水库下游河流再造床过程的时空演替现象--以丹江口建库后汉江中下游为例

在实测资料和前人研究的基础上,引入“空代时”假说,分析研究了丹江口建库后汉江下游河流再造床过程的时空演替现象。分析表明,河流再造床过程在冲刷延展、河床粗化、含沙量及其特征、岸滩侵蚀以及河型变化等方面具有较典型的时空演替现象。产生时空演替现象的根源在于河流自调整作用在同一变源下空间和时间响应的一致性,是过程的相似。输入水沙条件的变化、水库下游河道支流入汇、河床边界条件的变化以及因此导致的不同调整方式是引起时空演替复杂响应的主要原因。如能排除干扰、建立时空演替现象的数学模式将有助于水库下游河流调整的分析和预测。     

Constraining stress magnitudes using petroleum exploration data in the Cooper–Eromanga Basins, Australia

The magnitude of the in situ stresses in the Cooper–Eromanga Basins have been determined using an extensive petroleum exploration database from over 40 years of drilling. The magnitude of the vertical stress (S_v) was calculated based on density and velocity checkshot data in 24 wells. Upper and lower bound values of the vertical stress magnitude are approximated by S_v = (14.39 × Z)^1.12 and S_v = (11.67 × Z)^1.15 functions respectively (where Z is depth in km and S_v is in MPa). Leak-off test data from the two basins constrain the lower bound estimate for the minimum horizontal stress (S_hmin) magnitude to 15.5 MPa/km. Closure pressures from a large number of minifrac tests indicate considerable scatter in the minimum horizontal stress magnitude, with values approaching the magnitude of the vertical stress in some areas. The magnitude of the maximum horizontal stress (S_Hmax) was constrained by the frictional limits to stress beyond which faulting occurs and by the presence of drilling-induced tensile fractures in some wells. The maximum horizontal stress magnitude can only be loosely constrained regionally using frictional limits, due to the variability of both the minimum horizontal stress and vertical stress estimates. However, the maximum horizontal stress and thus the full stress tensor can be better constrained at individual well locations, as demonstrated in Bulyeroo-1 and Dullingari North-8, where the necessary data (i.e. image logs, minifrac tests and density logs) are available. The stress magnitudes determined indicate a predominantly strike-slip fault stress regime (S_Hmax > S_v > S_hmin) at a depth of between 1 and 3 km in the Cooper–Eromanga Basins. However, some areas of the basin are transitional between strike-slip and reverse fault stress regimes (S_Hmax > S_v ≈ S_hmin). Large differential stresses in the Cooper–Eromanga Basins indicate a high upper crustal strength for the region, consistent with other intraplate regions. We propose that the in situ stress field in the Cooper–Eromanga Basins is a direct result of the complex interaction of tectonic stresses from the convergent plate boundaries surrounding the Indo-Australian plate that are transmitted into the center of the plate through a high-strength upper crust.     

近30年来降水量变化和人类活动对北京潮白河冲洪积扇地下水动态的影响

对北京潮白河冲洪积扇分布区30年来降水量、地表径流量、地下水水位和地下水储存量进行了时间序列分析。结果表明: 过去30年中,区域地下水动态发生了明显变化,特点是1998年以来,地下水位和地下水储存量迅速下降与减少。1998年以来,年降水量为以往多年平均值的76％左右。在储存量变化的影响因素中,降水量减少导致的补给量减少约占24％,人类活动,如工农业地下水开采、应急水源地地下水开采和地表水体入渗减少等因素约占76％。由于未来气候变化的不确定性,在南水北调的水进京后仍可能出现连续枯水年,因此,以丰水年降水进行水源涵养存在较大风险。对于已经处于严重超采状况的潮白河冲洪积扇来说,为了满足未来供水的需要,应急水源地从现在起应减少开采量或停采以逐步恢复地下水储存量。     

晚中生代—新生代构造体制转换与鄂尔多斯盆地改造

鄂尔多斯盆地是叠加在华北古生代克拉通台地之上的中生代大型陆内盆地。晚中生代—新生代是鄂尔多斯盆地重要的改造阶段,区域构造体制经历了重大转换,在盆地周缘形成不同方向和不同样式的构造带。其中发生在中、晚侏罗世时期的燕山运动主幕,对鄂尔多斯盆地的定型和发展具有划时代意义,这期构造变动导致鄂尔多斯盆地周缘挤压逆冲构造带的形成。早白垩世时期,对区域构造应力体制转换的响应,鄂尔多斯盆地处于弱引张构造环境,引张构造变形主要集中在盆地西南缘地带,六盘山古地堑发育。新生代时期,构造变形主要发生在鄂尔多斯盆地周缘,形成一系列地堑盆地。晚中新世或上新世以来的新构造运动时期,受到青藏高原快速隆升和向东构造挤出作用的影响,鄂尔多斯盆地西南缘六盘山褶皱带快速崛起,而在盆地的其他周边地带则发生引张变形和地块差异性升降。最后,笔者论述了不同构造应力体制下盆地的改造作用,讨论了鄂尔多斯盆地研究中的一些基础地质构造问题。     

海水入侵研究现状与展望

文中讨论了海水入侵的研究进展：海岸带海水入侵界面或过渡带的模拟，海岛地下淡水透镜体的动力学研究，井孔在界面或过渡带上部抽水所引起的升锥问题以及岸边地下水位动态研究及海平面变化对海水入侵的影响。海水入侵研究经历了从理想假定到合理概化，从室内实验模型、理想模型到数值模型这一过程。数值方法已成为模拟和求解海水入侵问题的最有力工具，海水入侵的过渡带模型成为主要的研究方向。分析了研究中存在的困难，展望了海水入侵研究的未来趋势：边界条件确定，水文地质参数选取，含水层结构估计，海水入侵输运与化学作用的耦合以及海水入侵预报。     

