地一井瞬变电磁三维交错网格有限差分正演及响应特性

为了研究地-井瞬变电磁响应特征,获得不同井位低阻薄板异常体的响应规律:首先采用交错网格有限差分技术离散二次场满足的频率域赫姆霍兹方程;然后结合虚框叠加等效和虚拟界面法将发射源和接收位置扩展到任意层位,解决了全空间背景格林函数的计算问题;之后利用MUMPS求解器求解频率域二次场,再经过余弦变换,获得井中任意位置的瞬变电磁响应;最后采用三维模型对本文算法的正确性进行验证,设计了均匀半空间和嵌入低阻薄板的三维模型,获得垂直磁场的三维分布,分析均匀导电半空间中低阻薄板对地-井瞬变电磁三维响应的影响特点.结果表明:本文三维地-井瞬变电磁计算方案的计算精度与前人基本相同;水平导电薄板的存在主要影响板体附近及穿过薄板的井中瞬变响应,最大的特点是在异常体位置附近的中期时间道响应出现变号现象.本文的研究为定性解释地-井瞬变电磁法异常提供一个技术手段,也为地-井瞬变电磁三维反演奠定基础.     

基于球坐标系下有限差分的地磁测深三维正演

为了计算全球尺度电磁感应的响应,本文介绍地磁测深频率域三维正演。正演算法采用球坐标系下的交错网格有限差分方法,从Maxwell方程的积分形式出发,采用PARDISO对离散后的方程组求解,避免了迭代求解的散度校正。为了验证本文结果的正确性和精度,与前人的有限元和有限差分方法进行了对比,一维层状模型的三维交错网格有限差分数值结果和解析解相对误差小于5%,双半球模型的计算结果与前人的计算结果完全吻合。三维"棋盘模型"计算表明磁场分量对异常体的大小和位置具有很好的分辨能力。     

地幔橄榄岩部分熔融的实验研究——论地幔富硅酸盐流体(熔体)的成因

在0.61 GPa和1.0 GPa条件下,进行了地幔二辉橄榄岩的部分熔融实验,首次探讨了熔体成分在“不同熔融阶段”随部分熔融程度的变化。结果显示,熔体中SiO_2、CaO、Al_2O_3、Na_2O和TiO_2变化趋势在不同熔融阶段不一样。熔体成分在低压下或较高压下相对富SiO_2。幔源富硅酸盐流体(熔体)的成因有多种,但存在于同一地幔橄榄岩捕虏体中、挥发分及碱质含量相近而其他成分不同的基性—中酸性富硅酸盐熔体,是在有地幔C—O—H流体介入或其他交代矿物存在时的原位局部平衡     

三维电性结构揭示的中国东北地区新生代火山深部起源

利用上地幔尺度的三维电性结构探讨了中国东北地区新生代火山的深部起源及彼此间联系.文章在该地区采集并获得了高质量的长周期大地电磁全阻抗张量数据,并采用高斯-牛顿法进行三维反演,得到了电阻率模型.该电阻率模型显示,中国东北地区高阻岩石圈内,存在多个局部低阻异常,它们在空间上和该区新生代火山对应;在上地幔深部,环松辽盆地分布三个低阻异常;软流圈中存在着脉状低阻异常,联系着岩石圈内和上地幔深部的低阻异常.岩石物理分析表明,这些低阻异常由流体熔融物质引起.俯冲到中国东北地区地幔转换带中的西太平洋板块发生持续脱水作用,模型则进一步揭示,这些水向上迁移到松辽盆地下方的转换带顶部并引起上地幔底部的部分熔融,在浮力作用下形成热物质上升流,融透软流圈后底辟于干枯岩石圈底部,最后刺穿较为薄弱或者活化的缝合带等构造边界,排出地表形成包括长白山火山、哈拉哈火山等整个中国东北地区新生代大规模火山事件.因此认为,中国东北地区的新生代火山"本是同根生",它们均起源于上地幔深部的环状低阻异常.     

潮汐作用下北黄海跃层波动的数值研究

跃层除有季节性的变化外 ,还时刻受到潮汐、风、降水等诸多因素扰动而引起波动与起伏。文章研究潮汐 (4大分潮M2 ,S2 ,K1,O1同时输入 )作用下渤海跃层起伏与波动的三维数值模型 (将海洋分为 3层 ,即上混和层 ,跃层和下混和层 ) ,揭示了整个海区跃层上下界面处跃层起伏的地理分布及叠加在起伏之上的潮周期波动的时空变化 ,模拟出跃层波动与实测基本一致。跃层波动既与潮汐运动有关 ,又与潮汐有很大区别。从波动位相、波高来看 ,两者均不相同 ,甚至周期有时也不同。跃层上下界面的波动周期、位相、波高在很多地区也不一致。中下层余流大小和方向几乎一致。大振幅的跃层波动均发生在近海地形突变之处。海水运动的激发与地形相互作用以及海岸海底摩擦可能是跃层波动与起伏的重要因素。     

