地球内部壳幔介质地震各向异性与动力学响应

实际的地球介质十分复杂,远非当今人们所采用的理想模型可以概括,因为其属性和结构的变异是非均匀、非线性和各向异性的.在研究地球内部壳幔介质与结构、构造与属性差异、金属矿产资源和油、气、煤能源的勘查中,无论是区域构造格局、岩相和结构特征(如裂缝、破碎带、不同尺度的洞穴以及一些不规则几何体)均十分复杂.近年来基于成山、成盆、成矿、成岩和成灾研究的不断深化,对地下介质各向异性的研究受到广泛的关注.地震波动传播理论和介质与结构的物理属性研究结果表明:地震各向异性在成因上主要是由岩石、矿物和晶体的晶格优势取向、应力场异常变异和构造裂缝与深部物质运移造成的.为此,本文对14次地震各向异性会议的主体内涵进行分析,在此基础上,指出了在各向异性研究的发展进程中、特别是在应用中尚存在着的一些问题.在深化认识地球内部物质物理属性的基础上,探讨了S波分裂和偏振效应与地震各向异性与介质结构分区、构造活动,油气田勘探与岩相特征,裂隙与构造精细刻划和地震活动区(带)深部介质与构造环境的深层过程和动力学响应的关系.最后提出了地震各向异性在地球物理学发展中的作用和今后的任务.     

利用远震接收函数探测四川盆地及周边地区的地壳结构

青藏高原东南缘的龙门山断裂两侧具有陡峭的地形特征,在约50~100 km的水平距离内,地形高程从2000 m增加到4000 m,该区强烈的壳幔变形特征及地球动力学模式一直是研究的热点问题.本文从四川地区49个固定台站记录的远震资料提取了P波接收函数,获得了四川盆地及周边的地壳厚度和泊松比,并以此构建反演的初始模型.在线性反演的基础上,引入了分别拟合低频和高频接收函数的两步反演技术,用以反演台站下方的地壳S波速度结构.数字试验表明,该方法可以有效抑制接收函数反演的不唯一性,为了得到最优解,最后用Bootstrap重采样技术估计解的不确定性.结果表明,四川盆地的地壳厚度在40~46 km,松潘-甘孜块体北部的地壳厚度为46~52 km,而南部增厚到50~60 km.从四川盆地向西跨过龙门山断裂,地壳厚度增加了10~15 km.在四川盆地及周边地区,地壳泊松比在0.26~0.32之间,呈块体分布特征,高泊松比（0.28~0.32）主要沿龙门山断裂以及安宁河-小江断裂分布.地壳S波速度结构表明,来自青藏高原中部的中下地壳低速层可能受到了坚硬的四川盆地阻挡,改变原来的运动方向并沿龙门山断裂展布,由于低速层的囤积导致该区地形陡峭和下地壳增厚.

     

识别洋陆转换的岩石学思路——洋内弧与初始俯冲的识别

阐述了洋陆转化形成的洋内弧与初始弧的岩石组合序列及其地球化学特征,提出岩浆弧是由洋陆转化以及底侵的壳幔转化共同作用形成的认识,前弧环境是洋陆转化形成初生大陆的场所,由特征的类似洋中脊的洋内弧前弧玄武岩类构成。大陆的形成过程如下:从地幔中生长出洋壳,从洋壳中的洋陆转化生长出不成熟的弧陆壳,最后从弧陆壳底侵的壳幔转化中长出成熟的陆壳。这样,地壳的生长和形成主要通过岩浆增生作用来实现。     

