三角剪切断层传播褶皱在祁连山北缘断裂中的应用:以黑河口断层为例

逆冲断层运动学过程研究可为造山作用和盆地演化提供重要的信息。位于青藏高原东北缘的祁连山北缘逆冲断裂（NFT）是一条主要的边界断裂,控制着祁连山晚新生代以来的隆升变形,但对于该断裂系统的运动学过程缺乏研究。甘肃张掖西南莺落峡附近,黑河口断层（祁连山北缘断裂的一部分）穿过红沙沟并导致其阶地面错断和褶皱变形。为了研究该区域褶皱变形特征和断层运动学过程,我们首先在红沙沟区域进行了详细的野外考察并对变形的地层和阶地面进行了测量,然后通过数值模拟方法来验证褶皱模型。红沙沟保存有9级河流阶地,利用差分GPS对阶地面的高程进行了测量,同时在野外测量了部分地层的产状。多处断层剖面表明该区域变形属于基底卷入的构造类型,另外变形的阶地面在近断层处表现出明显的褶皱形态。结合阶地面变形特征以及地层的变形,三角剪切断层传播褶皱模型被初步用于该区域构造变形的解释。模型模拟得到自T5、T6和T7形成以来断层滑动量分别是 44±7m、59±10m和 164±28m;结合T6年代得到自约9万年以来该断层的平均滑动速率为 0.68±0.19mm/a,垂直分量为 0.58±0.13mm/a。根据地层与阶地变形特征,并结合模型模拟结果,我们认为祁连山山前基底断层卷入的构造中,在断层出露地表之前,断层顶端存在一个分散式的三角形变形区,区域的应力状态控制着下伏地层和上覆地貌面的褶皱变形。     

Traction image method for irregular free surface boundaries in finite difference seismic wave simulation

In this study, we propose a new numerical method, named as Traction Image method, to accurately and efficiently implement the traction-free boundary conditions in finite difference simulation in the presence of surface topography. In this algorithm, the computational domain is discretized by boundary-conforming grids, in which the irregular surface is transformed into a 'flat' surface in computational space. Thus, the artefact of staircase approximation to arbitrarily irregular surface can be avoided. Such boundary-conforming gridding is equivalent to a curvilinear coordinate system, in which the first-order partial differential velocity-stress equations are numerically updated by an optimized high-order non-staggered finite difference scheme, that is, DRP/opt MacCormack scheme. To satisfy the free surface boundary conditions, we extend the Stress Image method for planar surface to Traction Image method for arbitrarily irregular surface by antisymmetrically setting the values of normal traction on the grid points above the free surface. This Traction Image method can be efficiently implemented. To validate this new method, we perform numerical tests to several complex models by comparing our results with those computed by other independent accurate methods. Although some of the testing examples have extremely sloped topography, all tested results show an excellent agreement between our results and those from the reference solutions, confirming the validity of our method for modelling seismic waves in the heterogeneous media with arbitrary shape topography. Numerical tests also demonstrate the efficiency of this method. We find about 10 grid points per shortest wavelength is enough to maintain the global accuracy of the simulation. Although the current study is for 2-D P-SV problem, it can be easily extended to 3-D problem.     

基于新经济地理学的长三角城市群空间格局及发展因素

城市群空间格局发展并非均匀的发展,而是密度(Density)更为集中、距离(Distance)逐渐缩短、整合(Division)更为强烈的过程。基于2009年世界银行发展报告,在劳动生产率基础上分析了长三角城市群空间发展状态。结果表明:1城市化的推进取决于密度的增加,区域发展取决于距离约束的克服,而区域一体化则取决于减少分割并增强整合,因此3D对于认识城市群区域发展及其一体化进程是非常合适的框架。2上海、苏州和无锡表现为3D类型,常州和南京表现为"密度—距离"2D类型,杭州表现为"距离—整合"2D类型,南通等表现为"距离"1D类型,绍兴等表现为"整合"1D类型,扬州等表现出0D类型;3长三角城市群的经济密度、心理距离、制造业专业化指数和外商直接投资均与劳动生产率存在显著性,弹性系数分别为1.727、0.218、0.102和0.237,而交通综合可达性作用不再显著,说明现阶段提升城市群内部经济密度和整合内外部资源比缩短各城市间距离更为重要。     

梭梭(Haloxylon ammodendron)主根周围土壤特征

通过建立米级的空间尺度进行分层取样,研究了准噶尔盆地南缘建群种——梭梭(Haloxylon ammodendron)主根周围土壤的含水率、容重、pH值、电导率和养分含量的变化状况。结果表明:(1)土壤含水量在表层5cm处最小,土壤容重在0~40cm土层变动幅度不大,但随着与茎基垂线距离的增加,二者出现显著变化(p0.05)。(2)土壤pH值和电导率在主根区周围呈现聚集现象,最大聚集率均在0~1m圈层,但随着距离的增加,土层深度逐渐成为主导因素。(3)土壤养分在表层5cm处聚集,但水平聚集范围中除有机质和全氮可扩增到3~4m外,全磷和速效养分均在0~2m。本研究结论对于荒漠区耐盐性植被的合理密植有一定的理论意义。     

丹江口水库叶绿素a浓度的时空特征及影响因子分析

2017年5月—2019年10月,对"南水北调"中线水源水库——丹江口水库库区水体7个监测位点、0～20 m间4个水层的垂向叶绿素a (Chl.a)浓度与水质因子进行了季度性调查,以期了解不同位点、不同水层Chl.a分布的主要驱动因子.结果表明,丹江口水库各位点营养状态指数(TSI)均为中营养化状态.水体Chl.a浓度具有逐年增加的趋势,且极高值有逐渐增加的趋势.营养盐和Chl.a浓度均存在较大的空间异质性,入库区具有较高的总磷和氨氮浓度,汉江库区具有最高的Chl.a浓度,源头污染源控制和监测仍然是丹江口水库管理的重中之重.不同位点Chl.a浓度的驱动因子存在较大差异,汉江入库和大坝区Chl.a浓度分别受到硝态氮和p H的影响,而出水口大坝位点主要受到了水深、水温和氨氮的影响.丹江入库区Chl.a浓度受到了水深、氨氮、总磷和水温的影响,但丹江库区表现出了与其他生态区较大的区别,其Chl.a浓度主要受到水深和有机质输入的影响.因此,对丹江口水库各位点的管理,应该分不同生态区采取针对性的管理措施.本研究旨在为南水北调中线工程可持续的生态调度提供基础生态数据支持,为完善水库水源地的有效管理提供理论支撑.     

