用Rayleigh面波方位各向异性研究中国大陆岩石圈形变特征

中国大陆地质构造历史非常复杂,岩石圈长期积累的形变较大,而利用地震面波传播的各向异性是研究岩石圈形变特征的强有力手段. 本文利用双台窄带通滤波-互相关方法与基于图像分析的相速度频散曲线提取技术,提取Rayleigh面波相速度频散资料,进而反演中国大陆及邻区20～120 s周期Rayleigh面波相速度方位各向异性空间分布图像. 检测板测试结果显示：中国大陆大部分区域的方位各向异性横向分辨率在5°左右. 各向异性研究结果表明：中国大陆地壳上地幔方位各向异性特征存在显著的空间差异,反映出形变特征的空间差异;104°E以东地区地壳上地幔各向异性弱于西部地区,表明其构造变形总体弱于西部地区. 青藏地块及其东缘地区地壳与上地幔顶部变形最为强烈. 但东部的局部地区如华南地块与珠江口地区、鄂尔多斯盆地西南缘以及秦岭-大别造山带,较强的各向异性显示这些区域在不同时期也经历了强变形. 青藏地块内中短周期快波方向自西向东顺时针旋转变化可能指示板块碰撞与挤压过程中软弱物质的流变方向. 青藏地块西部中下地壳和上地幔形变模式相似,可能处于壳幔耦合状态;而中东部及东缘地区地壳上地幔形变模式存在明显差异,壳幔似乎不具备垂直连贯的形变特征. 位于青藏地块北部的塔里木盆地、柴达木盆地以及祁连褶皱带同样经历了强变形. 包括四川盆地在内的上扬子地块快波方向的变化显示中地壳与下地壳上地幔形变模式不同,而形变特征一致的下地壳与上地幔应为强耦合. 大约以103°E为界,龙门山断裂带可分为南西段和北东段,南西段处于低速区,而北东段位于高速区,且方位各向异性强度明显大于南西段;2008年5月12日汶川M_S8.0级地震沿断裂带的单侧破裂模式除与北东段的高应力积累有关外,还可能与北东段地下介质物性存在密切关系,高速坚硬岩体的发育有利于应变能的积累与集中释放.     

再论印度与亚洲大陆何时何地发生初始碰撞

印度与亚洲大陆碰撞形成了喜马拉雅造山带.该造山带是当今固体地球科学研究的重点和热点,是建立新的大陆动力学理论的最佳天然实验室.印度与亚洲大陆碰撞时限是正确认识和理解该造山带形成与演化、高原隆升的动力学过程等的起点.近南北向陆陆碰撞的最直接证据是碰撞带两侧块体在古纬度上的相互重叠.本文拟通过对相关古地磁资料的分析,结合近年来在拉萨地块南缘林子宗群火山岩和沉积岩夹层上获得的最新古地磁结果,探索当今古地磁数据所限定的印度和亚洲大陆发生初始碰撞的时间和古地理位置.结果表明,拉萨地块林子宗群形成时期(约64~44 Ma)古亚洲大陆最南缘的古地理位置(~10°N)限定了印度与亚洲大陆的初始碰撞最可能发生在65~50 Ma之间;如果以由印度洋海底地形所限定的东冈瓦纳大陆裂解前的印度板块形状为大印度模型,则印度与亚洲大陆的初始碰撞很可能发生在60~55 Ma之间.     

青藏高原腹地中新世从造山阶段向造高原阶段的转变及其动力学机制

通过对前人研究的综述,发现青藏高原新生代地质演化与高原东南缘构造演化密切相关.俯冲下插的印度地壳在藏南发生部分熔融并注入青藏高原中部地壳,这些塑性流变的地壳物质在高原东南缘先后沿两个通道流出高原内部：早期为印支通道,开放时间为35 Ma以前并持续到12 Ma;后期为川滇通道,开放时间为12 Ma至今.由于喜马拉雅东构造结与四川盆地之间强烈的挤压,印支通道不断变窄,并在12 Ma被关闭.两个通道的差异,通道的打开和关闭,造成高原中地壳物质流出速率在中新世发生明显变化,在23 Ma以来流出速率小于注入速率,在12 Ma流出速率最小,部分熔融的印度地壳物质不断滞留于高原地壳内部,使得地势相对平坦、面积巨大的青藏高原逐渐形成并分别向南和向北扩展.通过简单的力学分析,本文将高原腹地变形划分为两个阶段：大于35~23 Ma的造山阶段,受控于造山机制;23 Ma至今的造高原阶段,受控于造高原机制.     

青海湖流域河川径流特征及其对降水的滞后效应

以青海湖流域的布哈河为例,采用变差系数、集中度和集中期等指标,对青海湖流域内径流量、降水量在年代、年际、季节等时间尺度上进行分析,并用集中期来反映河川径流对降水的滞后效应。结果显示,河川径流年内主要集中在6—10月,特别是7月中旬至8月中旬之间;降水主要集中在5—9月,特别是7月;径流量与降水量存在极大的相关性（r=0.746＞0.443=α0.001(47)）,径流对降水具有滞后效应,多年平均滞后时间为20 d左右。     

