Nitrogen and carbon cycling in the North Sea and exchange with the North Atlantic—A model study. Part I. Nitrogen budget and fluxes

The three-dimensional biogeochemical model ECOHAM was applied to the Northwest European Shelf (47°41′–63°53′N, 15°5′W–13°55′E) for the years 1993–1996. Nitrogen budgets were calculated for the years 1995 and 1996 for the inner shelf region, the North Sea (511,725 km²). Simulated temperatures as well as nitrate, oxygen, and chlorophyll concentrations are compared with observations.     

三维地质模型中地震波共轭梯度非线性走时反演

地震体波走时层析成像是探测地球内部速度结构的重要方法之一。基于三维块状建模以及三角形拼接的界面描述方式,结合快速高效的逐段迭代射线追踪方法,获得三维复杂地质模型中的地震射线路径与走时信息,采用共轭梯度非线性反演算法,进行地震波走时反演。实验结果表明共轭梯度反演算法在三维层状模型中具有较高的有效性。     

珠江三角洲中部子平原形成演变机理研究——以大鳌平原为例

海侵盛期以来珠江三角洲的形成演进受到原始地貌的控制,潮汐动力和河流作用被复杂的地貌单元分割和重塑.珠江三角洲中部平原依据其演进过程的空间位置和边界,相关的动力系统可以分成若干子平原,分别是番禺平原、顺德平原和大鳌平原.文章着重报道大鳌平原海侵盛期以来的形成演变机理的研究成果.基于收集的1700余个各类钻孔资料和本课题野外钻取的18个钻孔,进行了210个14C测年和沉积物粒度等相关分析,应用本课题开发的PRD-LTMM长周期'动力-沉积-形态'模型计算6000年以来的古珠江河口湾的流场、泥沙浓度场、冲淤厚度和岸线演变,以及对上述结果的地貌动力分析,揭示了大鳌子平原各主要沉积体的形成演变过程以及沉积动力机理.结果表明:1)大鳌子平原是外部海洋和河流等动力经过古磨刀门、古横门和五桂山所改造的复杂地貌动力环境下形成的; 2)大鳌子平原可以依据其沉积动力结构进一步分成至少3个主要的动力沉积单元,分别是古磨刀门大鳌沙涨潮三角洲、五桂山北麓边沿沉积体和磨刀门-古横门汇潮点沉积体; 3)3000～2500aB.P.的短暂高海面,导致古海湾纳潮量相应增大,出现大鳌沙第2次高沉积期.反映了局部小尺度动力结构与三角洲地形演进及海洋动力变化的密切互动关系.     

三维井地电阻率有限元数值模拟及反演

油气资源和矿产资源勘探中,常需要较大的勘探深度和高的深部分辨能力,充分利用现有钻孔的三维井地电阻率成像技术能够适应于这种要求。通过设计一个高阻水平板状体模型,利用Ansys有限元软件对模型进行三维井地电阻率法有限元正演计算,并将模拟的响应视电阻率作为反演的输入,结合平滑约束最小二乘反演,分析了异常特征和分布规律,其结论和认识具有一定实用价值。     

离心模拟技术中运动学的物理意义

研究离心模拟中的运动学,有助于提高对离心模型试验结果的认识。笔者推导了描述离心模型中任一质点运动的整体速度和加速度的数学表达式。按照牛顿第二定律,在离心模拟中的加速度是连接运动学与动力学的重要因素。笔者描述了整体加速度表达式中各项的物理意义,指出了离心机稳定运转时的向心加速度、由角加速度效应引起的切向加速度、互补(复合向心)加速度分量、径向(原型的竖向)、环向和轴向(原型的两个水平方向)振动效应以及离心机臂伸长效应对整体加速度的贡献。分析结果表明,对于单向振动的动力离心模拟试验,选轴向(平行于转轴)为振动方向便于理解试验结果。另外,仔细检查了Schofield[1]对离心模拟中运动学的描述并发现其混淆之处。     

Meso‐Cenozoic Tectonothermal History of Permian Strata,Southwestern Weibei Uplift: Insights from Thermochronology and Geothermometry