北斗单历元基线解算与恒星日滤波算法

对单历元相对定位解算方法进行了研究,编制了相应的北斗数据处理软件,对两条1km以内的短基线数据进行了测试.根据基线解算结果提取了测站的多路径误差时间序列,并通过最大相关性分析确定了多路径误差的周期,在此基础上提出了适用于北斗系统的恒星日滤波算法.     

尼日尔盆地油藏水道沉积构型识别及演化规律

深海水道作为深水环境中重要的储层类型,具有极为丰富的深海油气资源,近年来一直是深海油田勘探和开发的重点区域,但对水道内部构型边界的识别刻画仍然是一个难点。依据三维地震数据以及测井和岩心资料,对西非X油藏水道进行了内部构型边界的精细划分,并分析了其水道演化模式。研究表明：区内水道体系边界可通过地震相特征差异进行识别,并将其分为限制性、半限制性和非限制性3种类型;复合水道边界可通过“垂向分期”和“侧向划界”原则进行确定;单一水道边界可通过水道边界振幅强弱变化进行识别,其在平面上有单侧向迁移和沿下游摆动迁移2种迁移模式,在剖面上单向侧向迁移段水道呈侧向迁移的特征,沿下游摆动段呈现出多期水道相互摆动切叠的特征;水道体系的演化可划分为初始形成、快速发育、平稳发育以及水道消亡4个阶段,对应一个完整的海平面变化旋回。     

南海北部深水区新生代岩浆岩分布规律及其与海底地质灾害的相关性

前人对南海北部新生代陆缘盆地结构、构造样式和期次等做了大量的研究工作,但对于具体体现内动力过程的岩浆活动关注较少,尤其是北部深水区的研究鲜有涉及。本文基于二维地震剖面的解译分析,将南海北部新生代岩浆岩划分为3个集中分布区:琼东南-西沙区、神狐区和东沙区。各区域岩浆岩的产出状态有所差异,其中琼东南-西沙区岩浆岩的平面展布规律性极强,主要受右行右阶的走滑断裂控制;神狐区岩浆岩位于NW向与NE向断裂的交汇处,侵位空间受先存断裂制约;东沙区岩浆岩的产生与东沙运动期间区域伸展过程有直接关系。作为内动力的表征,岩浆作用对于海底地形地貌具有重要的改造作用,与活动断裂、海底滑坡、浅层气等海底地质灾害也具有成因上的关联。     

青岛陆上观测点的气溶胶光学厚度特征分析及与渤海气溶胶光学厚度的比较

阐述了气溶胶散射对太阳光衰减的影响和对观测数据的统计分析.作者使用手持式五波段太阳光度计和臭氧监测仪对青岛崂山区陆域和渤海海域的大气衰减进行了较长时间的观测.分析表明,对可见光和近红外波段电磁渡的大气衰减贡献最大的是气溶胶散射,气溶胶散射的光学厚度随波长的增大而减小,但是它在大气总光学厚度中占的比例随波长的增大而增加.在青岛崂山区冬季,对应于440nm波长的气溶胶散射光学厚度主要分布在0.4～0.6和1.5～1.6区间,浑浊度系数α主要分布在0.15～0.45区间,埃斯特朗指数β主要分布在1.0～1.4区间.从时间上看,α和β在1d内的变化不大,但逐日变化非常显著.与晴天相比,青岛崂山区冬季雾天的气溶胶散射光学厚度增加了大约一倍,较大的浑浊度系数和较小的埃斯特朗指数表明,雾天的大气具有气溶胶散射的光学厚度大、粒子浓度大和粒径尺度大的特点.通过与海上观测数据的比较可见,青岛崂山区陆地冬季在雾天时的气溶胶分布与渤海夏季时相似,青岛崂山区陆地冬季在晴天无云时的气溶胶分布与渤海秋季时相似.     

胶州湾沉积物中石油降解菌的降解能力及多样性研究

2013年青岛输油管道爆炸,大量石油污染了附近海岸。课题组采集了污染的沉积物样品,以原油为唯一碳源和能源,富集了四个石油降解菌群。生物多样性和群落分析表明,Luteibacter、Parvibaculum 和属于食烷菌科的一个属是降解菌群的主要优势菌,都属于变形菌门。从石油降解菌群中分离筛选,获得了9株具有不同16S rRNA基因序列的降解菌,分别属于8个属。重量法测定降解菌的石油降解率,其中5株的石油降解率大于30%。GC-MS分析结果表明,石油降解菌多倾向于降解烷烃,对多环芳烃的降解能力较差,其中5株细菌的烷烃降解率较大,仅1株菌D2对多环芳烃的降解率较大,其降解率在34.9%到77.5%。通过对高通量数据的分析,表明食烷菌属是菌群A和菌群E的主要降解菌群,其中筛选获得的菌株E4可能是菌群E的一株优势降解菌。本研究所筛选菌株证明了其石油降解潜力,为油污染海滩生物修复提供了菌株资源。