新元古代扬子—华夏陆块拼合带：来自华南重磁异常的启示

扬子和华夏两大陆块是构成华南大陆的最基本单元, 但它们的拼合带位置（尤其是西延位置）是人们长期争论的焦点。本文以国家专项“深部探测技术与实验研究”探测得到的深反射地震剖面以及华南大陆的地质资料为约束, 对重、 磁异常作地壳构造融合解译, 追踪扬子—华夏陆块拼合带。由于华南大陆广泛发育具有剩磁多期、 多类的火山—侵入岩, 本文将磁异常换算为受剩磁影响小的解析信号作构造解译, 减小剩磁造成的地质解释偏差。研究认为, 扬子与华夏两陆块的拼合带东界为鹰潭—萍乡—衡阳—贺州—北海一线, 而西界为宜昌—张家界—铜仁—都匀—百色一线, 鹰潭以东和以北的拼合带位置因为受大规模岩浆岩的干扰而不清。     

空-地-井重力异常正则化协同密度反演方法

围绕综合利用空-地-井多源重力异常联合反演提升精度的目标,提出正则化协同密度反演方法,从而有效利用多维数据的横向和纵向变化特征提高反演精度,且无需先验信息的约束.此外,还提出利用奇异值谱和深度分辨率工具评价航空数据观测高度和层数对反演分辨率的影响.通过理论模型试验本文方法在空-地、地-井等不同情况下的应用效果,结果表明空-地-井重力异常正则化协同密度反演方法能获得更高分辨率、高精度的反演结果,且证明不同的钻孔位置对反演结果有较大的影响,从而可指导实际的空-地-井联合勘探.最后,利用文顿盐丘实际勘探数据进行空地和空地井重力数据协同反演,反演结果垂向分辨率明显优于地面观测数据反演结果,盐盖的顶面及中心埋深与前人研究和地质资料解释相吻合,验证了方法正确性及实用性,为推进我国空-地-井立体重磁勘探提供了重要的技术手段.

     

基于纵横波保幅分离的粘弹介质弹性波正演模拟

地下介质往往表现为粘弹特性,研究基于粘弹假设的数值模拟方法对于正确认识地震波的传播规律和提高地震勘探精度具有重要意义。波动方程正演过程中纵横波的保幅解耦是研究准确的粘弹介质中地震波传播机理的前提,基于散度和旋度算子的纵横波解耦方法会使波场的相位和振幅产生畸变,且解耦后的波场在极性反转位置上无法与分离前混合波场各分量对应。在散度和旋度算子上再做一次梯度和旋度运算的波场分离方法虽然能够克服上述缺陷,但存在保幅性差等问题。本文从粘弹介质中的一阶速度-应力方程出发,推导了矢量纵横波分离的波数域表达式,结合有限差分思路给出了其在空间域的求解方法。本文方法利用纵横波的传播速度对现有的矢量波场分离方法进行振幅校正,并将校正结果分别作为纵波与横波对时间的二阶偏导,实现了粘弹介质中的纵横波分离。模型试算结果表明,本文方法能够克服现有方法的缺陷,获得更具保幅性的波场分离结果。     

多次波压制技术在南海北部陆缘深水区的应用

南海北部洋陆过渡带水深变化剧烈,海底地形崎岖,构造复杂多变,地震勘探中多次波十分发育,常规处理难以取得很好的成像效果.由于方法的局限性,任何一种多次波压制方法都很难彻底地压制全部多次波.本文通过对国家基金委共享航次在南海北部陆缘采集的二维反射地震资料的分析,总结了不同多次波压制技术的优缺点和适用范围,结合滤波类方法和波动理论类方法,综合应用了表面相关多次波衰减法(SRME,Surface Related Multiple Elimination)、τ-p域预测反褶积、高分辨率抛物线Radon变换以及叠后压制残余多次波等方法去除多次波,有效突出了一次反射波,证明了方法的有效性和实用性,同时也形成了针对南海深水资料多次波压制的一种有效的处理流程和方法组合.     

