甘肃合黎山古元古代正长岩的发现及其对阿拉善地块大地构造属性的启示

阿拉善地块的大地构造属性是近年来地质界激烈争论的科学问题:是华北克拉通的一部分,还是在前寒武纪尚未与华北克拉通拼合?研究阿拉善地块的基底并与华北克拉通主体进行对比,对探讨这一问题具有重要启示。阿拉善地块的基底仅在其东部和西南缘零星出露,且前人的研究主要集中在地块东部。在阿拉善地块西部的合黎山地区,有正长岩侵入龙首山群,并被震旦系不整合覆盖。该正长岩强烈富钾(K_2O=13.77%),轻、重稀土明显分异((La/Yb)_N=46.62),显示Nb-Ta负异常和Pb-Zr-Hf正异常,并具有高Sr低Nd的同位素特征(ε_(Nd)(t)=-5.05),表明该岩体源于玄武质下地壳的部分熔融。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,该正长岩形成于(1872±12) Ma,即古元古代,并记录了～2.7 Ga的地壳生长以及～2.5 Ga和～1.95 Ga的岩浆活动。合黎山古元古代正长岩的发现补充了阿拉善地块前寒武纪基底的组成,进一步完善了阿拉善地块新太古代—古元古代基底和构造热事件的时代格架,且与华北克拉通主体十分相似,指示二者具有明显的亲缘性。     

科学超深井硬岩取心关键技术

科学超深井是人类观测深部地球的“望远镜”。获取典型区块的原状岩心,建立高分辨率的地层剖面及其物、化性剖面,是科学钻探的最主要的目的之一。在深部钻探中,钻头驱动方式和岩心提取方法,是影响工程能源消耗、施工周期和工程经费的关键因素,从多方面阐述了科学超深井取心钻进多项关键技术和难点,并提出了针对性的解决方案和研究方向。     

松科二井邻域沙河子组含油气地层结构特征——基于测井和地震数据的分析

松辽盆地大陆深部科学钻探工程"松科二井"获得了最完整的沙河子组地层岩心,初步识别出深部页岩气气测异常43层,累计厚度102 m,显示出沙河子组地层具有良好的深部能源前景。为进一步分析松辽盆地沙河子组地层油气资源潜力,本文在前人研究的基础上,结合松科二井测井、岩心数据和地震数据,分析松科二井邻域沙河子组地层的层序特征和空间展布,同时以随钻录井记录到的气测异常为出发点,分析沙河子组地层的测井和地震响应。结果显示:松科二井邻域沙河子组地层具有厚度大、横向延续小的地层展布特点,根据测井、岩心及地震数据,将沙河子组地层分为4个三级层序:SQ1、SQ2、SQ3和SQ4,其中顶部SQ4层序具有较好的油气前景,其岩性以泥岩为主,并具有相对较高孔隙度、低波阻抗的测井曲线特征,在地震剖面上表现为连续强振幅,阻抗反演剖面上存在局部低波阻抗特征,揭示了该区沙河子组深层天然气资源的赋存条件。     

大容量气枪震源陆地反射地震探测技术——以“地学长江计划”铜陵段试验为例

为了探索大容量气枪震源在探测区域结构以及在内陆水体进行水陆联测的可行性与有效性,2015年在安徽铜陵完成了长江航道走航激发、陆地接收反射波的"地学长江计划"铜陵段试验。本文从试验观测系统、共中心点分布、覆盖次数以及单炮数据属性等方面综合分析了大容量气枪震源陆地反射试验结果的影响因素。试验结果表明:①大容量气枪震源在内陆水体激发能够用于地壳结构的探测;②在水陆联测勘探中,根据目标层段合理设计反射角,能够有效地解决小炮检距反射角不足、大炮检距能量弱的问题;③在进行弯线数据采集时,需要对观测系统进行设计,以提高共中心面元的有效覆盖次数;④根据气枪震源容量的大小,进行最大、最小炮检距设计,是确保面元成像速度分析精度和面元炮检距属性分布合理的重要条件。     

中国近海新构造活动断裂调查与地震勘探方法

中国近海处于大洋板块与大陆板块作用的关键区域,新构造运动频繁,活动断裂是其主要的表现形式之一。浅地层剖面仪测量、单道地震、多道地震和海底地震仪探测(OBS)等海洋地震勘探方法是调查研究海域活动断裂的主要地球物理手段,各自具有不同技术优势和探测功能,在海域活动断裂调查研究中发挥了重要作用。通过OBS广角反射/折射深地震探测和长排列多道地震勘探,获得了中国近海的区域深大断裂展布特征,深化了深大断裂形成与演化的深部动力学机理的认识,进而分析了其对活动断裂控制与约束关系。根据活动断裂时代新、埋藏浅的特点,综合利用浅地层剖面仪测量、单道地震和高分辨率多道地震方法,获得了中国近海海域活动断裂的分布、走向和差异升降等特征,分析了新构造运动的演化规律。本文综述了海洋地震勘探技术方法的主要特点和功能,及其在海域活动断裂调查中的功能和作用,总结了利用地震勘探技术方法在中国近海新构造活动断裂调查研究中取得的主要成果,提出了在未来的海域新构造运动地震调查研究中,应采用多技术方法组合系统调查与研究的思路,着力提高地震勘探的精度,探索应用横波地震勘探和海底可控震源等新技术的建议。     

