基于多源数据约束的成矿动力学模拟——以宁芜盆地钟姑矿田典型矿床为例

数据驱动是大数据分析的特点之一。成矿过程的数值模拟即采用数据驱动方式,在基本的物理化学方程及地质模型基础上,通过定量的手段,模拟不同阶段、不同条件下成矿系统的演化过程,从而能够更深入、直观的讨论各种地质要素对成矿系统的影响,验证已有的成矿理论,获得新的认识。姑山铁矿床和杨庄铁矿床是宁芜火山岩盆地钟姑矿田内的典型矿床。前人研究显示,杨庄铁矿床为典型的充填-接触交代型热液矿床,而姑山铁矿床目前在成因上仍存在争议,存在岩浆成因和热液成因等多种观点。为了更好的对比和了解姑山铁矿床和杨庄铁矿床的成因及成矿过程,本文基于多源数据的综合解译剖面,采用力-热耦合数值模拟方法对与热液矿床密切相关的扩容空间的形成机制和特点开展研究。模拟结果显示,姑山铁矿床和杨庄铁矿床可能分属不同的成因类型;随着岩体的逐渐冷却,杨庄铁矿床内岩体和地层接触带会出现明显的扩容空间,可为成矿流体的汇聚及矿质的沉淀提供良好的条件,有利于热液矿床的形成;而姑山铁矿床内岩体和地层接触带只有局部区域出现扩容空间,同时体应变数值较小且形态变化大,并不利于大规模的流体汇聚及矿质的沉淀,姑山铁矿床可能主要为岩浆成因,并受少量热液的叠加改造。     

库车冲断带秋里塔格构造带东段构造样式与构造演化

秋里塔格构造带位于库车褶皱冲断前缘,其东段包括东秋里塔格背斜和库车塔吾背斜。野外调查和地震剖面解释表明:秋里塔格构造带东段盐下发育断层转折褶皱; 盐上东秋里塔格背斜为滑脱箱状背斜,库车塔吾背斜核部为南倾逆冲断层所破坏。演化剖面显示秋里塔格构造带东段在侏罗纪断陷期发育了正断裂,其后为平静期,直到库车晚期后逆冲断层和褶皱快速发育,背斜最终形成。膏盐岩及古构造对构造变形具有重要影响,一方面作为滑脱层,分割了盐下层与盐上层,导致二者形成不同的构造样式; 另一方面塑性流动充填于背斜核部。由于膏盐岩的厚度差异,东秋里塔格背斜盐上发育褶皱,而库车塔吾背斜核部被逆冲断层破坏,膏盐层厚度还影响了膏盐层上下构造高点的相对位置。盐下构造的发育受侏罗纪古构造控制,进而影响了盐上构造的发育。     

青藏高原东部基于噪声的面波群速度分布特征

通过收集青海、甘肃、四川三省的76个地震台记录的2008年1—12月三分量的连续噪声数据,利用噪声面波层析成像的方法获得了青藏高原东部的面波群速度分布特征。首先采用多重滤波方法提取了1 000多条台站对5～50 s的三分量面波群速度频散曲线,然后将研究区域划分为0.2°×0.2°的网格,利用O ccam方法反演了瑞利波(R-R)和勒夫波(T-T)的群速度分布。反演得到的群速度分布特征与地表地质和构造特征表现出较好的相关性,清晰地揭示了地壳内部的横向速度变化。层析成像的结果显示在短周期(8～20 s)内,拥有较厚的沉积层的四川盆地表现为明显的低速特征,而青藏高原东部则表现为较高的群速度分布特征;随着周期的增加(>20 s),群速度的分布特征呈现出与短周期相反的特性,青藏高原东部下方的速度远远低于四川盆地,这可能与青藏高原东部中、下地壳低速层相关联,同时也意味着研究区域的地壳结构具有明显的横向不均匀性。在群速度分布图上,龙门山不仅是四川盆地与青藏高原的地形和构造分界带,同时也对应着高群速度与低群速度的过渡带。     

