Numerical inversion of deformation caused by pressure sources: application to Mount Etna (Italy)

The interpretation of geodetic data in volcanic areas is usually based on analytical deformation models. Although numerical finite element (FE) modelling allows realistic features such as topography and crustal heterogeneities to be included, the technique is not computationally convenient for solving inverse problems using classical methods. In this paper, we develop a general tool to perform inversions of geodetic data by means of 3-D FE models. The forward model is a library of numerical displacement solutions, where each entry of the library is the surface displacement due to a single stress component applied to an element of the grid. The final solution is a weighted combination of the six stress components applied to a single element-source. The pre-computed forward models are implemented in a global search algorithm, followed by an appraisal of the sampled solutions. After providing extended testing, we apply the method to model the 1993–1997 inflation phase at Mt Etna, documented by GPS and EDM measurements. We consider four different forward libraries, computed in models characterized by homogeneous/heterogeneous medium and flat/topographic free surface. Our results suggest that the elastic heterogeneities of the medium can significantly alter the position of the inferred source, while the topography has minor effect.     

秦岭造山带中段重磁异常与成矿带的关系

成矿带的展布受地质构造的控制,而地质构造在重磁异常上有明显反映。为了研究秦岭造山带中段重磁异常与成矿 带的关系,该文系统整理、处理了秦岭造山带中段已获得的重磁力测量资料,分析研究了重磁异常的展布特征、推断了研 究区的断裂构造,讨论了结晶基底的起伏特征,并结合区域地质资料及矿床分布资料讨论了重磁场特征及其与地质构造、 成矿带的关系。结果表明,秦岭造山带中段成矿带均分布在重、磁异常梯度带上或几组不同方向异常的交汇部位,尤其在 局部重力高异常范围内及其边部梯度带上矿体富集。这一结果为研究秦岭造山带的地质演化、地质构造（尤其是深部构 造）、断裂分布及下一步的成矿有利区预测提供重要的参考信息。     

北黄海盆地区域地质特征

北黄海盆地位于黄海的北部，由于勘探程度低，研究投入少，使得它成为我国迄今为止尚未发现油气的惟一海区。随着我国在南黄海盆地和朝鲜在北黄海盆地东部发现油气，如何实现北黄海盆地油气突破，成为我们研究的焦点。结合该区现有资料和前人研究成果，对北黄海盆地的地球物理场和地质构造特征进行了全面的论述，并在此基础上，对该区油气资源远景作了初步评价。     

象山港人工鱼礁投放对大型底栖动物群落结构的影响

为探明人工鱼礁生境中底栖生物群落结构的组成情况,评估人工鱼礁投放的生态修复效果,根据2006—2007年4季象山港全港区以及2010年4季人工鱼礁区和邻近区的调查资料,对比分析了3个不同区域大型底栖动物群落的差异。共鉴定出大型底栖动物116种,其中多毛类46种,软体动物35种,甲壳类18种,棘皮动物6种,其他类11种,各区域大型底栖动物的主要类群均为多毛类和软体动物。大型底栖动物密度、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数表现为邻近区鱼礁区全港区,生物量为鱼礁区邻近区全港区。双因子方差分析结果表明:区域间,大型底栖动物种类数、密度、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数均存在显著性差异,生物量无显著性差异;季节间,大型底栖动物种类数和密度存在显著性差异,其余参数均无显著性差异。非度量多维尺度排序分析结果显示,鱼礁区和邻近区的大型底栖动物群落相似度较高,而与全港区的相似度较低。相似性百分比进一步揭示,鱼礁区和邻近区大型底栖动物群落间的平均非相似性为77.19%,不倒翁虫(Sternaspis scutata)为造成群落间差异的重要贡献物种;鱼礁区和全港区群落间的平均非相似性高达91.34%,不倒翁虫、薄云母蛤(Yoldia similis)、纵肋织纹螺(Nassarius variciferus)和洼颚倍棘蛇尾(Amphioplus depressus)为重要贡献物种;邻近区和全港区大型底栖动物群落间的平均非相似性也高达91.47%,不倒翁虫、薄片镜蛤(Dosinia laminata)和薄云母蛤为重要贡献物种。双因素相似性分析结果表明,人工鱼礁区、邻近区和全港区大型底栖动物群落季节间存在显著性差异,但区域间无显著性差异。不同区域两两间检验结果表明,人工鱼礁区和全港区的大型底栖动物群落存在显著性差异,人工鱼礁区和邻近区以及邻近区和全港区均无显著性差异。研究结果表明,象山港白石山群岛海域人工鱼礁的投放对大型底栖动物群落结构影响显著,但影响范围局限于人工鱼礁区附近。     

