中国大陆科学钻探工程主孔榴辉岩的岩石学研究

中国大陆科学钻探工程5000m主孔位于苏鲁超高压变质带南部。该钻孔0～2000m主要由榴辉岩、片麻岩、石榴石橄榄岩和少量片岩和石英岩组成。累积厚度达1000多米的榴辉岩具有不同的矿物组成、不同的矿物含量和不同的全岩化学成分,可划分成富Si的石英榴辉岩、富Ti的金红石榴辉岩、富Al的多硅白云母和蓝晶石榴辉岩、富Mg的双矿物榴辉岩和具有正常玄武岩成分的普通榴辉岩。榴辉岩的原岩包括基性层状侵入岩和变质表壳岩。榴辉岩全岩成分对石榴石和绿辉石中某些化学组分的含量有明显控制,而且直接影响到变质条件估算的准确性。扩散成分环带的广泛发育表明超高压矿物在早期退变质过程中发生了成分再平衡。这一事实以及具有成分生长环带石榴石变斑晶的存在,为榴辉岩形成在更高温度(>940℃)和更高压力(>4.5GPa)条件下提供了有力的证据。     

中国大陆科学钻探工程主孔100～2000 m 放射性产热元素的垂向分布特征及其成因

地球内部放射性产热元素U、Th及K(HPE)含量如何随深度的变化而变化是固体地球科学中的一个重要参数,在限定地壳的热和流变学结构、地球化学、岩石和构造模型中起关键性的作用。对HPE深部分布的认识主要来自于对大型花岗岩岩基的研究及对地表热流值和产热率之间关系的模拟,对高压-超高压变质地体的HPE随深度的分布缺乏认识。在苏鲁超高压变质带中实施的中国大陆科学钻探工程届时将提供超过5km的岩心,为确定苏鲁超高压带的HPE结构提供了最好的机会。对CCSD的100～2000m岩心的732块样品详细的放射性产热元素含量的测试及现今产热率计算的初步结果表明:(1)花岗质片麻岩具有最高的产热率,平均为1665×10-11W/kg;(2)副片麻岩(变沉积岩)具有中等的产热率,为994×10-11W/kg;(3)金红石榴辉岩及石榴石橄榄岩具有最低的产热率,为17×10-11～20×10-11W/kg;(4)放射性产热元素的浓度及相应的产热率随岩性的变化而变化,呈现阶梯状的分布特征。产热率随深度的变化特征表明CCSD主孔中的HPE三明治结构。该结构可能代表着高压-超高压变质地体中的典型HPE结构,比大型花岗岩岩基的HPE结构更复杂,与传统的HPE指数衰减分布模式不吻合。CCSD主孔中所揭示的三明治式HPE结构是大陆被动陆缘中的基性及超基性岩、沉积岩及花岗岩在深     

中国大陆科学钻探主孔声发射法现今地应力状态的确定

对中国大陆科学钻探主孔的岩心进行了声发射测量,确定了301～1531m深度的最大主应力。并与钻孔崩落法(深度1269～1655m)测量结果进行了对比,结果表明,声发射测量所得测值基本上落在钻孔崩落法测值的趋势线上,两种方法所得结果一致,说明测量结果可信。测量结果表明科学钻探主孔地应力大小随深度增加,在浅部301m最大主应力为13.4MPa,在深部1655m为55.2MPa。随深度的增加率为0.0279MPa/m。最大主应力方向为N54°±3.3°E,且方向不随深度变化。     

国家气候中心大气模式的验证研究--AMIP-II结果分析

应用AMIP- II计划提供的 1 979～ 1 996年海温及海冰场作下边界条件运行国家气候中心的大气环流模式 ,将模式的输出结果与NCEP资料进行对比以便验证模式模拟实际大气运动变化的能力。验证的结果表明 :国家气候中心的大气环流模式能够模拟出对流层大气的大尺度运动特征 ,如高度场、温度场及风场的特征等 ,但对降水的模拟则有较大的误差 ;此外模式对对流层上层及平流层温度等要素的模拟也存在着较大的误差 ;模式的物理过程也需要进一步进行改进。     

沃尔什变换在测井曲线分层中的应用研究

在岩性复杂的变质岩地区实施的大陆科学钻探，是通过采集井下不同深度岩石物理化学性质和物理场的各种数据，研究地壳特征及演化过程的各种科学问题。利用测井资料达到岩性剖面的重建是大陆科学钻探的重要目的之一。章利用沃尔什变换对钻孔岩性剖面进行分层，大重建的岩性剖面结果可以看出，该方法对于变质岩地区不同岩性的划分还是比较有效的。     

WZY-1型钻参仪的研究与应用

分析了目前钻参仪未能普遍推广应用的原因。介绍了WZY－1型钻参仪的总体构成、测试参数、性能特点及其分别与钻机和水泵的一体化设计。     

Attenuation differences in layer 2A in intermediate- and slow-spreading oceanic crust

