南北构造带岩石圈结构与地震的研究

南北构造带是中国大陆东西部大地构造的主要分界,也是大陆内部强烈地震发生的主要地区之一.2008年汶川MS8.0地震发生后,在南北构造带及周边地区进行了大量的野外科学考察、深部地球物理探测和流动地震观测,在岩石圈结构与构造、强震发生的深部构造环境和动力学过程等方面获得了重要的进展.本文综述近年来发表的一批研究成果,包括岩石圈结构的深部地球物理探测和成像,地震层析成像,地震各向异性和壳幔变形,与近期发生的强烈地震相关研究,以及与大陆动力学有关的研究等.自2000年以来,我国建成了具有1000多个地震台站的国家和区域地震台网.它们在实时为地震监测服务的同时,其产出的海量数据还提供用于地球科学研究.一批作者在国内外发表了研究成果,大大提高了对南北构造带的认识.我们虽然取得许多共识性的重要成果,但是也存在一些问题,发现不同作者的结论是相互矛盾的.其原因之一可能是,现有台网的数据成像分辨率和精度仍不足以识别在地壳深处的细节,例如在孕震尺度概念下的地震危险区.加强流动地震观测,提高台站分布的密度,取得高可信度的目标模型是解决问题的重要方面.近年来"中国地震科学台阵观测"计划在南北构造带上实施的大型流动台阵观测,结合固定地震台网的资料,加上高分辨率深部地球物理探测,以获得高可信度的地壳上地幔三维精细结构及物性成像,是提高地震科学和大陆动力学研究水平的一个有效途径.     

利用神经网络技术在储层非均质性上的研究

储层非均质性对油气田的勘探和开发效果影响很大。结合测井资料二次解释的孔隙度(φ)、泥质含量(Vsh)、粒度中值(Md)、束缚水饱和度(Swi)等资料,借助BP网络算法,对渗透率进行预测。BP网络算法是人工神经网络算法中的一种,采用的是误差逆传算法,即把网络输出的误差归纳为各连接权的过程,通过把输出层的误差逐层向输入层逆向传播以分摊给各层单元,从而获取各层单元的参考误差,以便调整相应的联接权。如此反复,直至网络输出与期望输出之间的误差减少到允许误差为止。通过这样学习过程,消除了系统误差,提高了渗透率预测的精度,并为定性定量描述储层非均质性打下了坚实的基础。通过对萨尔图油田中部葡萄花油层组的非均质性进行了定量半定量的研究,认为萨尔图油田中部葡萄花油层组PI2小层层内非均质性最严重,与沉积微相密切相关。单砂层垂向上渗透率的变化以正韵律和复合式韵律为主,局部发育反韵律模式。经对葡萄花油层组PI1~PI4系统研究,层内非均质性强弱依次为PI2a、PI3、PI2b、PI1、PI4;层间非均质性在PI3和PI4间表现得最强,其他相对要弱;各小层平面非均质性相差无几,整体表现为较强的非均质性。     

地震勘探全波形反演的应用与发展分析

本文首先对20世纪80年代发展起来的全波形反演应用及其在勘探地球物理领域的发展进行了分析;其次,面对定量化、精细化的地震勘探要求,提出了将地震勘探全波形反演与其他数据处理环节或处理技术相结合的研究设想,并展望了全波形反演的发展趋势;最后,论述了全波形反演研究中地震波场数值模拟、反演初始速度模型获取、目标函数形式选择、寻优算法启用及各向异性介质中的应用等关键问题,并总结了通过Laplace域的全波形反演获取反演初始速度模型、结合射线追踪并充分发挥并行计算之于波动方程方法来模拟地震波场的巨大优势,及灵活选用反演目标函数形式和寻优算法更新速度模型参数来加快全波形反演方法的实用化进程。     

Harmonics of exceptionaly low amplitude anisotropic wave train events in cosmic ray intensity

The unusually low amplitude anisotropic wave train events (LAEs) in cosmic ray intensity using the ground based Deep River neutron monitor data has been studied during the period 1991–94. It has been observed that the phase of the diurnal anisotropy for the majority of the LAE events remains in the co-rotational direction. However, for some of the LAE events the phase of the diurnal anisotropy shifts towards earlier hours as compared to the annual average values. On the other hand, the amplitude of the semi-diurnal anisotropy remains statistically the same, whereas phase shift-towards later hours; a similar trend has also been found in case of tri-diurnal anisotropy. The high-speed solar wind streams do not play a significant role in causing the LAE events. The occurrence of LAE is independent of the nature of the Bz component of IMF polarity. Published in Astrofizika, Vol. 50, No. 2, pp. 313–324 (May 2007).     

