北太平洋大洋钻探研究进展

北太平洋作为全球大洋环流的重要组成部分,在高低纬间热量和物质的传输与再分配方面起到重要的调控作用,进而影响到地球气候系统。基于过去50多年来的大洋钻探工作,前人在北太平洋地球科学的研究上取得了一系列的成果。本文回顾了北太平洋古海洋和古气候方面的研究进展,包括：（1）东亚夏季风和西部边界流演化,以及其对高低纬热量、水汽的传输;（2） 北太平洋中层水和深层水的性质变化、分布范围和驱动机制,以及冰期旋回中水体垂直交换作用的气候响应;（3） 风尘输入对亚洲内陆古环境的反映,及其对北太平洋生产力的铁肥效应。尽管前人针对上述科学问题都开展了相应的研究工作,但目前在对北太平洋上述几方面的认识上仍然存在着分歧。基于对前人研究的总结概括,本文最后提出了未来北太平洋研究的关键科学问题,强调了多圈层、多系统角度对深入认识过去地球气候系统变化的重要性,并对未来大洋航次开展的理想靶区进行了展望。     

我国市县地球物理监测资源评估

我国地球物理监测站网主要由GNSS、定点形变、重力、地电、地磁、地下流体六大观测站网组成,由国家站、省级站和市县站构成基本监测单元。市县站观测手段多、站点数量庞大,是地球物理监测站网的重要组成部分。为摸清市县站监测资源底数、统筹利用市县监测数据,中国地震局历时2年完成了我国市县地震监测资源评估工作。基于此项工作,本文从观测环境、观测系统、数据质量和预报应用四个方面对我国市县地球物理监测资源进行简要分析,评估结果显示: 37.8%的测项评估为合格,可直接纳入国家地球物理数据库管理,47.9%的测项评估为基本合格,可纳入国家市县数据库管理,14.3%的测项评估为不合格,需要停测或者优化改造。针对评估结果,简要分析了市县监测运维工作存在的主要问题并提出具体可行的解决建议,为提升市县站监测质量提供参考。     

利用HJ-1B模拟数据反演地表温度的两种单通道算法

针对HJ-1B热红外波段特点,采用修正型QK & B算法,反演广州市2013-01-14的地表温度（land surface temperature,LST）。建立偏微分方程得出,当辐射率误差为0.01时,引起的LST误差约为0.6 K,LST误差与大气透过率成反比,与大气透过率误差成正比,0.1的透过率误差引起LST误差约1 K。大气水汽含量w误差与LST误差成线性关系,当大气水汽含量误差为0.1 g/cm²时,引起LST误差约为0.2 K。LST反演误差与近地表气温误差和大气平均作用温度误差均成正比,1 K的近地表气温误差引起LST反演误差约1K。总的来说,LST反演误差与区间比值和大气平均作用温度误差和近地表气温误差相关。用算法反演出来的广州市地表温度与MOD11_L2温度产品具有较强的空间一致性,温度差值曲线呈正态分布,主要集中在-0.9~0.9℃区域,选取广州市6个观测点,得出修正型QK & B算法和实测地温平均值相差约为0.31 K,MOD11_L2与实测地温的温度平均值相差0.65 K,误差均小于1 K。通过对修正型QK & B算法偏微分方程的推导,可对HJ-1B/IRS中的LST反演进行更细致和精确的分析,为其他针对环境卫星热红外波段类似反演LST的算法提供一定的借鉴,也为后续提高LST反演精度提供科学依据。     

典型海岛地热资源勘查定井方法研究

海岛地区地质环境条件相对较复杂,地形起伏较大,地貌类型多样,地热地质条件特殊,选用合适的地热资源勘查定井的方法,对地热资源的勘查开发具有重要意义。以典型海岛−青岛市小管岛的地热资源勘查工作为例,综合分析小管岛地热地质条件,对比分析地热资源勘查物探方法的优缺点,有针对性地采用音频大地电磁测深（AMT）和高精度电磁频谱法（MES）相结合的勘查定井方法进行地热资源勘查。综合2种物探方法解释成果,获取研究区热储概念模型,确定地热井位置,成功施工1500 m地热井1眼,出水量121.2 m3/d,孔底温度39.2 ℃。根据小管岛地热资源勘查实例表明,采用AMT法和MES法在海岛地区进行地热资源勘查是可行的、有效的。     

胶州湾表层沉积物黏土矿物分布特征及物源分析

利用X射线衍射（XRD）对胶州湾150个站位表层沉积物的黏土矿物组成及含量进行分析,研究了胶州湾表层沉积物黏土矿物的分布特征及其物质来源。结果表明,胶州湾表层沉积物中黏土矿物组成主要是伊利石（65.1%）和蒙脱石（17.1%）,其次是绿泥石（9.0%）和高岭石（8.8%）。在空间分布上,伊利石含量表现为西侧高、东侧低,高值区主要分布在大沽河、洋河口外两侧;蒙脱石含量高值区分布于胶州湾东北部、大沽河口东侧和湾口附近;绿泥石含量表现为东侧高、西侧低,且高值区整体呈条带状分布;高岭石含量表现为斑状分布,规律性不明显。黏土矿物物源分析表明,大沽河、洋河等入海河流所携带的陆源物质是胶州湾的主要物质来源,其中,大沽河是胶州湾沉积物中伊利石、蒙脱石和高岭石的主要物源,绿泥石则是大沽河、李村河及胶州湾东侧沿岸物质侵蚀风化产物共同作用的结果。     