南苏丹Melut盆地Ruman凹陷白垩系层序地层级次与砂质滩坝的沉积响应*

湖相滩坝砂体是陆相盆地广泛发育的一类油气储集层,已成为成熟油田岩性油气藏勘探的重要领域。基于层序界面识别与划分、古地貌恢复、物源体系、砂体展布以及成藏条件分析,论证了Melut盆地Ruman凹陷白垩系Gayger-Galhak组的层序地层特征及其对滩坝沉积的控制。结果表明:(1)目的层段发育1个二级层序和SQ1、SQ2、SQ3等3个三级层序,SQ3又可进一步细分为6个准层序组(四级层序)。(2)不同级别的层序分别控制着滩坝沉积的发育位置、平面展布及岩性圈闭的成藏要素,表现为: 二级层序控制滩坝沉积的垂向发育位置,滩坝砂体主要发育于二级基准面下降期;三级层序控制滩坝沉积的发育规模和沉积模式,三级基准面下降半旋回与上升半旋回转换位置发育的潜山隆起周缘型坝砂面积(约10km²)和厚度(10~20m)较大、孔隙度高(20%~25%),而发育于三级基准面上升期的水下潜山台地型坝砂面积(1~4km²)和厚度(2~3m)较小、孔隙度相对较低(15%~20%);四级层序洪泛期沉积的泥岩作为局部盖层,不仅控制着滩坝储盖组合的分布,而且决定了滩坝成因岩性圈闭的有效性。     

一次大雪天气过程的多普勒雷达特征分析

利用常规天气资料、新一代多普勒天气雷达资料和改善的EVAD技术,从影响系统、多普勒雷达回波特征及大气动力学角度,详细分析了2006年2月6日出现在华北地区的大雪天气过程。结果表明：500hPa高空槽、850hPa“人”字型切变及地面气旋相配置是这次大雪天气过程的主要影响系统。在雷达有效探测范围内,随着0.7~1.1km高度上中尺度逆切变的出现和4.8km高度上西南急流的建立并向低层扩展,风场辐合明显加强,辐合层加厚,从而为强降雪的出现和维持提供了有利条件,且中尺度逆切变和西南急流存在的时间与强降雪出现及维持的时间有很好的对应。另外冷锋过境时风场辐合再次加强使得较强降雪继续维持。同时用改善的E-VAD技术计算了降雪不同阶段的大气平均散度和平均垂直速度。结果表明：中尺度逆切变系统和冷锋的出现均对应着明显的辐合和上升,辐合和上升又促使强降雪出现和维持,因而从大气动力学角度进一步证实了中尺度逆切变和冷锋的存在及其与强降雪的对应关系。     

Three-dimensional modeling of bank erosion and morphological changes in the Shishou bend of the middle Yangtze River

This paper presents a three-dimensional (3-D) numerical model to simulate morphological changes in alluvial channels due to bank erosion. A method for the simulation of bank erosion is established. This is incorporated into a 3-D mathematical model for turbulent flow and non-uniform, non-equilibrium sediment transport. This model is applied to simulate morphological changes in the Shishou bend of the middle Yangtze River in China, where serious bank erosions occurred during the last two decades. The double-layer sediment structure of the riverbank on the middle Yangtze River is taken into account in the bank erosion module. Both cohesive and non-cohesive bank material in the different layers are considered. The bank erosion module also includes other factors affecting the rate of bank erosion, such as the longitudinal length of failed bank, the thickness of each layer in the double-layer structure, and the erosion-resisting effect of cohesive material from the top layer of failed bank. A locally-adaptive grid system is proposed to efficiently simulate the lateral migration of alluvial channel due to bank erosion. The predictive capability of the 3-D model is examined by laboratory data. Simulated processes of bank erosion agree with field observations in the Shishou bend during the period of October 1996–October 1998, and the bank erosion module plays a significant role in simulating morphological changes of the study reach. In addition, the equivalent channel-forming discharge, which is defined as a constant discharge that can create the same amount of bank erosion in an alluvial channel as that created by natural runoff processes during the same period of time, is proposed to improve calculation efficiency for feasibility studies.     