华北克拉通中东部新太古代晚期变质火山岩及动力学体制

热状态和壳幔岩浆作用是理解早期地壳形成演化动力学机制的关键。华北克拉通是世界范围内为数不多的保存有大量新太古代晚期（约26~25亿年）变质火山岩记录的克拉通之一,对揭示全球新太古代晚期壳-幔动力学演化过程具有重要的指示意义。在我们研究组近期关于华北克拉通中东部中新太古代热状态和地壳厚度研究基础上,本文收集并整理了726个华北克拉通中东部（包括中部带）新太古代晚期变质火山岩样品的有效地球化学资料。按照现代通用岩石地球化学标准来分类,这些样品主要包括超铁镁质岩石（其中含苦橄岩、苦橄质玄武岩和科马提岩,~7%）、稀土未分异型玄武岩（~14%）、稀土分异型玄武岩（~27%）、玻安岩（~4%）、高镁安山岩（~12%）、低镁安山岩（~26%）和英安岩-流纹岩（~10%）。然而不同区块之间火山岩岩石组合及其量比存在较大差异,其中吉林南部和赞皇等地区以大量稀土分异型玄武岩、高镁和低镁安山岩为主,含有少量的长英质火山岩;胶东、登封和阜新等地区以稀土未分异和稀土分异型玄武岩占有绝对优势,存在少量安山岩和长英质火山岩;冀北、冀东北部、冀东南部（迁安-滦县）、五台-云中山、辽北、辽南和鲁西等地区岩石组合比较复杂,最突出的特点是出现不同比例的玻安岩,组合有稀土未分异和大量稀土分异型玄武岩、高镁和低镁安山岩,出现少量超铁镁质岩石和长英质火山岩。岩石成因研究揭示稀土未分异型和分异型玄武岩、高镁安山岩和玻安岩主要形成于俯冲板片流体、熔体和沉积物熔体交代地幔的部分熔融,而低镁安山岩、英安岩和其它长英质火山岩则大都经历了上述俯冲相关初始岩浆的结晶分异或地壳物质熔融和地壳混染等过程。新太古代晚期胶东地区表现为相对较薄的地壳厚度和较高的地热梯度（18℃/km）,而冀东地区表现为厚的地壳厚度和低的地热梯度（最低8.7℃/km）,满足现代俯冲地热梯度需求,其它区域的地温梯度介于热俯冲和现代冷俯冲之间。综合以上资料,我们认为新太古代晚期板块构造体制已经是最主要的壳-幔动力学体制,地幔柱构造体制和板块构造-地幔柱联合作用体制可能仍然在局部地区存在,但其作用范围和强度已经明显减小。因此,随着地幔温度的下降,中太古代到新太古代晚期地幔柱和板片俯冲的转化可能是相互关联、此消彼长的动力学过程,而不是一个突变过程。

     

黄河源区水文模拟中地形和融雪影响

为分析地形和融雪对水文模拟影响,利用SWAT模型在黄河源区进行1960—1990年水文模拟。二者的影响分别通过对子流域划分高程带和运用融雪模块来体现。研究表明,单独考虑融雪影响或考虑融雪、地形的共同影响下,模拟结果均能达到合格;单独考虑地形的影响下能达到良好。相比融雪影响,地形对流域水量平衡的模拟起主要作用。划分高程带对子流域的气温影响较大,对降水影响小。子流域气温的降低使得蒸散发减小,从而增加产水量,其中地下水增加最多,其次是地表径流和壤中流。地形和融雪的影响使地下水的补给来源改变,调整地下水参数后,最终模拟结果达到优秀。地形和融雪在黄河源区水文模拟中的影响可以为其他高山地区水文研究提供参考。     

郯庐断裂带北延及中新生代构造体制转换问题的探讨

郯庐断裂带北段在进入东北地区后主要分为走向北东—北北东的三支断裂,由西向东依次为沈阳—长春—哈尔滨断裂、依兰—伊通断裂和敦化—密山断裂。由于不同时期的大地构造背景和地球动力学的不同,它们在中、新生代的构造体制转换主要表现有如下5个阶段:(1)早、中侏罗世直到早白垩世时以拉张为主,形成一系列断陷盆地或坳陷盆地,并伴有中-酸性岩浆侵入和喷发,形成了独特的火山-湖相沉积盆地;(2)早白垩世末,为北西—南东向的压缩构造应力场,使盆地内的中、上侏罗统地层发生走向近北东的逆冲推覆构造;(3)晚白垩世,为北东向左行剪切构造应力场,区内侏罗系和早白垩世早期的沉积物发生褶皱,与上覆地层呈明显的不整合;(4)古近纪时为北西—南东向拉张构造应力场,日本海从古近纪开始逐渐拉开,直到新近纪完成现在的格局;(5)新近纪时又转换为挤压构造应力场,以北西—南东向挤压为主,使古近系沉积物发生轻微的褶皱。     

沉积盆地热体制研究的基本原理和进展

沉积盆地动态热体制研究可以分别在盆地和岩石圈两种尺度上进行，其目的是盆地热历史的重建或恢复。在盆地尺度下，热历史是通过地层中古温标（直接或间接的）反演而获得的；在岩石圈尺度下，则是通过盆地构造热演化模拟正演而获得的。古温标的动力学模型和盆地数学模型是正、反演过程的基础。本文综述了镜质体反射率、磷灰石裂变径迹和蒙脱石－伊利石转化三种主要古地温计的动力学模型和不同类型盆地成因模型的发展概况，勾画了盆地热历史重建正、反演方法程序的基本框架，并就几个相关问题提出了意见。最后介绍了新近开发出的油气盆地热历史及构造热演化模拟系统。