In situ seismic attenuationQ⁻¹logs are derived from borehole velocity profiles and reveal sharp boundaries between morphologies of the extrusive volcanic layers in intermediate- and slow-spreading oceanic crust.Q⁻¹logs are calculated from the scattering attenuation associated with vertical velocity heterogeneity in Ocean Drilling Program Holes 504B and 896A and in Hole 395A, located in 5.9–7.3 Ma crust on the Pacific and Atlantic plates, respectively. Our results strongly tie crustal properties to seismic measurables and observed geological structures: we find that the scattering attenuation can be used to identify the extrusive volcanic sequence because it is closely related to changes in the degree of vertical heterogeneity. We interpret a distinct decrease in the Q⁻¹log at the transition below the extrusive volcanic layer to correspond with the seismic layer 2A/2B boundary. The boundary is located at 465 m depth below the sea floor in both Hole 395A and 504B, although this is likely to be a coincidence of the sediment thickness at these sites. Layer 2A is estimated to be approximately 150 m thick in Hole 504B and > 300 m thick in Hole 395A. Cyclic sequences of high-porosity pillows and low-porosity massive units in the uppermost 100 m of volcanics in Hole 395A result in large velocity heterogeneities which cause > 5 times more attenuation in this layer than in Hole 504B. In Hole 896A, by contrast, fewer pillows, more massive flows, and a greater volume of carbonate veins decrease the velocity heterogeneity and attenuation significantly over only 1 km distance from Hole 504B. We conclude that the attenuation in the extrusive volcanics of the ocean crust is largely controlled by variation in local heterogeneity and morphology as well as by subsequent hydrothermal alteration. The observed differences inQ⁻¹profiles and layer 2A thickness at these sites may be attributed to variations in the volume and duration of volcanic activity at mid-ocean spreading centers for these Pacific and Atlantic ridge segments.     

国家气象中心气象要素的客观预报——MOS系统

面向全国2000多个台站，应用数值预报产品释用MOS技术制作温度、降水、相对湿度、风、云量及能见度等要素预报，并实现了预报业务运行。通过建立MOS预报系统，表明预报因子和预报对象的处理，建方程前的参数选择以及预报因子的选取都会影响要素预报的质量，需要做大量的细致工作。预报检验结果显示，降水预报尚未达到可用程度，温度和相对湿度的短期预报在大多数情况下是可用的或是可参考的，但还有待进一步改进。降水预报尚需在预报因子和充分运用多种探测信息方面着手加以改进。     

中国大陆科学钻探主孔1200米构造柱及变形构造初步解析

在利用成象测井资料准确地恢复岩心空间位置的基础上，建立了位于江苏省东海县毛北村的中国大陆科学钻探主孔岩心1200m精细构造柱。划分了由榴辉岩与超镁铁质岩组成的第一岩性-构造单元及由副片麻岩夹榴辉岩与超镁铁质岩透镜体组成的第二岩性-构造单元，自上而下岩石的面理产状由向东陡倾变为向南东缓倾。第一岩性-构造单元的榴辉岩与超镁铁质岩是毛北榴辉岩杂岩体的组成部分，在榴辉岩中发现以南北向拉伸线理及由北往南的剪切指向为特征的超高压变质岩早期变形举止。位于第二岩性一构造单元下部(770-1130m深度)300多米厚的韧性剪切带是地表出露的毛北韧性剪切带在孔下的延伸，剪切应变及石英组构分析表明，在伴随的退变质角闪岩相一绿帘角闪岩相一绿片岩相的转换过程中，剪切应变由自SE往NW的“逆冲”转为NW向SE的正向滑移。结合钻孔围区地质，重塑了上部由毛北榴辉岩杂岩体与副片麻岩围岩组成的轴面向SE倾斜的同斜倒转褶皱系，以及下部为韧性剪切带的构造模型。钻孔验证了VSP地震反射剖面中850-1200m深度的强反射层与韧性剪切带相吻合。结合苏鲁超高压变质地体的折返构造的研究，提出该构造模型的成因与折返阶段超高压变质地体的斜向上的挤出及后折返阶段的穹隆形成有关。     

中国大陆科学钻探主孔100～2000米超高压变质岩中的钛矿化

中国大陆科学钻探工程100～2000m的岩心、矿心的观察、编录揭示主要有经济价值的舍钛相是金红石．其次是钛磁铁矿。主要含矿岩石是普通金红石榴辉岩和石英金红石榴辉岩，其次有多硅白云母金红石榴辉岩，蓝晶石金红石榴辉岩，金红石黑云绿帘纤闪石岩(退变的石榴辉石岩)和金红石-含钒钛磁铁矿榴辉岩。划分了四个矿化层位。金红石在矿层中的含量一般为2％～5％(体积)，多高达8％～10％。金红石的TiO2含量在95％(重量)以上，多产于石英榴辉岩、多硅白云母榴辉岩中。钛磁铁矿的TiO2含量在49％～55％(重量)，钛磁铁矿多见于黄铁矿-金红石-钛磁铁矿榴辉岩(546～608m岩性段)中，含钛磁铁矿5％～25％，石榴单辉橄榄岩(608～683m岩性段)，含钛磁铁矿达5％～10％和第三含矿层中局部黑云绿帘角闪岩夹层内，舍钛磁铁矿可达6％。30个榴辉岩和超铁镁质岩中8种主要造岩矿物148个点的电子探针分析结果揭示：榴辉岩可分为壳源和幔源两大类，钛磁铁矿富含V、Ni、Cr说明来自幔源，大部分金红石则来自壳源榴辉岩，它们的原岩是曾经居留地表的基性火成岩，在深俯冲的过程中经超高压变质成为含柯石英的榴辉岩。岩石薄片中金红石和柯石英的假像共存于同一石榴石或绿辉石晶粒中，也见金红石粒内有“柯石英”假象，这清楚说明金红石结晶于超高压的峰期变质阶段，在后继的变质地体隆升过程中，钛磁铁矿和金红石都有退变质成为钛铁矿和榍石的种种岩石记录，因此，退变质作用势必导致钛矿品位的降低。