青藏高原东北部多尺度重力场及其地球动力学意义

由于受到SN和EW双向挤压作用的综合影响,处于年轻高原与古老地块交接区的青藏高原东北部岩石圈强烈变形,构造活动十分活跃.为了整体性地了解青藏高原东北部重力场和深部动力学机制,本文基于EGM2008全球重力场模型数据,利用小波多尺度分析获得不同尺度的重力异常信息;同时反演了研究区的地壳厚度;通过构建穿越龙门山造山带和西秦岭造山带两条剖面的岩石圈密度结构模型,分析了地壳上地幔内不同介质的分布特征.研究结果表明,青藏高原东北部岩石圈显示十分复杂的塑性体的特征,其重力异常走向多以EW或SSE为主,反映了高原岩石圈物质向东运移的趋势;地壳厚度由西向东逐渐减薄,边缘造山带深部并没有发现"山根"痕迹,结合该地区低重力的特征,推测西秦岭-松潘构造结岩石圈发生过大规模地幔流底侵作用;地幔流上涌的动力可能来源于印度板块向欧亚大陆板块俯冲,激发了地幔流体侧向移动,在扬子地台和华北地台附近受到坚硬岩石圈的阻挡而被迫上移,并因此造成龙门山与西秦岭的隆升.     

沙漠地区地震勘探随机噪声建模及其在噪声压制中的应用

随机噪声是影响地震勘探有效信号的主要因素,其存在大大降低了地震记录的信噪比.在噪声压制方法不断被改进的同时,对随机噪声特性进行研究,了解噪声的产生机制是对其进行压制的先决条件,目前对噪声的研究主要是特性研究以寻找规律性,对其进行定性定量的分析还比较少.本文根据塔里木沙漠地区实际采集环境,考虑到噪声的连续性给计算带来的不便,假设各类噪声源以点源的形式分布在检波器周围,依据相应理论确定各类噪声源的源函数,其激发的噪声经由波动方程传播,将随机噪声作为各类噪声源共同作用的综合波场,建立随机噪声的理论模型.通过分析不同种噪声对地震记录的影响,选取合适的滤波方法对其进行压制,实验结果表明,通过建立沙漠地区随机噪声的理论模型,为选择有效的滤波方法,提高地震记录信噪比起到理论指导作用.     

二维位场在有源空间的解析延拓

位场的向下延拓对重、磁等位场资料的处理与解释具有重要意义,但现有的延拓方法在位场向下接近场源时会产生剧烈震荡,计算过程很不稳定,而且理论上都不能越过场源. 本文在复数域里定义了一个具有位场和几何双重特性的新函数PFGR,提出了一套新的延拓方法,在理论上实现了位场在包含场源的下半空间里的解析延拓,经过模型试算验证,表明该方法可以延拓越过场源,准确确定场源奇点,计算过程稳定,对测量中的随机噪声也具有较好的抗干扰能力.     

中近磁尾等离子体片统计特性研究

本文使用Cluster-C1卫星的CIS仪器和FGM仪器测量得到的质子通量数据和计算的β数据,判断Cluster卫星在地球磁尾不同位置位于等离子体片内的概率.使用2001-2004年7-11月的Cluster-C1数据,分别在行星际磁场南向和北向时,得出XRE区域内卫星位于等离子体片的概率在Y-Dz平面的分布图(Dz是卫星到中性片的距离).通过对比行星际磁场南向和北向时的卫星位于等离子体片的概率的分布图,我们发现等离子体片在行星际磁场南向时比在行星际磁场北向时要薄,并且这个效应在磁尾晨昏两侧比在午夜附近明显,同时我们还发现等离子体片在晨侧比在昏侧厚.     

青藏高原及周边2001年以来三次特大地震引起的形变场分布特征

基于地壳黏弹模型在GPS观测资料和地震位错数据为约束条件下,应用有限元数值模拟方法对2001年昆仑山8.1级、2008年汶川8.0级和2015年尼泊尔8.1级特大地震引起的地壳形变分布特征进行了模拟计算,获得了地震位移场和形变场.这3次大地震分别发生在青藏高原的北部、东部边界和南部边界,尽管震级大小基本相当,但发震区域和发震断层性质都各不相同,其各自产生的地壳形变场分布特征存在明显的差异,主要表现为形变场区域大小、幅值大小等的差异,以及在不同地壳深度也存在明显的差异,这些差异主要取决于地震断层性质和地下介质结构的不同.通过模拟计算,可以进一步了解大地震产生的应力加卸载区分布特征,对预测未来地震发生区域范围提供重要参考依据.     