塔里木盆地东河砂岩沉积和储层特征及综合分析

东河砂岩是一套海侵初期的沉积产物，东河砂岩不是一个等时沉积体，相当于晚泥盆世晚期至早石炭世早期沉积，具体沉积时间各地有差异。由于东河砂岩是覆盖广泛的海侵初期沉积，因此具有海侵初期填平补齐的特征，其沉积相决定于海侵的速度、沉积物的供给和海侵前的古地貌。塔北地区受塔北古隆起的阻挡，海水在古隆起周围滞留时间较长，又有较粗粒的物源供给，其沉积产物主要是滨岸海滩沉积；塔中地区由于地形复杂，沉积类型也比较复杂，底部砾岩段有河流相沉积，而块状砂岩段和砂砾岩段有河口湾和滨岸海滩沉积，不同段在成分、分选性和粒级上有较大的差异；而其它低平地区主要是海侵期快速的滨岸和陆架沉积。受沉积因素影响，东河砂岩有效储层的分布具有地域性；除沉积因素外，低的地温梯度和短期的深埋藏是优质储层发育的重要控制因素。     

关于中国西部干旱区生态环境演变与调控研究的思考

从中国西部干旱区的界定、自然条件特点的分析出发,结合国家西部大开发战略的实施,指出进行该区生态环境演变与调控研究的重大意义。提出了在时间序列上进行生态环境演变研究,在空间结构上开展生态系统结构、功能及生态过程研究,在时空耦合界面上探讨重大生态环境问题,进行生态系统的调控与管理研究的思路。并从生态环境形成演变、生态系统结构和功能、重大生态环境问题及生态环境管理等方面探讨了研究工作的技术路线。同时,指出了主要研究内容和需要解决的关键科学问题以及将要实现的研究目标。     

西藏阿里札达盆地上新世-早更新世的古植被、古环境与古气候演化

本文将西藏札达盆地河湖相地层重新划分为第四系下更新统香孜组(Qp1-1x)、新近系上新统古格组(N22g)和上新统托林组(N21t)。河湖相地层的古地磁法和ESR法测年结果表明,札达盆地内河湖相沉积地层的形成时代为新近纪上新世—第四纪早更新世。根据该套河湖相地层沉积演化和其中的孢粉组合特征、河湖相沉积中所发现的各种古动植物化石等的综合分析,笔者对札达盆地上新世—早更新世的古植被、古环境与古气候演变进行了探讨。结果表明,札达地区上新世—早更新世气候经历了从湿热—温暖潮湿—偏冷潮湿—寒冷干旱的变化,以及植被从森林—灌木—草原的逐渐演化。可将札达盆地上新世—早更新世环境演化划分为7个大的阶段,其总体特征是15.4~4.4Ma,札达地区处于亚热带湿热气候环境;24.4~3.95Ma,为暖温带温暖潮湿气候;33.95~3.5Ma,为偏凉潮湿阶段,气候开始转冷;43.5~3.2Ma,为温暖潮湿阶段;53.2~2.9Ma,气候转为偏冷潮湿阶段;62.9~2.57Ma,该阶段气候偏冷而干旱,整体较为干冷;72.57~1.36Ma,气候寒冷而干旱。表明自上新世—早更新世,该区的古气候环境在逐渐变干、变冷的总趋势上,经历了多次明显的冷暖与干湿波动。     

海底地震仪自噪声分析

海底地震仪是海上观测天然地震的主要手段,仪器所记录到的噪声分为环境噪声和仪器噪声。本文利用2018年9月3日—2019年7月1日期间浯屿岛海底地震观测台所采集到的数据,对海洋环境下的强震型海底地震采集站和宽频带海底地震采集站进行仪器自噪声分析,利用两道互相关模型,采用加窗平均周期图法计算功率谱,通过1/3倍频程积分作平滑处理,得到仪器自噪声功率谱密度图。对比分析相同型号仪器的自噪声功率谱,发现相同仪器的自噪声变化趋势一致,但自噪声大小有差异,且这种差异对于不同仪器、相同仪器的不同分量也存在不同。