黑洞吸积盘的演化及温度分布的热不稳定性

本文在Ｔｈｏｒｎｅ工作的基础上讨论了吸积盘中黑洞的有关参量的演化，以及由Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ黑洞吸积盘向Ｋｅｒｒ黑洞吸积盘演化过程中对吸积盘辐射通量的影响，最后针对几个典型的辐射过程，分别讨论了黑洞吸积盘在牛顿框架中的温度分布方程与广义相对论的温度分布方程的热不稳定性，并给出此类问题的热不稳定性的判据。     

GRB 170817A的洛伦兹因子和观测角

伴随着引力波事件GW170817的短暴GRB (Gamma-Ray Burst) 170817A首次提供了双中子星并合与短暴相联系的直接证据.但是短暴GRB 170817A具有非常弱的光度,意味着观测的视线方向可能偏离喷流轴方向.根据短暴静止系的峰值能量E_(p,i)和各向同性光度L_(iso)。之间的关系以及洛伦兹因子Γ和L_(iso)。之间的关系估算了短暴GRB 170817A以及长短暴GRB 060614观测角与喷流边缘的夹角θ'_(obs)和洛伦兹因子Γ,结果表明GRB 170817A的Γ=45±27,θ'_(obs)=2.2±0.5°,而GRB 060614的Γ=214±93,θ'_(obs)=0.5±0.1°.这个结果相当于GRB 170817A的正轴各向同性光度L_(iso,on)=(2.1±0.7)×10~(49) erg·s~(-1),比典型的短暴少2-3个数量级.GRB 060614的L_(iso,on)=(5.12±1.91)×10~(51) erg·s~(-1)与典型短暴相当.这意味着GRB 060614可能属于短暴类型,而GRB 170817A可能本质上就是一个弱暴.     

山东省深部岩溶热储埋藏分布及岩溶发育特征

根据大量已有资料,对山东省深部岩溶热储的埋藏分布及岩溶发育特征进行了分析阐述,圈定了全省深部岩溶热储分布范围为4.4万km2,共12个地热区,岩溶类型包括岩溶-裂隙和裂隙-岩溶2种类型,对全省深部岩溶热储的进一步研究以及山东省今后深部岩溶热储地热资源的勘探与开发利用具有一定指导意义和参考价值。     

花岗质岩石中黑云母成分区域性变化对深部物质示踪及成矿的约束：以秦岭地区为例

秦岭造山带早中生代花岗质岩浆及成矿作用非常发育, 是探讨地壳深部物质组成及成矿关系的重要地区之一, 学者已从岩石学、矿床学和地球化学等角度开展了众多研究, 但对成矿作用与花岗岩和地壳深部物质组成的认识仍不太清楚。黑云母是中酸性岩中常见的暗色矿物, 也是指示成矿可能性的重要矿物之一。因此, 本文对秦岭该期花岗质岩石中黑云母成分开展研究, 为解决该问题探索新途径。对秦岭早中生代花岗质岩石中黑云母成分的研究结果显示, 北秦岭和南秦岭两个构造单元中黑云母成分和形成物理条件存在系统差异, 揭示其岩浆物源有别, 进而制约了其成矿种类特征。北秦岭早中生代花岗质岩石中黑云母的成分和形成条件变化范围小, 以MgO(8%~13%)、TiO₂(3%~5%)和Cl(0.02%~0.6%)含量较高, F(0.2%~0.4%)含量较低, 以及较高的氧逸度(logfO₂值为-16.96~-14.62)和温度(682~771℃)为特征; 而南秦岭的成分和形成条件总体变化范围较大, 具有MgO(3%~15%)、TiO₂(2%~4.5%)、Cl(0.01%~0.18%)含量较低, F(0.1%~1.6%)含量较高, 以及较低的氧逸度(logfO₂值为-20.88~-15.08)和温度(536~754℃)。此外, 研究还显示, 黑云母的形成压力与岩浆演化程度和矿物组合相关, 当岩石中出现黑云母+白云母±石榴子石组合时, 压力较高。秦岭两个构造单元中黑云母成分和形成条件的差异, 特别是氧逸度和Cl含量的明显不同, 揭示各自的成矿种类和成矿潜力不同, 如北秦岭较高的氧逸度和Cl含量, 形成铜矿的潜力比南秦岭大。同时, 两个构造单元中黑云母的成分差异, 还揭示了岩浆物源及深部物质组成的不同, 即北秦岭比南秦岭具有更为年轻的地壳, 这与区域同位素填图示踪的深部物质组成差异基本一致。由此可见, 对区域上同时代花岗质岩石中黑云母成分的研究, 不仅可以揭示岩浆演化、岩浆结晶过程物理化学条件等, 还可示踪深部物质组成的空间变化与差异及成矿种类和潜力, 有望成为探测深部物质组成的新方法和了解区域成矿背景和潜力的新途径。

     

带孔洞面域间的拓扑关系的组合推理

空间对象间拓扑关系是GIS中空间要素间最基本也是最重要的关系之一,是进行空间查询和分析的基础,因而空间对象间拓扑关系一直是研究的热点之一。目前,对拓扑关系模型的研究主要集中在简单对象间拓扑关系方面,而对于带空洞的复杂面域间的空间拓扑关系的研究则相对较少,因而对它的进一步研究具有较重要的理论意义。本文在文献[11]的基础上,根据点集拓扑学理论,对带孔面域进行了定义。通过分析简单对象间拓扑关系的演变过程,提出一种能描述带一个孔的面域间的空间拓扑关系的方法,并用该方法详细推导了带一个孔的面域间有意义的拓扑关系。通过实验验证,证明该方法在理论上是可行的,对提高GIS对现实世界的建模和分析能力可提供一定的理论依据。     