This study provides an integrated interpretation for the Mesozoic-Cenozoic tectonothermal evolutionary history of the Permian strata in the Qishan area of the southwestern Weibei Uplift, Ordos Basin. Apatite fission-track and apatite/zircon(U-Th)/He thermochronometry, bitumen reflectance, thermal conductivity of rocks, paleotemperature recovery, and basin modeling were used to restore the Meso-Cenozoic tectonothermal history of the Permian Strata. The Triassic AFT data have a pooled age of ～180±7 Ma with one age peak and P(χ2)=86%. The average value of corrected apatite(U-Th)/He age of two Permian sandstones is ～168±4 Ma and a zircon(U-Th)/He age from the Cambrian strata is ～231±14 Ma. Bitumen reflectance and maximum paleotemperature of two Ordovician mudstones are 1.81%, 1.57% and ～210°C, ～196°C respectively. After undergoing a rapid subsidence and increasing temperature in Triassic influenced by intrusive rocks in some areas, the Permian strata experienced four cooling-uplift stages after the time when the maximum paleotemperature reached in late Jurassic:(1) A cooling stage(～163 Ma to ～140 Ma) with temperatures ranging from ～132°C to ～53°C and a cooling rate of ～3°C/Ma, an erosion thickness of ～1900 m and an uplift rate of ～82 m/Ma;(2) A cooling stage(～140 Ma to ～52 Ma) with temperatures ranging from ～53°C to ～47°C and a cooling rate less than ～0.1°C/Ma, an erosion thickness of ～300 m and an uplift rate of ～3 m/Ma;(3)(～52 Ma to ～8 Ma) with ～47°C to ～43°C and ～0.1°C/Ma, an erosion thickness of ～500 m and an uplift rate of ～11 m/Ma;(3)(～8 Ma to present) with ～43°C to ～20°C and ～3°C/Ma, an erosion thickness of ～650 m and an uplift rate of ～81 m/Ma. The tectonothermal evolutionary history of the Qishan area in Triassic was influenced by the interaction of the Qinling Orogeny and the Weibei Uplift, and the south Qishan area had the earliest uplift-cooling time compared to other parts within the Weibei Uplift. The early Eocene at ～52 Ma and the late Miocene at ～8 Ma, as two significant turning points after which both the rate of uplift and the rate of temperature changed rapidly, were two key time for the uplift-cooling history of the Permian strata in the Qishan area of the southwestern Weibei Uplift, Ordos Basin.     

结构方程模型及其在地学数据建模中的回顾与展望

结构方程模型是一种建立、 估计和检验因果关系的方法.它可以替代多重回归、 路径分析、 因子分析、 协方差分析等方法,清晰分析单项指标对总体的作用和单项指标间的相互关系,是一种主要应用于验证性模型分析的多元统计建模技术.由于能够通过可观测变量来度量潜变量得分以及分析不同子模型下潜变量之间的协同效应等优点,结构方程模型被广...     

库车坳陷西段的逆冲推覆距离研究

库车坳陷西段地区发育有巨厚膏盐层,喜马拉雅山末期构造运动使天山造山带大幅度向南挤压,造成大量盐体在库车前陆褶皱冲断带前缘被逆冲推覆至地表,地层并发生强烈的褶皱和逆冲推覆,所以在计算该区域地层向南推覆的总距离时,不仅要考虑平衡剖面技术所恢复出地层横剖面上的缩短量,另外还要考虑由于膏盐层塑性流动所造成上盘推覆体向南的滑移距离,本文综合利用平衡剖面技术和物理模拟实验方法求取了该研究区域的地层缩短量(24.5km)及上盘推覆体向南的滑移距离(3.969~14.727km),从而计算出库车坳陷西段的逆冲推覆距离为18.5~39.227km。     

成矿预测:从二维到三维

随着矿产资源勘探方法以及计算机科学技术的不断发展,成矿预测的理论和方法已从定性发展至定量,从二维拓展到三维。近十年来,随着深部矿产资源勘探工作的推进,三维成矿预测研究得到了迅猛发展,相关理论与方法也已逐步走向成熟。本文总结了国内外二维成矿预测研究的现状,同时对近十年来国内外学者在三维地质建模技术、三维成矿预测方法等方面的主要成果和进展做了系统总结和分析。目前,国内外多个地区已相继开展了三维成矿预测工作,并成功圈定多个深部找矿靶区,相关成果为深部找矿勘探工作提供了新的方法和方向。在此基础上,本文对未来三维成矿预测的发展趋势进行展望,相较于传统的二维成矿预测,三维成矿预测往往受限于三维预测信息的缺乏。如何更好的挖掘二维数据在深度方向的指示能力,将二维数据推演至三维环境,利用数值模拟、机器学习等方法开展数据挖掘、充分发挥已有数据的内蕴信息将在未来推动三维成矿预测理论的深入发展,提高三维成矿预测的理论方法及应用实践水平。     

上海复合极端风暴洪水淹没模拟

河口三角洲和沿海城市面临着台风、暴雨、高潮位和上游下泄洪水叠加的“四碰头”复合极端风暴洪水的严重威胁。构建了大气-海洋-陆地相耦合的一体化数值模拟系统,实现了上海市“风”“暴”“潮”“洪”多灾种复合情景的极端洪涝淹没模拟,并验证了耦合方法的有效性,为复合风暴洪水的一体化模拟提供了一套可行的数值模拟方法。在9711台风影响下,模拟了1998年堤防升级改造后淹没面积(水深>0.2m)比改造前减少了62%,表明沿海沿江堤防设施建设在上海市防台防汛中起着关键性的作用。复合极端风暴洪水的有效模拟可为财产保险和未来市政规划提供参考。