风影响夏季长江冲淡水扩展的数值模拟研究

基于EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)数值模式建立了长江口及其邻近海域的三维水动力学模型,用于研究风对夏季长江冲淡水扩展的影响。基于实测资料的验证结果表明,模型能够比较真实的反映潮汐、海流、温度和盐度的变化过程。敏感性试验的结果显示,风对夏季长江冲淡水的扩展有着非常显著的影响。在Ekman输送的作用下,长江冲淡水将向风向的右侧扩展。5 m/s风速下,东风、东南风、南风和西南风4个风向下的冲淡水明显向外海扩展,而西风、西北风、北风和东北风下的冲淡水都被限制在近岸水域。Ekman输送的强度随风速增强而增强,冲淡水向风向右侧的扩展也越来越明显。舌轴区因为层结明显,湍流活动相对较弱,对风能量的耗散相对较小,所以相同的风速增量对舌轴区表层水的加速作用最强,这导致更多的淡水经由舌轴区输送,使得淡水舌宽度随风速的增加而变窄。对长江口海域表面风的气候统计分析表明,上述数值试验结果能够很好的解释气候态下长江冲淡水扩展方向与表面风变化的关系。     

Circulations and Thermodynamic Characteristics of Different Patterns of Rainstorm Processes in the Eastern Foot of Helan Mountain

Based on the observational hourly precipitation data and the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts(ECMWF) Reanalysis 5(ERA5) products from 2006 to 2020, 22 rainstorm processes in the eastern foot of Helan Mountain are objectively classified by using the hierarchical clustering method, and the circulation characteristics of different patterns are comparatively analyzed in this study. The results show that the occurrences of rainstorm processes in the eastern foot of Helan Mountain ar...     

三维复电阻率模型电磁场正演模拟研究

复电阻率法是上世纪70年代发展起来的一种激电分支方法,自提出伊始就受到了国内外学者的广泛关注.很多学者开展了复电阻率电磁场正演计算,但缺少对正演结果的深入分析.本文采用体积分方程法,进行了复电阻率模型的正演模拟,通过对正演结果分析,得出三维复电阻率体的电磁响应是由累积电荷,电磁感应和激电效应共同产生的,并总结了三种效应的电磁响应规律,为准确分析异常提供了依据.     

琼东南盆地梅山组浊积扇储层主控因素及其有效性分析

琼东南盆地中新统梅山组浊积扇是该地区天然气最主要的贡献者之一,其沉积机理、储层主控因素分析及储层预测方法技术的提高直接影响着该区天然气增储上产。本文根据大量的岩心及井壁取心等实测资料,对该区钻井揭示的海底扇储层进行了系统分析。研究表明,琼东南盆地梅山组浊积扇类型及其内部组成、底流改造是影响和制约储层预测成功率的关键,其中断控陡坡根部盆底扇、深洼盆底扇和峡谷切割深洼盆底扇是储层相对发育的浊积扇类型,底流改造对处于敞流环境的中扇、外扇储层品质改善至关重要。对于深水环境的浊积扇储层而言,沉积因素,如岩性侧封、储层上倾尖灭构成这类岩性圈闭有效性的主要原因,对于峡谷切割型深洼盆底扇需要重点考虑岩性侧封,对于深洼盆底扇需要重点考虑上倾尖灭。研究成果可广泛应用于深水浊积扇储层预测。     

辽西低凸起锦州地区古近系沙河街组三段砂体分布特征及物源分析

横向低凸起常因残余面积小,而在物源体系中未得到重视。利用高分辨率三维地震资料,通过断 裂组合、断层接触关系、垂向位移和上下盘地层厚度等特征的识别,在辽东湾地区辽西低凸起锦州25地区识别 出同向叠覆型和同向趋近型两类构造转换带。采用“点面反馈,源体比对” 的思路,依据钻井岩相、宏观地震 相和地震属性的分析,结合砂岩重矿物组合、ZTR指数和成分成熟度等资料,在研究区沙三段识别出3类与低 凸起具有成因联系的沉积相：构造转换型扇三角洲、陡坡坡折型近岸水下扇和凸缘末梢交叉断裂型扇三角洲, 建立了低凸起差异物源分配模式。同时,结合钻井泥岩声波时差中地层剥蚀的响应,提出易于风化的母岩、剥 蚀区动态变化和高效物源通道是低凸起围区砂体能够富集的根本原因。构造转换带型扇三角洲对解决该地区小 物源贫砂问题意义重大。