单轴压缩下多裂隙类岩石材料强度试验与数值分析

采用伺服控制单轴加载系统对预制多裂隙水泥砂浆试件进行加载试验,探索裂隙角度和分布密度对多裂隙类岩石材料断裂破坏强度的影响规律。对试验数据整理分析,应用FLAC3D建立应变软化模型,进行数值模拟。试验数据和数值分析结果表明,裂隙分布密度相同时,裂隙倾角对试件断裂破坏强度的影响比较显著,25°附近取得最小值;裂隙角度相同时,裂隙分布密度对试件断裂破坏强度的影响与裂隙倾角有关,角度较小时,影响比较显著,随着角度的增大,影响越来越弱。试验所得结论,对于预测地下工程中多裂隙情况下围岩强度变化规律提供了依据。     

库姆塔格沙漠的形成时代与演化

库姆塔格沙漠腹地广泛出露含古风成砂的第四纪地层剖面。根据含古风成砂地层剖面的野外调查与地层年代的室内分析结果,并与已有的周边区域地质资料对比分析,库姆塔格沙漠形成至少始于早更新世初,到中更新世晚期285.9±42.9 ka BP沙漠已大面积扩展形成,奠定了现代沙漠环境格局。沙漠最初从西南部开始形成,之后向北和东北扩展。依据梭梭沟地层剖面,沙漠在第四纪演化过程中至少经历了19个沙漠正、逆过程旋回,平均周期约为110 ka。新构造运动对沙漠的形成演化和地貌的形成发育具有重要作用,构造了山间断陷盆地并使其逐渐向封闭的干旱盆地演化形成沙漠,受四周断裂控制沙漠整体形态呈"扫帚状"。分布在沙漠北部的独特砾石体地貌形成于晚更新世末(285.9±42.9)ka BP之后。     

基于DSC模型的房屋开裂评估与监测分析

城市隧道下穿时,普遍存在着地表房屋变形超限、倾斜开裂等安全风险问题,而且当前针对房屋变形开裂的计算分析、风险评估研究,也严重滞后于实际工程的需要。通过综合分析、比选,以及单、三轴试验验证表明：DSC（disturbed state concept）本构模型能够较好地描述材料开裂后力学行为;采用该模型并结合厦门机场路隧道下穿建筑群的工程实践,对地表建筑群开裂进行定量评估,评估结果与现场房屋裂缝监测、变形监测结果一致性良好。同时,对照扰动变量与实际房屋开裂的对应关系,发现扰动变量可以作为房屋开裂的定量安全指标,进一步即可以建立房屋变形开裂的过程控制标准,从而使隧道下穿过程中每个关键施工部、每个时段,地表房屋变形开裂程度、开裂风险都可以进行量化评估。     

浙江青田石平川钾长花岗岩特征及其成因探讨

青田县石平川钼矿床是浙江省现已发现的规模最大的钼矿床,多数人认为石平川钼矿床的形成与钾长花岗岩有密切关系。本文主要从岩相学、岩石地球化学、LA—ICPMS锆石U—Pb年代学等方面研究石平川钾长花岗岩,并探讨其成岩环境及成因。研究表明,石平川岩体属于高钾钙碱性、弱过铝质S型花岗岩,其形成于早自垩世晚期挤压环境,源岩物质主要是壳源,并有少部分幔源物质成分参与。     

山西省土地覆盖时空变化特征及其驱动因子分析

以遥感与GIS为技术支撑,对山西省20世纪80年代到2005年的土地覆盖进行了动态监测,并分析了土地覆盖的变化特征及其驱动因子;监测表明,山西省土地覆盖时空变化特征:(1)变化数量:城镇建设用地和农村聚落面积增加显著,草地有所增加;旱地和水浇地减少明显,森林和河湖滩地略有减少。(2)变化速度:城镇建设用地增速迅猛,沼泽和农村聚落面积增速较快;河湖滩地减少速度最快,其次,是旱地和水浇地减少速度较快。(3)空间转换:以农田和聚落之间的转换为主,另外城镇建设用地的增加包括其扩展融入的农村聚落等;典型草地的增加主要来自旱地;灌丛减少主要是转变成典型草地,其次是转变成灌丛草地;河湖滩地减少主要是变为内陆水体,再是转变成水浇地。驱动力分析表明,区域自然因素相对稳定,对土地覆盖变化的影响较小,人口、经济、农业结构调整、政策和交通等是山西省土地覆盖变化的主要驱动力。山西省土地覆盖变化的总体特征与区域经济发展、产业布局及其工业化、城市化演变的特征基本一致。     

我国砂岩型铀矿“断隆成矿观点”的提出与应用分析——将遥感应用“从技术层面提升到科学层面”的探索

本文对鄂尔多斯盆地和塔里木盆地铀矿床(含矿化集中区)进行了遥感研究,发现其成矿环境与断块隆起(断隆构造)密切相关。鉴此,与重力、航磁、航放、地震探矿等物化探信息和现代信息技术(G IS技术、三维可视化技术、计算机模拟技术)结合,注入铀矿地质专业知识,使信息转化为新的认识,提出了中国克拉通盆地铀矿"断块成矿的理论"和"断隆成矿的观点",并强调围绕断隆构造及其边缘是这类盆地区域找矿的主要方向。通过上述研究,探索了陈述彭院士倡导的将遥感应用从"技术层面提升到科学层面"的理念。这一理念指明了遥感技术深度开发与深化应用的方向。实践表明,首先,充分利用遥感技术的优势,发现问题,提出问题,然后,通过信息综合和技术集成,对遥感的发现进行延伸研究,并注入专业知识,使数字和信息转化为创新知识,来指导实践和决策。这是将遥感应用从"技术层面提升到科学层面"的重要途径。