Dynamic Response Analysis of Interaction System of R.C. Gravity Single-Leg Platform

In this paper, the responses of the interaction system of R.C. gravity single-leg platform to seismic excitation are mainly analysed. A set of nonlinear equations for the interaction system are established by using the wave, one is the soil-structure interaction and the other is the fluid-structure interaction. The seismic response of the interaction system is analysed for the influence of the asymmetric structure, fluid action, etc. with the input of seismic SH waves in any direction. The numerical results are given for a simple example.     

燕山造山带燕山期构造叠加及其大地构造背景

广泛的岩浆活动和强烈的构造变形是中国东部燕山期造山作用的两个主要特征。火成岩的空间展布,特别是同构造侵入杂岩体和火山岩盆地的展布与同期变形带的走向(和构造指向)具有很强相关性。本文通过火成岩构造组合、构造形迹及岩浆-构造事件序列等的共同约束,讨论华北地区燕山板内造山带造山过程中的构造叠加、构造应力场转换及其形成的大地构造背景。研究认为,燕山地区发育的“花边状”的褶皱和被褶皱的逆冲推覆带等,是多幕挤压变形叠加的记录。早侏罗世晚期(J31 )、中侏罗世晚期(J32 )、晚侏罗世中期(J23 )、晚侏罗世晚期(J33 )和早白垩世早期(K11 )5期不同方向展布的火成岩对应方向不同的收缩构造,提出早白垩世早期(K11 )本区可能存在区域北西向挤压构造及该期华北地区总体仍处于收缩构造环境的认识。华北燕山造山带是在蒙古—鄂霍茨克构造带,上扬(斯克)—楚科奇(斯克) (Verkhoyano-Chukotsk)造山带,伊泽奈崎(Izanagi)洋俯冲带和特提斯洋俯冲带4个边界会聚大背景中形成和演化的。     

松辽盆地基底“多层结构”的探讨及其意义

松辽盆地钻井基底岩系中残留的岩浆锆石和中生代火山岩中捕获的岩浆锆石的测年资料统计显示, 盆地基地的形成时间具有240 Ma ±、350 Ma ±、420 Ma ±、530 Ma ±、1 000～1 100 Ma ±、1 800 ～1 850 Ma ±和2 500 Ma ±七个峰值。结合钻井资料、古生物资料和岩性特征的研究, 松辽盆地基底可划分出6个构造层: 华力西构造层、加里东构造层、贝加尔(兴凯) 构造层、四堡构造层、吕梁构造层、阜平构造层和迁西构造层, 揭示其基底具有“多层结构”的特征, 表明该区前中生代构造演化与兴蒙22吉黑造山带、西伯利亚及华北板块陆缘构造演化协调一致。拟建的古生界地下岩石地层单位与周边地区已有的岩石地层单位可进行对比, 有利于扩大盆地外围和深部油气藏勘查。     