月球冷海高铝玄武岩遥感识别及其地质特征分析

高铝玄武岩是美国Apollo和前苏联Luna任务采集的月球样品中极其特殊且具有重要意义的一类样品,对月幔的不均匀性分异和月球早期热演化活动具有重要的指示性意义.本文以地形和成因极其独特的月球冷海中小型撞击坑坑壁或者近端溅射物中新鲜裸露的岩石（岩石丰富>0.5%）为突破口,利用中心和临近像元之间的Al₂O₃含量和镁指数（Mg#）间的线性关系消除了月海-高地混合物影响,将实验室岩性分类标准应用于Lunar Prospector（LP）钍（Th）和Lunar Reconnaissance Orbiter（LRO）Diviner主要元素氧化物反演产品中,获得月球表面新鲜裸露的高铝玄武岩质（Al₂O₃>11 wt%）岩石位置信息.以此为基础,通过目视解译的方法识别了埋藏在冷海表面风化层以下的高铝玄武岩斑块（10个）和单元（1个）.在LRO宽角（WAC）相机和数字地形图影像（LOLA GLD100）中对高铝玄武岩形态学地质特征统计表明,冷海中的高铝玄武岩总面积和体积为3694 km²和1160 km³,岩层的最大埋藏深度和厚度为331 m和207 m.研究结果表明,冷海高铝玄武岩岩层一般具有不一致且不连续的厚度和较大的成分变化范围,并且不是广泛地分布于冷海之中,只是零散地分布于中西部,以及集中于东部的两个表层月海玄武岩地质单元之下.这些分布特征意味着月球冷海早期的高铝型火山活动可能以随机的小型（面积小于500 km²或者体积小于100 km³）喷发为主,偶尔会出现大型的喷发.

     

面向深地探测的光纤重力梯度仪测量原理与研制进展

发展深地探测技术对于推进地球物理发展有重要意义.基于重力梯度的深地传感技术具备自身独有的优势,可以有效弥补现有主要方法的局限.本文提出了一种基于光纤Sagnac干涉仪的重力梯度测量原理,将重力梯度转化为角加速度并利用光纤角加速度计进行精密传感.本文设计了重力梯度原型样机,并利用ANSYS有限元仿真论证了其可行性与稳定性,在此基础上对光纤重力梯度原型样机进行了长达14天的连续静态测试,得到角加速度测量本底噪声低于3×10^-10rad·s^-2·Hz^-1/2,对应重力梯度测量噪声达0.68 E·Hz^-1/2.基于光纤Sagnac干涉仪的重力梯度测量没有对传感单元一致性的要求,无需复杂的环境控制与辅助设备,测试结果展现了其高灵敏度特性以及应用于深地探测的巨大潜力.

     

基于深度学习的GF-1卫星WFV影像赤潮探测方法

赤潮是我国主要的海洋生态灾害,有效监测赤潮的发生和空间分布对于赤潮的防治具有重要意义。传统的赤潮监测以低空间分辨率的水色卫星为主,但是其对于频发的小规模赤潮存在监控盲区。GF-1卫星WFV影像具有空间分辨率高、成像幅宽大和重访周期短等优点,在小规模赤潮监测中表现出较大的潜力。然而,GF-1卫星WFV影像的光谱分辨率较低,波段少,传统面向水色卫星的赤潮探测方法无法应用于GF-1卫星WFV数据。而且赤潮具有形态多变、尺度不一的特点,难以精确提取。基于此,本文提出了一种面向GF-1卫星WFV影像的尺度自适应赤潮探测网络（SARTNet）。该网络采用双层主干结构以融合赤潮水体的形状特征与细节特征,并引入注意力机制挖掘不同尺度赤潮特征之间的相关性,提高网络对复杂分布赤潮的探测能力。实验结果表明,SARTNet赤潮探测精度优于现有方法,F1分数达到0.89以上,对不同尺度的赤潮漏提和误提较少,且受环境因素的影响较小。     

海底AUV关键技术综述

海底海洋的观测探测,亟需大范围、长时间的观测平台。海底AUV有三大要点：适应海底机动性的结构、适应海底复杂环境的机敏运动性能、适应海底的水声通信定位技术。本文分析了海底AUV的发展与演变历程,凝练出海底AUV的关键技术难题,并相应地给出海底AUV水动力外形优化技术、海底AUV机敏运动控制技术、海底水声通信与定位导航技术、海底接驳与充电技术的解决思路。最后以碟形结构的水下直升机为例,给出了海底AUV的实践探索一例。本文将为海底AUV及其观测探测技术的发展提供指导意义。     

典型海岛地热资源勘查定井方法研究

海岛地区地质环境条件相对较复杂,地形起伏较大,地貌类型多样,地热地质条件特殊,选用合适的地热资源勘查定井的方法,对地热资源的勘查开发具有重要意义。以典型海岛−青岛市小管岛的地热资源勘查工作为例,综合分析小管岛地热地质条件,对比分析地热资源勘查物探方法的优缺点,有针对性地采用音频大地电磁测深（AMT）和高精度电磁频谱法（MES）相结合的勘查定井方法进行地热资源勘查。综合2种物探方法解释成果,获取研究区热储概念模型,确定地热井位置,成功施工1500 m地热井1眼,出水量121.2 m3/d,孔底温度39.2 ℃。根据小管岛地热资源勘查实例表明,采用AMT法和MES法在海岛地区进行地热资源勘查是可行的、有效的。