隐伏断裂扩展前兆探测新技术的研究

本文介绍了探测隐伏断裂扩展前兆的技术方法和原理,该方法的特色是:把岩体受力致裂电阻率变化的各向异性,与岩体裂隙扩展的水网络导电通路变化直接相联系,避开了地质体最复杂、最难确定的岩体破裂受力状态问题,建立用电阻率变化各向异性确定岩体主破裂扩展方向的定量关系.着重介绍该方法的室内大试件模拟试验的结果.试验结果表明,定量计算的电阻率变化的各向异性主轴方向,与被压裂的试件主破裂方向基本一致.     

青藏高原东南缘壳幔耦合强震孕育模型研究

结合青藏高原东南缘软弱带的分布及地震活动性的深度空间特征,提出强震孕育的壳幔耦合模型。利用中国国家数字地震台网和四川云南区域数字地震台网及布设在青藏高原东南缘的地震台站所记录的远震SKS波形资料,通过剪切波分裂得出上地幔各向异性结果数据,描绘出青藏高原东南缘的上地幔各向异性图像;再分别同该地区GPS观测的速度场数据、区域构造应力场数据和13 km深度的介质密度数据进行相关性处理与分析,并针对本文提出的孕震模型进行一定程度的验证。对形变场和应力场耦合特征的研究表明,各向异性的快慢波时间延迟、快波偏振方向总体分别与GPS 测量的地壳运动速度场方向变化和水平最大应力方向相关性较大,壳幔各圈层相互作用及软流圈的流动所展示的地震各向异性都与应力传递机制息息相关。通过相关分析可以得到壳内软弱带（低速高导体）在壳幔耦合运动研究中的关键作用,而该类耦合运动与地震孕育息息相关。     

Numerical simulation of fabric anisotropy and strain localization of sand under simple shear

This paper studies the effects of initial fabric anisotropy of dry sand in simple shear deformation. The effects of anisotropy are taken into consideration through the modification of the mobilized friction in the Mohr–Coulomb‐type yield surface as a function of a fabric parameter. In addition, the constitutive model uses a gradient term that directly incorporates the effects of material length scale. The constitutive formulation is implemented into ABAQUS finite element code and used to simulate shearing of the dry sand under various conditions of simple shear. The numerical simulations show that while the shear stress response is affected by fabric anisotropy, its effects on strain localization in simple shear are minimal. This is in contrast to other devices such as the biaxial shear. The strain localization in simple shear is controlled more by the imposed boundary conditions. The use of material length scale is shown to remove the effects of strain localization in the shearing response. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

无侧限压缩条件下黏性土磁各向异性研究

近年来基坑、隧洞等开挖工程活动中的卸载导致黏性土体发生过大侧向变形,引起的工程事故越来越多。目前多采用测斜仪对基坑周围土体变形进行水平位移监测,然而由于软土的特殊工程性质,在监测中软土无法带动测斜仪一起变形,往往监测效果不尽人意,不能准确给出实际软土的真实变形。因此,需要加强开挖卸荷工程施工中土体的侧向变形监测技术研究工作。本文基于磁性矿物受荷载变形具有定向性特征,运用磁组构试验对无侧限压缩后的黏性土试样进行磁各向异性研究,同时与有侧限压缩试验变形测试结果进行比较,分析试验轴向应力、土样含水率对无侧限压缩条件下磁各向异性的影响规律,以及主磁化率值与应变的数学关系,探讨了由黏性土磁各向异性推求其受力变形规律的可行性。研究成果表明,受力作用的黏性土变形与其磁性矿物定向性具有较好的一致性。这一认识对于有效监测软土地区卸荷工程周围软土变形情况具有重要的理论意义和实际应用价值。     

Microcosmic analysis of ductile shearing zones of coal seams of brittle deformation domain in superficial lithosphere

For many years, the study on ductile shearing zones mainly focuses on the strain analysis and the characteristics of microcosmic structure of felsic duc-tile shearing zones in deep layers (8—10 km). Discus-sions on the process of the development of small-type and mini-size ductile shearing zones have been re-ported in recent years[1,2]. 揇uctile deformations in brittle deformation擺3] and 揵rittle deformations in ductile deformation擺4] are rather a familiar phenome-non in nature. Researchin…     

橄榄石集合体的简单剪切形变实验研究

本文利用高精度Paterson气体介质变形装置对富铁橄榄石集合体(Mg0.5,Fe0.5)2SiO4进行了高温简单剪切变形试验。试验在温度1473K和围压300MPa的条件下进行,差应力为64~153MPa, 应变率为10-5~10-3s-1。 一共进行了三组试验,试件的剪切变形量分别为89%, 131%和200%, 通过对变形后试件的反射光学显微结构分析,得到富铁橄榄石集合体动态重结晶的微观机制,由结晶各向异性分析给出晶格最优取向和波速各向异性的分布及随应变的增加而表现出的演化特征。