壳寡糖对绝经后骨质疏松症模型大鼠骨质量作用的研究

探讨壳寡糖(Chitooligosaccharide COS)对绝经后骨质疏松症模型大鼠骨质量的影响,研究壳寡糖对绝经后骨质疏松症模型大鼠骨组织微观结构的保护作用,为壳寡糖在预防和治疗绝经后骨质疏松症的广泛应用提供理论依据。通过切除3月龄雌性大鼠两侧卵巢建立绝经后骨质疏松症动物模型,并灌服不同剂量的壳寡糖。收集骨组织标本,分别进行骨密度、骨矿元素含量、骨组织生物力学、骨组织形态学、骨组织形态计量学的测定。结果显示:中、低剂量壳寡糖能够显著提高股骨干骺的骨密度,增加Ca,Mg元素在股骨、胫骨中的含量,保护胫骨远端的微观结构,提高骨小梁体积百分比和宽度,显著降低骨小梁的分离度以及平均矿化率;中剂量壳寡糖可显著提高股骨最大载荷和最大弯曲力。说明低分子量的壳寡糖能显著改善绝经后骨质疏松症大鼠的高转换状态。     

凯威特单层球面网壳结构隔震分析

将凯威特网壳结构的固定支座设置成隔震支座,分别采用弹簧支座和粘弹阻尼支座对结构进行了隔震控制。在有控和无控状态下,计算了凯威特网壳结构的自振频率,初步分析了凯威特网壳结构的隔震控制机理。分别在常遇和罕遇各三种地震作用下,对网壳结构进行了时程分析,对网壳结构的最大水平位移、隔震支座的最大水平位移、最大支座反力和网壳结构的杆件轴力进行了数值计算。研究结果表明：两种隔震装置均有效地控制了凯威特网壳结构的支座反力和杆件轴力,粘弹阻尼支座还明显地减少了隔震支座的水平位移和隔震结构的水平位移。隔震方法对于大跨网壳结构的减振是有效的。     

暗色微粒包体是壳幔岩浆混合作用的证据吗?

暗色微粒包体常见于钙碱性花岗岩中,已普遍被认为是幔源基性岩浆与壳源酸性岩浆在地壳深部发生混合作用的产物。本文通过大量资料的分析研究,发现暗色微粒包体可以具有很大负值的全岩ε_Nd(t)值和锆石ε_Hf(t)值,及大于0.710的全岩[n(⁸⁷Sr)/n(⁸⁶Sr)]_i值,不存在幔源岩浆混合的痕迹;而且,大多数暗色微粒包体与寄主花岗岩在晶体化学、形成年龄、全岩和锆石同位素成分等方面显示出完全相似的特征,反映出两者在时空与物质上都具有紧密的成因联系。笔者认为,暗色微粒包体不应该是壳幔岩浆混合作用的产物。基于包体岩浆极小的体量和稍晚的侵位(相对于寄主花岗岩),笔者提出一种新的暗色微粒包体的形成方式：同造山花岗岩浆的主动上侵造成岩浆房内的“负压力”而导致岩浆房下部呈晶粥状态的闪长质层发生等温减压熔融作用,从而形成体量极小的包体岩浆;并即时“注入”地壳上部尚未固结的寄主花岗岩中,快速冷凝形成暗色微粒包体。因此,暗色微粒包体不能被视作为“壳幔岩浆混合作用”的证据。     

实验变形岩石低温破裂作用的微观机制

通过对湿度和压力分别达300℃和3GPa干条件下实验变形的一系列花岗岩样品的系统光学和扫描电镜显微构造分析,识别出了几种具有不同特点及不同变形机制的显微破裂型式:a.微破碎带;b.微透镜带;c.短程破裂;d.扭折带破裂;e.粒内破裂;f.颗粒边界破裂。评价了它们与高压型和低压型破裂的显微构造对应性,认为a和f是低压破裂的特征性构造型式;b、c和d在高压破裂中最为典型;而e则可以出现在两种破裂型式中。本文阐述了破裂作用的微观机制,包括破裂的成核、扩展、生长和连接。破裂作用、由破裂诱发的脆性破裂和碎裂流动在目前实验变形条件下占主导地位,而在相对较高温条件下晶质塑性也起着一定的作用。破裂作用的成核可以始于颗粒边界,而引起摩擦颗粒边界滑移,也可以始于相邻颗粒或晶内包体颗粒的一些端点,或始于晶内双晶和解理面。破裂的生长和扩展一般是由于一些破裂的侧向延伸、相近破裂系统的联合和不同破裂系统的转变。低压样品的最终破裂一般归咎于一些贯穿性微断层的出现及主断层附近微破裂群的产生,微破碎角砾岩是其主要构造岩类型,类似于天然张性断层带构造;而沿主高压破裂附近却从未见到这种微破裂群的出现,主要表现为主破裂面及一些均匀分布的短程破裂构造, 典型构造岩为构造透镜体, 类似于天然压性与压扭性断层构造。两种破裂在成核、扩展与位移发育诸方面表现出的差别有助理解它们在声发射方面的差异。     

