化学效应及地质构造耦合的产物。本文讨论了金属矿产资源与地壳、地幔结构及深部物质运移的动力学响应。通过几个典型矿床和其形成要素分析了成矿作用的深层动力过程。文中主要讨论了五个方面的问题:第一,金属矿产资源成矿和分布与地壳、地幔结构及深部物质运移和成矿带。第二,金的形成与深层过程。第三,金属矿床的形成、演化和分布与深部物质及能量的交换。第四,地幔热柱与成矿作用。第五,地球内部深层动力过程与流体运移和必须深化研究的几个问题。     

长江经济带产业的集聚与演化——基于开发区的视角

推进产业集群培育和产业有序转移,对实现长江经济带产业转型及协同发展具有重要意义。以开发区为研究视角,从时空两个维度刻画了长江经济带的产业结构特征及空间集聚状态,重点剖析了技术密集型、资本密集型和劳动密集型产业的演化特征。结果表明：长江经济带开发区的装备制造、电子信息、汽车及零部件等技术密集型产业相对于全国而言优势显著,但下游、中游和上游地区开发区的产业能级存在梯度差异;开发区产业布局主要依托“城市群-中心城市”,劳动密集型产业呈“小集聚、大分散”的格局,资本密集型产业主要集聚在资本雄厚、矿产资源丰富或沿海沿江地区,技术密集型产业已形成规模不等的集聚连绵区。从演变特征看,开发区的产业结构高级度与其设立时间正向相关,且存在上中下游间的差异性,下游地区的开发区产业结构更加高级化;同时,技术密集型、资本密集型和劳动密集型产业之间的空间关联性逐渐增强。最后,本文初步构建了一个基于开发区的产业集群培育和产业有序转移的理论分析框架,并提出相应的政策建议：未来长江经济带世界级产业集群的建设应重点依托国家级和省级开发区,通过开发区产业分阶段的集群化发展模式来带动区域经济发展;同时,也应以各类开发区为载体,推进关联地区产业的有序转移。     

河西走廊一次大雨天气诊断分析

对2009年8月18日发生在甘肃省河西走廊中部区域性大雨从天气形势、物理量场、水汽条件、卫星云图特征进行了综合分析,发现500 hPa巴尔喀什湖至新西伯利亚阻高的发展使得脊前冷槽南压加强,为这次区域性大雨形成提供了冷空气来源,副热带高压明显西升北抬为大雨形成提供了充足的水汽来源;700 hPa低空低涡的辐合为大雨产生提供了必要的上升运动,并促使对流不稳定层结的产生和发展。同时发现,中低层不稳定能量触发,在大尺度锋面降水云系中产生中尺度对流云团活动,是造成局地雨强较大的主要原因。高低空螺旋度"上负下正"的配置,对强降水的预测和落区有良好的指示作用。     

安徽某矿区强水敏性地层钻进泥浆的试验研究

针对富含钙蒙脱石的水敏性地层会遇水膨胀,导致钻孔缩径等问题,借鉴石油钻井中采用的正电胶MMH泥浆体系,在进行室内试验优选配方的基础上,进行了野外试验,取得了良好的效果。     

中国双相沉积盆地、古老结晶基底与东北地区深层潜在油气藏

基于我国双相沉积盆地与东北地域深部岩性地层潜在油气的必然前景,故必须把握全区沉积建造、结晶基底的起伏,火山岩分布和油、气盆地在浅部与深部不同岩相的空间展布;特别要在新的理念导向下,突破已有框架,重新进行油气远景的剖析和区划,深化认识油气形成和储集空间展布的深层动力过程.为此,揭示不同构造地域"透明"沉积建造、古老结晶基底和壳、幔深层动力学响应,必将成为我国在深部发现大型和超大型潜在油气藏的关键所在.通过国内外油气能源分布状况的研究指出,中国在多元共享世界能源的同时,必须立足于本土并强化安全、可靠与可持续供给的能源战略后备基地的建设.在剖析和研究我国沉积盆地中油气储层、沉积建造和结晶基底的基点上发现,在沉积盆地地域陆相地层下面仍普遍存在着海相地层,即盆地应为双相沉积盆地(陆相 海相);基底不应专指中、新生代沉积地层的底部,而应为古老的变质岩基底,即结晶地壳的顶部.基于这样的理念和对几个双相沉积盆地层序实例的分析提出:我国油气能源勘探在深部尚具有广阔的空间;在我国东北地域应全面进行双相沉积建造、火山岩分布、古老结晶基底的高精度探查;油气和沉积盆地形成的深层过程、动力学响应乃东北大庆、吉林等油气田及深部和周边地域发现新的油气藏、大幅度提升油气藏深部潜在空间的必须.基于双相沉积盆地和古老变质岩基底的研究,对在东北地域查明双相沉积建造、古老结晶基底、火山岩分布和第二深度空间(5 000～10 000 m)油气藏地球物理勘探与整体规划提出了布署和建议.     