丽水凹陷基岩岩性分布预测

东海陆架盆地丽水凹陷基岩潜山十分发育,钻井已证实其含油气性,勘探潜力巨大。综合现有基岩岩芯、铸体薄片、测井、测年、三维地震资料,在构建基岩岩相-地震相模板及岩石物理分析的基础上,对丽水凹陷基岩岩性开展定性和半定量预测,进而预测岩性平面分布特征。丽水凹陷基岩主要由片麻岩、花岗片麻岩、花岗岩组成,片麻岩为古元古界变质岩陆核,花岗岩来自中生代岩浆,沿深大断裂上涌侵入。地震剖面上片麻岩表现为中—高频,中—强振幅,同相轴连续性、成层性好;花岗岩表现为中—低频,弱—中振幅,呈杂乱反射;花岗片麻岩地震相介于前二者之间。岩石物理分析结果显示,密度参数对岩性区分效果最好,叠前密度反演能较好地半定量预测基岩分布特征。研究表明,丽水A洼主体基岩纵向呈片麻岩上覆花岗岩的二元结构特征;平面上不同构造单元的基岩顶面岩性各异,凸起区花岗岩剥蚀程度高,基岩为片麻岩或花岗片麻岩,洼槽区缺乏深大断裂,为原始区域片麻岩基底,其他区域为花岗岩。     

最近千年来山东半岛西部气候环境变化的石笋δ18O、δ13C记录(Ⅰ)

Ky1石笋采自山东半岛西部的开元洞,沿生长轴方向长度75 mm。在高精度U-230Th测年基础上,通过年纹层连续计数和平均沉积速率内插/外推相结合的定年方法,确定Ky1石笋生长于892-1894AD的1 000年间。在沿石笋生长轴采集的583个样品中,选择303个进行了δ18O、δ13C测试,平均分辨率约为3年。结果显示,最近1 000年来Ky1石笋的δ18O比值变化呈现明显阶段性,显示与小冰期(LIA)和中世纪暖期(MWP)对应的数百年尺度波动。根据δ18O记录,山东半岛在1482AD前后发生与MWP/LIA转换对应的气候突变,1 482 AD前相当于夏季风强烈、降水较多的中世纪暖期,1482AD后则为夏季风微弱、降水较少的小冰期,以1609AD夏季风最弱。Ky1石笋的δ13C比值变化,也由与MWP、LIA相当的两个阶段构成,其间也存在突变关系。比较而言,δ13C变化要比δ18O显著平缓,而且LIA后期以来二者变化明显不同步。最近1 000年来,与MWP/LIA对应的气候突变相当于明朝中期;就各个朝代内部的气候变化趋势而言,不同朝代之间不尽相同;不同朝代之间的更替期均大致与MWP、LIA内部的次级气候突变时期对应。因此,中世纪暖期和小冰期内部的次级气候波动对中国社会发展的影响,可能比千年尺度上最剧烈的MWP/LIA突变本身更显著。另一方面,洞穴所在山地的土地利用程度不断提高,其与气候变化共同影响着洞穴所在山地的植被的C3/C4植物构成及土壤性质,从而影响到石笋δ13C比值。从892-1318AD,土地利用对山地植被构成、土壤特征的影响程度尚不及气候变化;1318-1479AD,已达到或超过小幅度的气候变化;1483-1779AD,达到或超过大幅度的气候变化;1779-1894AD,土地利用程度趋于稳定,气候变化对环境的影响程度则又相对凸显。     

冲绳海槽高分辨率层序地层研究

冲绳海槽为西太平洋内弧盆体系中一个典型的弧后盆地,其形成和发展与太平洋板块、欧亚板块和菲律宾板块活动有关,为海底扩张的结果,具有高的热流值和活火山的岩浆活动。中新世以来的太平洋活化区,沉积物包括海洋的生源物质和陆源碎屑物质,地层中记录了古海洋环境和大陆古气候变化的有关信息,对该区进行高分辨率层序地层研究和计算沉积速率显得尤为重要。在小波变换的基础上建立高分辨率的层序地层格架,以米兰科维奇思想对测井曲线和天文周期进行频谱分析,从而求得地层的沉积速率是沉积时限,另外对测井曲线和天文周期曲线运行调谐,建立起地层的天文年代标尺,从而对地层进行精确的定年。     

西拉木伦河断裂重、磁、电特征分析

西拉木伦河断裂带主体位于天山—兴蒙地槽系的中东部,沿西拉木伦河近东西走向延伸,是中国东北地区的一条规模较大的断裂带. 该断裂带的界限位置一直是地质界研究的热点问题. 目前对于断裂带性质的研究主要集中在大兴安岭以西地区,对大兴安岭以东的地区研究甚少. 笔者从重、磁、电的角度分析了西拉木伦河断裂在大兴安岭以东地区的重、磁、电特征,利用小波多尺度分析方法对各异常场进行了分离,基于获得的含有异常信息的各阶图像,并结合大地电磁剖面,综合推断出西拉木伦河断裂的空间展布情况,认为西拉木伦河断裂是一条超壳断裂.     

山西省兴县赵家焉铝土矿硫分布特征及成矿环境研究

硫含量对氧化铝工业生产有直接影响,以往的山西省铝土矿床多为低硫矿床.赵家焉铝土矿是近年新获的大型铝土矿床,铝土矿矿床整体上属高硫型矿床.在赵家焉铝土矿详查-勘探阶段基本分析中增加了S元素,试验分析表明区内铝土矿岩石组合同时存在A、B两个成矿序列,且与硫含量分布有着直接关系.通过对铝土矿中K、Na含量比分析和S分布特征与沉积环境分析,认为赵家焉铝土矿的成矿环境属于滨海泻湖-还原相沉积环境,山西式铁矿是深部黄铁矿近地表处后期改造的产物.