陕渝黔桂1800 km超长探测剖面重力异常场特征及深部地壳结构探榷

通过对跨越华北克拉通、秦岭造山带、扬子克拉通几大地质构造单元的,北起陕西榆林经秦岭过重庆鱼泉、贵州贵阳并向南到广西凭祥全长1810 km超长重力探测剖面的数据进行处理分析和解释,构建了沿剖面的二维地壳密度结构模型,并详细分析了沿剖面壳内各界面与Moho界面展布的深部结构和构造特征、构划出了该剖面的深部断裂分布,探讨了剖面辖区跨越的克拉通、造山带、接触带或耦合带等一系列的区域构造的差异,同时对其可能的地质构造含义进行初步了解释,以期能对深化认识该剖面跨越地区的地壳结构、构造单元划分及动力学等研究,提供相关重力场的依据.     

不同初始场条件对新疆区域数值模式预报性能的影响

初始场条件直接影响到区域模式的预报性能。基于GRAPES_GFS和NCEP_GFS两种初始场,详细比较了两者之间的差异,随后分别利用两种初始场驱动新疆区域数值模式（RMAPS-CA V1.0）,对2021年4月整月的数值预报结果以及2021年4月21日一次暴雨过程模拟结果进行了MET（Model Evaluation Tools）对比检验。结果表明：（1）两种资料位势高度扰动场、温度扰动场、湿度扰动场存在明显差异,其相关系数分别为0.26~0.60、0.05~0.24和0.01~0.12,导致次天气尺度上存在着较大差异,并由此造成了模拟结果之间的差异,反映了区域模式对初始场和边界条件的敏感性;（2）从高空位势高度、风速、温度的预报结果看,NCEP_GFS初始场在新疆区域模式中高空要素的预报效果均要优于GRAPES_GFS初始场,均方根误差分别降低35.5~37.2%、7.6~12.6%和6.0~17.2%。从地面常规预报量的检验看,GRAPE_GFS初始场对2 m温度和10 m风速的预报效果则要优于NCEP_GFS初始场,均方根误差分别降低14.3%和6.8%;（3）从降水检验评分看,两种初始场的降水预报整体为漏报现象,NCEP_GFS初始场针对各降水阈值及不同时效的预报降水评分要高于GRAPES_GFS,0.1 mm/6h、6.1 mm/6h和12.1 mm/6h的TS评分分别提高22.5%、16.1%和150.8%;（4）从一次暴雨过程预报的检验结果看,GRAPES_GFS对于24小时为小量级降水预报效果优于NCEP_GFS,准确率分别为61.4%和40.0%;而NCEP_GFS对于大量级的降水预报则要优于GRAPES_GFS,准确率分别为66.7%和33.3%。两种初始场对降水个例检验偏差以空报现象为主,NCEP_GFS的TS评分整体高于GRAPES_GFS。     

耦合PML边界条件的三维大地电磁二次场有限差分法

本文将大地电磁场分解为一次场和二次场,应用交错网格有限差分法模拟计算大地电磁二次场,并引入各向异性最佳匹配层（PML）吸收边界条件作为二次场边界条件,实现了耦合PML吸收边界条件的三维大地电磁二次场有限差分正演模拟.为了确保正演的稳定性和效率,QMR求解器和磁感应矢量散度校正技术被用于PML吸收边界条件下系数矩阵的快速求解.三维模型正演响应表明,基于二次场的三维大地电磁有限差分算法具有较高的计算精度和可靠性.通过计算分析不同PML吸收因子条件的大地电磁正演结果,显示在适当的吸收因子下,PML吸收边界条件可较大幅度的减小外边界距离,从而有效的压缩模型求解空间,最终提高三维大地电磁正演模拟的效率.

     

滕北煤田武所屯井田武所屯断层新认识

根据武所屯煤矿煤16井下钻探和物探等资料,通过分析、对比地层岩性和厚度,对武所屯断层存在与否及其性质进行了探讨。结果表明：在武所屯下组煤16101工作面以西至井田边界,所探查范围内未见武所屯逆断层。对此存在三种解释：该断层垂向上自三灰向下逐步尖灭,未切割至煤16;原断层的走向不正确或前人认识有误;武所屯逆断层不存在。通过进一步查阅以往资料,并经过物探对比和剖面分析等手段,综合分析认为,在赵坡井田与武所屯井田之间的武所屯逆断层不存在,原地质资料认识有误。该研究结果对矿井增储、延长服务年限有重要意义。     

大定源瞬变电磁法激励场及边框效应研究

通过对大定源瞬变电磁激励一次场理论解析计算,分析了不同偏移距、不同规格线框一次场的分布及衰减规律。结果表明：近中心一定偏移距、一定深度范围内一次场大于中心点处一次场,且偏移距越大一次场越强,衰减也越快;超过这个深度一次场比中心处一次场小。当偏移距大到一定程度时,一次场的衰减与近中心处的衰减不同,此时边框效应严重,对浅层信号和长宽比大的矩形框影响较大。对与目标体共深度一次场相差在5%以内的区域的研究,解决了有效勘探范围的量化确定问题。