内蒙古狼山地区早二叠世晚期花岗闪长岩:地球化学、年代学、Hf同位素特征及其地质意义

狼山地区位于内蒙古西部,索伦蛇绿岩带西南,晚古生代岩浆岩分布广泛,是中亚造山带晚古生代构造演化研究的关键位置。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年方法获得狼山地区沙日楚鲁花岗闪长岩及莫若古花岗闪长岩的形成时代分别为(278.07±0.66)Ma和(278.05±0.69)Ma,为早二叠世晚期岩浆活动的产物;岩石地球化学特征表明,狼山地区早二叠世晚期花岗闪长岩属于高钾钙碱性系列(SiO2:63.76%~67.88%;K2O:2.74%~4.02%)、弱过铝质岩石(A/CNK:0.94~1.07),具有中等的Mg#(38.98~47.53);轻稀土(LREEs)及大离子亲石元素富集,重稀土及高场强元素亏损,具有弱的Eu负异常,为具有陆缘弧花岗岩特征的Ⅰ型花岗岩。锆石Hf同位素分析结果显示,沙日楚鲁花岗闪长岩及莫若古花岗闪长岩具有负的而略显分散的εHf(t)值(-0.6^-7.5),其源区物质主要来源于华北古老地壳,并有少量幔源物质加入。结合区域地质背景,认为狼山地区早二叠世晚期花岗闪长岩形成于古亚洲洋向南俯冲的活动大陆边缘环境,彼时洋盆尚未闭合。     

潜堤后高阶自由谐波的研究

基于高阶边界元方法的完全非线性数值水槽模型模拟潜堤地形上波浪的传播变形,通过与实验值进行比较,考察数学模型的正确性.采用两点法分离得到堤后高倍频自由波来研究入射波参数、水深对堤后高倍频自由波的影响.研究发现:基频波、二阶和三阶自由波幅值分别与入射波波幅成线性、二次和三次函数关系,基频波幅值基本不随波浪周期变化,而二阶和...     

鹤岗地区地震活动与矿山瓦斯异常涌出的相关性研究

以大尺度的地震监测台网数据结合鹤岗小区域的矿山地震监测台网监测数据为证据,通过数据统计的规律来找出天然地震和矿震活动之间的关系,找出地震活动与煤矿瓦斯异常涌出的相关性研究。经过分析可知天然地震与矿震、煤矿瓦斯爆炸之间存在某些关联,即地震波的传播会导致煤矿瓦斯的异常涌出,这是矿山安全生产的最大威胁之一。探讨了天然地震、矿震及煤矿瓦斯异常涌出的相关性,为矿山的安全开采提供预警的可能。     

强烈地震孕育与发生的地点、时间及强度预测的思考与探讨

进入21世纪以来,全球范围内强烈地震频频发生,势已进入到一个新的地震活动时期.我国大陆内部、周边和台湾岛内一系列强烈地震(MS≥6.5)的发生,特别是2008年5月12日汶川MS8.0大地震的突发与其震前的异常平静表明:地表与上地壳均未见有明显的或确切能构成短、临强烈地震预测的浅表层活动过程,大地震由深部壳、幔物质运动,即深层动力过程所致.基于对强烈地震孕育、发生和发展的初步研究提出:(1)面对强烈地震的预测必须强化震源深部介质和构造环境的研究与探索,以达对未来地震发生地点的预测.(2)在地震强烈活动地区长期坚守介质破裂效应及其派生物理响应的井中观测,即"抚模"震源区介质与结构的动态"脉搏",以达对地震发生时间的逐步逼近或预测.(3)深入剖析强烈地震活动区、带、点的深、浅层空间结构与动力过程,历史地震在地震活动地域的纵向和横向的分布特征及可靠前兆信息的同步性经验和统计效应与发展态势,以对未来强烈地震发生强度的估计.这三个方面均必须以地壳深部信息的采集和研究为前提,是地震学和地震预测深化研究与探索的必经之途！     

阴山造山带—鄂尔多斯盆地岩石圈层、块速度结构与深层动力过程

阴山造山带位于鄂尔多斯盆地的北缘,这一地带不仅是构造活动强、弱的变异地域,且为盆、山的耦合地带,故在造山带与盆地地域具有各异的深层动力过程.本文基于高精度人工源地震宽角反射、折射探测和高分辨率的数据采集,通过反演求得了满都拉—鄂尔多斯—榆林—延川长达650 km剖面辖区的岩石圈精细层、块结构.研究结果表明：①沿该剖面由南向北地壳厚度为40~45 km;在不同构造单元其介质、结构均不相同;速度分布、空间结构形态和界面起伏及属性亦存在着明显差异;上地幔顶部速度为8.0~8.1 km/s;②沿剖面存在5条深、大断裂,且将该区切割成为壳、幔结构明显差异的4个构造单元,即鄂尔多斯盆地、盆山耦合地带、阴山造山带、内蒙构造带,它们各自具有固有的深层过程和动力学响应.同时厘定了阴山造山带与内蒙构造带之间的白云鄂博深、大断裂带是古亚洲洋的南界.在这里不仅导致了阴山造山带的形成,而且聚集了诸多的金属矿产资源,地震亦频繁活动.基于上述研究表明,阴山造山带—鄂尔多斯盆地耦合地带的壳、幔结构复杂、呈现出速度结构各异的层、块状展布.显然,在这一错综的成山、成盆、成岩、成矿和成灾地带,有着特异的深层过程和动力机制.