关于大陆地壳化学组成研究中某些问题的讨论

结合作者对中国东部的研究,探讨有关大陆地壳化学组成研究中存在的若干问题,包括深部地壳组成的研究方法,上地壳组成,地壳化学成分横向不均一性和元素相容性等问题。     

长白山老里克泥炭地过去2000年以来古水位定量重建

地下水位作为影响泥炭地形成和发育的关键因素之一,在泥炭地古环境研究中广受关注。本文以采自长白山老里克泥炭地（42°28'49.75"N,128°39'9.02"E;1470 m a.s.l.）100 cm的泥炭岩芯作为研究对象,通过²¹⁰Pb/¹³⁷Cs和AMS¹⁴C定年方法,建立剖面年代框架,以有壳变形虫为代用指标,定量重建该泥炭地古水位变化。重建结果表明,过去2000年老里克泥炭地整体湿润,经历了比较湿润→非常湿润→比较湿润的变化过程。根据有壳变形虫组合的约束聚类结果,具体可划分为以下3个阶段：1）5~150 A.D.（100~91 cm）,泥炭地比较湿润,有壳变形虫主要以喜湿物种茄壳虫（Hyalosphenia sp.）、齿口阿吉尼亚虫（Argynnia dentistoma）、Archerella flavum为主,喜干物种苔藓鳞盖虫（Assulina muscorum）、小匣三角嘴虫（Trigonopyxis arcula）等较少,水位埋深保持在1.2~2.0 cm。2）150~1796 A.D.（91~28 cm）,泥炭地非常湿润,地表长期保持1~4 cm积水,但积水深度呈不断变浅趋势。喜湿的茄壳虫（H. sp.）、盘状表壳虫（Arcella discoides type）占优势。3）1796~2017 A.D.（28~0 cm）,泥炭地虽较前阶段已显著变干,但仍比较湿润,水位埋深自0.2 cm持续降至5.2 cm。适合中等湿润条件的针棘匣壳虫（Centropyxis aculeata type）、片口匣壳虫（Centropyxis platystoma type）占优势,喜湿的茄壳虫（H. sp.）大幅减少。老里克泥炭地古水位变化受内生过程和气候变化共同影响。

     

温度对皱紫菜(Pyropia crispata)壳孢子萌发及叶状体形态建成的影响

近几年,紫菜"高温烂菜"现象频发,为开发耐高温紫菜栽培种质,本文研究了4种温度(15、20、25、28℃)对皱紫菜壳孢子萌发及叶状体形态建成的影响,并观察了藻体的繁殖特性。结果显示,在试验设定的培养条件下,适宜皱紫菜壳孢子萌发生长温度为20—25℃,最适温度为20℃。皱紫菜壳孢子幼苗萌发初期细胞分裂为横分裂,叶状体细胞呈直线排列,生长至7—10个细胞后,细胞开始出现纵分裂。15、20℃温度组藻体多为不规则的半圆形裂片。25、28℃温度组藻体多为细长型叶片。有性生殖是皱紫菜主要的繁殖方式,但15—20℃培养组的部分藻体能够少量形成并放散类似无性生殖的单孢子并萌发形成叶状体。