球对称有限水体气泡振荡模型及其对陆地水体气枪研究的意义

在陆内水体内激发气枪震源, 利用其气泡振荡产生的地震波可以研究地下结构及速度变化.与海洋激发环境不同, 陆内有限水体会影响气泡的振荡过程.本文利用有限元方法, 对球对称情况下气泡在有限水体内的振荡过程进行了数值模拟分析, 发现气枪震源在陆内水体内的气泡振荡存在临界大小, 与气枪激发时产生的激波有关.模拟结果表明, 水体较大时(半径大于100 m), 可以继续使用无限水体模型; 当水体较小时(半径小于50 m), 固液边界反射的激波会改变气泡处的压力, 进而改变气泡振荡过程, 显著地提高气泡振荡的频率, 降低振荡的幅度.相关数值模拟结果与实验观测相符, 为陆内小水体中气枪的高频源场信号特征提供了合理的解释.基于有限水体的气泡振荡过程分析有助于提升对陆内水体气枪激发过程的理解, 为气枪选址、设计、优化提供理论依据.

     

利用主动震源监测地下介质衰减特性变化

监测地下介质物性动态变化对于研究地震的孕育发生过程具有重要意义. 汶川地震发生后, 在汶川地震主断裂带东北端的陕西省宁强县, 建立了一套主动震源观测系统,利用电动落锤作震源对断裂带开展了近一个月的连续监测实验. 利用主动震源激发波形的高度可重复性, 用谱比法计算了浅层地下介质衰减参数t*随时间的变化, 并与波速和大气压变化进行了对比分析. 结果显示, 由未固结的沉积层和破碎岩石组成的断裂带地震波衰减强,品质因子为10左右;衰减参数t*与大气压的变化有很好的相关性, 并与波速随大气压的变化趋势一致, 可能是由于大气压变化导致浅层介质的裂隙密度变化引起的;强余震引起显著的t*的同震变化及震后各接收台站的不同变化趋势. 野外实验表明, 主动震源是一种监测地下介质物性变化的有效方法.      

祁连盆地第三纪沉积物磁性地层和岩石磁组构初步研究

祁连山山间盆地内的新生代沉积物是研究新生代以来祁连山构造演化的重要材料.本文以位于祁连山中部祁连盆地内的新生代沉积物为研究对象,利用磁性地层学方法结合碎屑颗粒裂变径迹定年方法获取其沉积时代框架,在此基础上,结合岩性变化与沉积环境变迁分析祁连山构造演化历史.野外实测剖面显示该盆地内的第三系可划分为下部砾岩组和上部砂岩组两大岩性单元.古地磁结果显示砾岩组的沉积时代约为10-14.3 Ma.砾岩组沉积大约在14.3 Ma开始形成,指示祁连山14.3 Ma以来构造活动变强烈.磁组构结果显示砾石组顶部沉积形成时的受力方向与现今祁连盆地周缘断层分布所指示的应力方向一致,表明这些断层大约在10 Ma附近开始活动.我们的结果揭示祁连山中部山脉14.3 Ma以来尤其在10 Ma附近构造活动较强烈.这与过去低温热年代学所获得的祁连山山体的快速冷却年龄及祁连山两端大型盆地内的第三系所记录的构造事件发生的时间基本吻合.而砂岩组的古地磁结果并未通过褶皱检验,其古地磁记录发生了后期重磁化,无法获得地层的准确沉积年龄.     

伊通地堑岔路河断陷南段构造-沉积特征与油气藏类型

伊通地堑岔路河断陷南段,在地堑西北缘断层及二号断层(F2)的制约下,主要分为梁家构造带和新安堡凹陷两个二级构造单元。根据三维地震资料进行系统的构造解析认为,该区可划分为滚动背斜带、断块隆起带和走滑断陷带三个构造带。该区沉积相类型及其展布规律主要受控于东南缘断层、西北缘断层及F2断层的构造活动。受不同的构造-沉积特征制约,形成西北缘边界断层下的断层-岩性油气藏、中央隆起带断块式油气藏、F2断层控制的构造-岩性复合油气藏。     