异常东亚冬季风激发ENSO的数值模拟研究

利用中国科学院大气物理研究所发展的热带太平洋环流模式（OGCM）和海－气耦合模式（CGCM）分别就冬半年东亚冬季风异常对赤道太平洋的作用进行了数值模拟研究。结果清楚地表明,无论在 OGCM 中还是在 CGCM 中,持续的冬季风强异常将引起赤道中东太平洋海表水温（SST）的明显正异常,其分布类似观测到的El Ni?o事件;而持续的冬季风弱异常将引起赤道中东太平洋SST的明显负异常,其分布十分类似观测到的La Ni?a事件。因此,数值模拟进一步证实了我们过去从资料诊断和理论分析中得到的结论,即东亚冬季风异常是激发产生 ENSO 的重要机制。对模式资料的分析还清楚表明,异常东亚冬季风将激发异常海洋Kelvin波和使热带大气季节内振荡出现强异常,它们是激发ENSO的重要物理因素,这与观测资料的分析结果相一致。     

声波测井中首波与次首波的理论研究

本文讨论了裸眼井中由点状声源激发的首波与次首波问题,认为:首波与次首波分别是以地层纵波速度Vc和地层横波速度Vs传播的几何衰减波。同时给出了泄漏波的解析式,而泄漏纵波和泄漏横波的截止频率分别为远场处的首波与次首波的传播特征频率。     

集成于方箱防波堤的双气室振荡水柱波能装置转换效率研究

为实现建造、运行和维护等方面的资源共享,将振荡水柱(oscillating water column,简称OWC)波能转换装置与现有海工结构集成耦合,已成为目前海洋波浪能转换利用的热点问题。以集成于方箱防波堤的双气室OWC装置为研究对象,借助开源代码平台OpenFOAM和造/消波工具箱waves2Foam,采用流体体积法(VOF)捕捉自由面和6自由度(6DOF)动网格求解器模拟垂荡运动响应,对在不同规则波作用下,中墙相对宽度、中墙相对吃水对装置波能转换效率及水动力特性的影响进行数值研究。结果表明,较大的中墙相对宽度能够增强装置的波能转换效率(ξ_total(max)=73%)、降低结构物的相对垂荡位移并对装置前后气室内水柱的振荡幅度与压强变化产生影响;增加中墙相对吃水能显著提高气室在中高频波段波能提取效率(ξ_total(max)=78%),并显著拓宽气室的高效频率带宽(0.9≤ω²h/g≤2.2)。     

基于传播矩阵法改进的SS及其前驱波合成算法

410 km和660 km地幔间断面在地球内部动力学研究中具有重要意义. 在研究地幔间断面的方法中, SS前驱波由于具有全球采样优势得以广泛应用. SS及其前驱波模拟可利用有限差分和谱元法等数值模拟方法, 它们在模拟全球尺度地震波传播时具有高精度的特点, 但往往计算量很大. 因此, 该类方法难以应用于反射点广泛分布的情形. 而基于传播矩阵发展的SS及其前驱波模拟方法在保持高精度计算的同时, 可大幅提高计算效率. 本文针对SS及其前驱波的传播特征, 改进了基于传播矩阵方法的波形合成算法FASHSHWF. 通过简单层状模型对该算法进行了测试, 验证了算法及相应程序的正确性. 计算效率测试表明改进算法相较常规传播矩阵算法可节约50%以上的计算时间. 通过与AxiSEM计算的波形对比, 验证了FASHSHWF用于SS及其前驱波模拟的有效性. 在上述工作的基础上, 本文进一步探讨了新算法在研究全球近地表结构对地幔间断面复杂性探测影响中的应用.

     

资源三号数据在重力中区地形改正中的应用

针对我国资源三号卫星立体影像数据,利用GPS控制点,结合前视、下视、后视区域网平差精化有理函数模型,探讨了资源三号卫星立体影像数据用于重力中区地形改正的高精度DEM生成方法。通过1：1万高精度DEM数据进行地改实验验证表明：资源三号卫星立体影像数据提取的DEM可以满足1：20万区域重力测量中区地改精度要求,为我国重力测量中区地形改正提供了一条有效途径,拓展了资源三号数据在区域重力测量中的应用。     

重力模型参数空间差异研究——以中国城市间铁路客流为例

重力模型是重要的空间相互作用模型,已经在相关研究和实践中得到了广泛应用.在重力模型应用中,结果对参数的敏感性较高,不同的参数设置就可能导致结果体系的巨大差异,故精确的参数是重力模型应用的基础.许多研究关注了重力模型参数的提取,但限于数据等因素,参数在空间上的差异性尚未得到充分的重视.本文采用2010年城市间铁路客运量作为城市间相互作用强度的反映,以城市市辖区居民总可支配收入作为城市的“质量”,刻画城市本身的吸引力,进而通过回归分析考察重力模型的参数结果;并结合地理信息系统的空间插值工具,分析重力模型中各个参数的空间差异并得到可视化结果.相比于既有研究,本文在变量选取中增加了城市间列车交流频次这一变量,与平均运行时间结合共同反映城市之间的“距离”,使模型拟合结果得到较大改进.结果表明,重力模型参数取值在空间上存在显著差异,对不同区域使用统一的重力模型参数可能使结果出现较大偏差,因此将重力模型应用到具体实践中时,不能忽略参数的空间异质性.