分层重力图像方法及其应用

分层重力图像方法是依据三维地震波速的层析成像结果,通过速度与密度相关关系,转换得到分层的密度结构模型,计算并给出各分层在地表的重力异常分布图像．以中国大陆为例,给出其不同深度的7个分层的重力异常图像和不同分层叠加的综合（或总合）重力异常分布图像．经过与实测的中国布格重力异常资料对比分析,结果表明两者的重力场特征相当一致;分层重力图像的结果能较好地反映地下不同深度的物质分布．     

基于修正RMR法评价体系的滨海深部开采矿山岩体质量评价

对深部开采矿山岩体进行质量评价时, RMR体系在考虑深部岩体质量影响因素以及评价指标评分值确定等方面存在不足之处。首先利用连续性细化计算方法对传统RMR法中岩石单轴抗压强度、RQD、节理间距、地应力等指标进行了修正, 得到了评价指标与其评分值之间的拟合回归曲线以及连续性方程, 其次, 在深入分析不良地质因素、深部采矿工艺及其对岩体质量影响机制的基础上, 提出爆破震动影响系数及采场暴露面积两个新评分项并建立了M-IRMR体系, 最后, 借助该体系对三山岛金矿深部采掘工程岩体质量进行了评价。研究对于深部矿山岩体工程的稳定性评价具有一定的指导与借鉴意义。     

全球干热岩资源开发诱发地震活动和灾害风险管控

干热岩地热资源作为一种绿色可再生的新型能源,其开发利用已成为当前世界各国尤其是发达国家能源战略的重要组成部分.但由于干热岩位于地壳浅部3~10 km,在采用增强型地热系统(EGS)等通用开发方式过程中,伴随着地壳应力状态的扰动,部分开采项目发生较大震级的诱发地震事件,甚至造成明显灾害、引起社会问题,亟待实现科学利用和风险管控.鉴于此问题在平衡能源开发战略和社会安全领域的重要性和关键性,本文梳理了全球干热岩开采诱发地震的总体情况、典型案例,整理了在成因和机理研究、地震灾害风险管控和缓解等方面的研究进展.综合分析结果表明,已有EGS项目案例中诱发地震震级超过3.0的达到31.2%、主要与断层活化有关,最大的诱发地震可发生在注水压裂、关井后、循环生产等各阶段.干热岩开采诱发地震有多种成因,已有案例多为多种成因共同作用,其中的关井后的尾随效应是目前重大难点.目前世界各国已开展了广泛的诱发地震机理研究并探索多种减灾措施,认为累积注水体积、注水速率与最大诱发震级之间不存在普适性的定标关系,前瞻性预测需要采用"一井一策"的方式.在缓解诱发地震灾害风险上,普遍采用科学的流体注入策略、对注采策略进行验证校准、持续开展地震活动监测等系列措施.此外,对储层的临界应力状态和应力时空演化的量化描述、地热储层内的先存断层与裂缝的探测识别、可有效管控地震发生的流体注入策略等,是当前干热岩资源开发减轻地震风险的主要技术难点,而利用地热储层实时感知信息技术、采用新的注入热交换载体、发展前瞻性的地震预测方法是该领域目前重点关注的技术方向.根据我国的干热岩资源开发和减轻地震灾害风险的实际情况,亟待建立开采场地安全性和灾害风险评价、多学科的地震监测网络和分析技术、地震灾害风险管控红绿灯系统等技术体系,并加强关井后的尾随现象、多场耦合等科学问题的基础研究.     

兴蒙造山带及邻区地壳速度结构特征

兴蒙造山带位于中亚造山带东段, 作为古亚洲构造域的重要组成部分, 由西伯利亚板块与华北板块碰撞拼合而成, 其经历了大陆裂解、洋盆扩张、洋壳俯冲消减和碰撞拼合造山等复杂的构造演化过程.为了利用壳幔结构约束造山带演化的深部过程, 跨越华北地块北缘、松辽—锡林浩特地块、兴安地块以及索伦—西拉木伦缝合带和二连—贺根山缝合带, 实施了一条520 km长的深地震测深剖面, 获得了高质量的人工源大当量的宽角反射和折射地震资料, 并采用地震动力学射线方法获得地壳速度结构.结果显示: (1)研究区地壳平均速度为6.15~6.3 km·s^-1, Pn波速度为7.8~8.2 km·s^-1; (2)地壳厚度约为36.1~42.2 km, 最厚位置(~42.2 km)对应地表大兴安岭主峰, 说明大兴安岭在此位置存在山根; (3)地壳速度在1.5~6.8 km·s^-1范围内, 认为在该区地壳内不存在洋壳物质; (4)主要断裂带或缝合带位于速度等值线变化剧烈的梯度带上; (5)速度结构显示研究区具有明显的横向分区和纵向分层的特点.地壳内速度剧烈变化特征表明兴蒙造山带的地壳物质组成不均匀, 尤其中下地壳, 速度等值线起伏剧烈.这种复杂的地壳速度结构应该与中生代以来多板块汇聚引发的多期区域性伸展和挤压作用有关.

     

多金属成矿区深地震反射剖面数据处理技术实验研究——以庐枞矿集区为例

针对庐枞多金属矿集区地震资料特点及浅、深多重探测目标,对深地震反射数据进行了处理技术实验研究。在区域长剖面上,为了获得矿集区地壳与上地幔结构的精细图像,解释成矿深部过程,开展了循序渐进的常规处理技术实验和精细处理技术实验。在矿区剖面,为了获得了浅层精细结构,针对变观测系统接收等特点,进一步开展了特殊处理实验。经过区域剖面与矿区剖面的多重处理实验,集成了一套矿集区深地震反射剖面数据处理方法与处理技术流程,为我国进一步的深部探测积累了技术与经验。