青藏高原东北缘柴达木盆地红沟剖面物源分析及其构造意义

青藏高原东北缘柴达木盆地红沟剖面发育巨厚的新生代沉积地层,通过分析其沉积物质来源,可以揭示柴达木盆地潜在物源区隆升、剥蚀历史,为高原东北缘新生代构造变形过程提供证据。本文以红沟剖面磁性地层年代框架为约束,对剖面晚渐新世-上新世的碎屑砂岩样品进行了碎屑锆石物源示踪分析。研究结果表明,23.7～12.5 Ma样品的锆石U-Pb年龄主要分布在220～290 Ma,锆石ε_(Hf)(t)集中在—13.53～9.27,Hf同位素t_(DM)范围524～1456Ma;大于300Ma的锆石,ε_(Hf)(t)介于—31.77～13.44,其中76.3%为负值,Hf同位素t_(DM)介于484～3727 Ma。采集自12.5～7.6 Ma样品的锆石U-Pb年龄主要集中在400～500 Ma(峰值～440 Ma),ε_(Hf)(t)值(—27.75～10.75)的90%为负值,Hf同位素t_(DM)介于615～2115 Ma之间。6.8～5.5 Ma样品的锆石U-Pb年龄主要分布在400～500 Ma,ε_(Hf)(t)值(—26.8～8.97),t_(DM(Hf)))介于668～2093 Ma,但220～290 Ma的锆石显著增加,其ε_(Hf)(t)值(—11.86～9.42),Hf一阶段模式年龄范围549～1399Ma。碎屑锆石Hf同位素组成对比分析显示红沟剖面220～290 Ma的锆石与东昆仑山锆石Hf同位素特征相似,而400～500 Ma的锆石则与南祁连山锆石Hf同位素组成相似,揭示东昆仑山在24 Ma开始抬升成为柴达木盆地的源区,～12 Ma南祁连山开始隆升,为柴达盆地提供碎屑物质,成为青藏高原东北缘的构造与地貌边界。     

数值模型显示的隐伏弯曲断层同震地表位移特征

余震精定位资料显示,芦山7.0级地震破裂面可能为弯曲程度较高的三维弯曲断层.相关研究显示,这种弯曲断层的位错方式和破裂面同震应力加卸载模式与普通平直断层有明显不同.文中采用无限半空间位错模型模拟显示,隐伏弯曲断层和平直逆断层引起的地表位移特征相似,但是弯曲断层引起的地表水平位移更接近区域整体的地壳缩短方向,缩短方向水平位移的量明显高于同等规模的平直逆断层,因此能更好地传递断层上盘大范围物质的水平运动.相对于平直断层,弯曲断层下盘水平位移随距离衰减十分明显.同等规模的弯曲断层导致的同震地表抬升小于平直逆断层或左旋逆断层引起的同震抬升,但能造成更明显的地表下降.由于地震规模较小,GPS等低密度空间分布的形变观测可能无法有效分辨芦山地震震源结构是否为弯曲断层.对震源结构的细节研究,还有待于利用高空间密度和高分辨率的形变观测资料.     

拉尔玛金矿床与夏家店金矿床地质地球化学特征对比

夏家店金矿床和拉尔玛金矿床均产于南秦岭地块古生代裂陷海槽沉积区,矿床赋存于上震旦统-下寒武统碳泥硅质沉积岩系中,矿床表现出微细粒浸染状特征.研究认为,两者在成矿地质背景、矿床地质地球化学、控矿构造、成矿时代、矿床成因、矿床类型等方面具有相似性和相应差别:两矿床分别产于东、西秦岭,各居一方;由氢氧同位素特征可知,夏家店金矿床成矿流体显示大气降水特征而拉尔玛金矿床成矿流体表现混合水特征;两矿床铅同位素均投点于造山带与上地壳演化线之间,表明成矿动力来自大陆造山作用;两矿床稀土元素配分模式均为轻微右倾,显示成矿物质对容矿围岩组分的继承;两矿床均为产于寒武系的类卡林型金矿床.     

宁夏及邻区地壳上地幔结构特征分析

介绍了宁夏及邻区1970年以来多种地球物理探测研究成果,揭示了该地区不同活动构造单元的深部地壳构造背景。分析表明, 活动块体相互作用、地壳深部断裂、地壳低速体、速度结构的差异和岩性的不同、上地幔顶部隆起、莫霍界面较大的起伏以及复杂的壳幔过渡带等构造特征与该区域强震的形成和发生有较为密切的关系。最后讨论了该区域强震发生的机理。     

甲烷震源和密集台阵观测研究粤港澳大湾区中心城区浅部P波三维速度结构

城市下方的三维速度结构是服务城市建设规划和地震灾害风险评估等的重要资料.2020年开展的粤港澳大湾区浅层结构探测实验布设了由6172个短周期台站组成的密集台阵, 并利用新型甲烷绿色震源开展了63次主动源激发.本文拾取了63次甲烷震源激发在各台站记录到的16885条初至P波, 采用simul2000走时反演程序首次获取了粤港澳大湾区中心城区高分辨率的地壳浅部(1.5 km深度以上)三维P波速度结构.结果表明: (1)成像结果与区域地形和浅部岩性分布有很好的相关性.断陷区呈现低V_P, 而断隆区为高V_P分布, 分别与碎屑沉积岩、花岗岩及变质岩等相对应.(2)广从断裂、瘦狗岭断裂、珠江口断裂和白坭—沙湾断裂两侧速度均具有明显差异.其中瘦狗岭断裂的控制作用最强, 使得不同深度速度分布在南北向的差异最为显著.(3)跨断层速度剖面分布特征显示区域断裂控制着沉积层的展布和基底埋藏深度.本文研究表明, 将新型绿色震源和密集台阵相结合是探测城市承载体下方速度结构和断层系统的有效方法, 具备较强推广价值.