2008年1月南方一次冰冻天气中冻雨区的层结和云物理特征

2008年1月中下旬, 我国南方经历了四次历史罕见的冰冻雨雪天气。本文针对2008年1月25~29日的一次典型冻雨天气过程, 在实测资料、NCEP再分析资料综合分析的基础上, 利用中国气象科学研究院 (CAMS) 中尺度云分辨模式对1月28日~29日的冻雨天气过程进行了数值模拟, 研究了冰冻天气形成的大气层结及云系冻雨区云的宏微观结构特征, 初步分析了冻雨形成的云微物理过程及云物理成因。结果表明, 深厚而稳定的逆温层和低空冷层的存在是大范围冻雨出现的直接原因。此次南方冰冻过程中, 湖南和贵州两地冻雨形成的云物理机理不同, 不同冻雨区上空为两种不同类型的云, 对应两种不同的云微物理结构和大气层结结构。湖南冻雨区云层较厚, 云顶温度较低, 属于混合相云, 云中高层存在丰富的冰相粒子 (雪的比含水量最大)。湖南冻雨在 "冷—暖—冷" 层结下, 通过 "冰相融化过程" 形成, 即在锋面之上的对流层中层水汽辐合中心内形成的雪, 从高空落入暖层, 雪融化形成雨, 再下落到冷层后, 形成过冷雨滴, 最后接触到温度低于 0℃的物体或降落到地面上, 迅速冻结形成冻雨。而贵州冻雨区云层较薄, 云顶温度较高, 属于暖云, 中高层基本无冰相粒子, 低层为云水和雨水 (云水的比含水量最大)。贵州冻雨是在 "暖—冷" 层结下通过 "过冷暖雨过程" 形成的。即水汽沿锋面抬升, 在对流层中低层的水汽辐合中心内, 经过冷却凝结成云滴, 通过碰并云滴增长的雨滴下落到低空冷层, 形成的过冷却雨滴直接冻结形成冻雨。     

一次积层混合云的形成过程和微物理观测

利用2009年5月8日多普勒雷达资料和飞机穿云观测资料,综合分析了西风槽影响下山西省一次积层混合云的形成过程和微物理结构。结果表明,此次飞机探测到的积层混合云是由对流单体多次并合形成的带状对流云团减弱后形成的,云中嵌有明显的对流泡,最大强度为45～50dBZ,最大垂直尺度在6km左右。CDP(cloud droplet probe,前向散射粒子谱探头)、CIP(cloud ima-ging probe,二维灰度云粒子探头)、PIP(precipitation imaging probe,二维灰度降水粒子探头)测量的平均数浓度变化范围分别是132.4～220.2cm^-3、1.54×10^-1～6.28×100cm^-3、9.09×10^-4～7.34×10^-3cm^-3。二维图像表明,冷层中的固态粒子主要是形状不规则的霰粒子,说明过冷水供应充足;在-7℃左右观测到柱状聚合体和凇附程度不同的冰雪晶粒子,表明柱状冰晶通过凝华形成后,碰并和凇附是其增长为霰粒子的重要机制。不同高度的CDP平均谱(2～50μm)存在一定的差异,因低层水汽凝结作用较强,2～18μm的云粒子数浓度基本随高度的增加而降低;因暖层中碰并效率低和冷层中小冰晶浓度随高度增加,24～35μm粒子数浓度随高度增加而增大。CIP平均谱(25～1550μm),除4100m为双峰谱外,其他高度均为单峰谱。PIP平均谱(100～6200μm),4450m高度处的粒子谱宽和数浓度最大,3200～4000μm之间出现大值区域,表明对流单体及周边区域为较大固态降水粒子的形成提供了良好的环境。     

辽东湾JZ27-33区块伸展型右行走滑双重构造系统

辽东湾JZ27-33区块发育3条大型NNE向走滑断裂,分别为辽中3号断裂(或者辽中1号断裂)、辽中2号断裂和辽东2号断裂,在平面上,3条走滑断裂呈雁行式展布,其间密集发育具有走滑性质的正断层,这些正断层在平面上成NE或者NEE走向,与主走滑断裂斜交,其锐角的指向为本盘地层在平面上的位移方向;在横剖面上,负花状构造是研究区内的大型走滑断裂在横剖面上的重要特征,综合分析认为,研究区的断裂特征在平面上表现为双重构造特征,在横剖面上表现为(负)花状构造,构成了典型的伸展型右旋走滑双重构造系统,并且认为,形成这种构造样式的控制因素主要有:郯庐断裂带的右旋走滑作用、平面展布特征、多期构造活动以及能干性特征明显的沉积地层。