侵蚀性风化花岗岩坡地土壤发育特性

新疆天山山脉海拔落差大,受气候及地形条件的影响其垂直分带性显著。天山山脉独特的地理位置及地质构造特征决定了山脉植被特征及垂直带谱发育的复杂性,也是影响坡积土分布与发育的重要条件。本文通过总结新疆天山山脉整体空间地理格局、地质造山过程和特殊地质地貌发育特征,进而明确了坡积土的风化成生过程及演化机制,并分析了天山山脉垂直分带划分界限及各分带内坡积土表层植被和地质灾害分布特征。研究表明：(1)新疆天山山脉横贯新疆中部,山脉发育主要受到古生代陆缘增生-碰撞造山、新生代晚期陆内造山及持续的冰川侵蚀等作用演化而成,其独特气候环境条件的差异性及规律性造就了天山山脉地貌发育具有水平过渡完整、垂直分带特性显著等特点;(2)天山山脉坡积土风化成生过程经历了原位风化、运移沉积及有机质积聚三环节,各环节依次进行又同时发生,具有循环递进特点;(3)依据海拔梯度与水热条件可将坡积土类型进行垂直分带划分,主要表现在：以博格达峰为代表的天山山脉北坡坡积土类型沿海拔由高到低依次为高山原始土、高山-亚高山草甸土、山地黑钙土、栗钙土、灰褐土、荒漠灰棕漠土;以托木尔峰为代表的天山山脉南坡坡积土类型沿海拔由高到低依次为：高山原始土、高山-亚高山草甸土、淡栗钙土、棕钙土、棕漠土;(4)天山山脉坡积土地质灾害受不同海拔处地貌条件及气候环境因素影响而产生了垂直分带特性,可以划分为冰川动力作用型、冰水侵蚀作用型、降水补给作用型。研究为明晰不同海拔内坡积土垂直分带及地质灾害特征提供基础指导价值。     

不同固化材料垫层在黄土中隔水能力及其垂直扩散特性

黄土作为地基材料时由于其湿陷性容易出现失稳现象,利用固化剂垫层改良黄土地基水稳性和强度的技术被广泛使用。本文主要通过在黄土中分别加入石灰、水泥和粉煤灰固化剂垫层的方法进行加固,测定了在垂直方向上各处的含水率、密度、干密度、土颗粒比表面积(SSA)及阳离子交换能力(CEC)的变化。试验表明石灰、水泥和粉煤灰垫层可以影响10～15cm范围内相邻土层含水率、密度、比表面积和阳离子交换能力,改变土质结构,提高土体的水稳性。改性后的土体越靠近固化剂垫层,含水率、SSA和CEC越小而密度越大。其中,石灰垫层效果最好,它能将黄土中含水率减小超过4%,密度增加1.0～1.5g cm-3,粉煤灰作用次之,水泥最弱。此外,试样土颗粒比表面积(SSA)与阳离子交换能力(CEC)存在线性递增的关系,本次试验中,3个试样中SSA与CEC之比均稳定于6.5～7.5之间。     

层状各向异性介质海洋可控源电磁场灵敏度计算及特征分析

海洋可控源电磁（CSEM）方法已广泛应用于地质构造研究以及海底资源探测,但其在各向异性地层中的分辨能力依然不明确.灵敏度分析是一种分析电磁场对探测目标分辨能力的有效方法,传统的地球物理反演方法也需要精确计算电磁场关于地下介质电阻率的灵敏度.在模拟和解释海洋CSEM资料时,地球物理数值模拟常在笛卡尔直角坐标系下进行,且通常假定发射源为理想的水平电偶极源.然而,在实际的海洋可控源电磁勘探作业中,由于海水运动等影响,发射源可能会发生旋转和倾斜等.复杂姿态的电偶极源可通过计算并矢量叠加三个正交方向发射源分量的电磁场以获得总电磁场,因此需三个正交方向电偶源电磁场的计算方法.本文推导了笛卡尔直角坐标系下,电阻率垂直各向异性介质中三个正交方向电偶极源电磁场表达式,并详细导出了电磁场分量关于各向异性电导率的灵敏度解析表达式.通过与各向同性算法对比,验证了本文所提出灵敏度计算方法的正确性;模拟了不同方向电偶源情况下地电模型的灵敏度并分析其特征.计算结果表明,薄层将显著影响地下介质各向异性电阻率的灵敏度分布,垂直电偶源对海底地层各向异性电阻率的分辨能力高于水平电偶源,通过反演各向异性率间接恢复低灵敏度的各向异性电阻率值是一个可行的反演策略.

     

西北太平洋夏季风的变化对台风生成的影响

研究了西北太平洋夏季风特征及其季风槽结构对台风生成的影响。当西北太平洋季风槽增强并向东扩展使季风加强时,西北太平洋的风速垂直切变、高低空辐散风、湿度和海温等都对台风的生成产生有利的影响,台风数明显比季风槽弱时多。而且对台风生成的位置也有很大的影响,即季风槽强时,台风的生成位置偏东,季风槽弱时台风的位置偏西。这表明西北太平洋夏季风主要是通过季风槽活动影响台风的生成。而夏季风的强弱对台风也有影响,在西北太平洋夏季风的活跃阶段,西北太平洋夏季风强时,台风生成的比较多,夏季风中断时台风生成的比较少。西北太平洋夏季风通过季风的季节内振荡对西北太平洋台风也有显著的影响。季节内振荡对台风生成的影响主要以30—60 d振荡为主。在这种低频振荡对流活动的湿位相时期台风生成个数明显多,干位相时期台风生成的少。而且低频振荡的西风位相也有利于台风生成,在东风位相时生成的台风少。另外,还研究了多台风期西北太平洋夏季的特征(群发性),发现在这些时期,存在强的季风槽,弱的垂直切变与充足的水汽供应。这表明西北太平洋台风时空的群发性与夏季风活动的异常密切相关。     

全型垂直涡度倾向方程的另一导出形式

地球大气运动同时满足牛顿第二定律与热力学第一定律,利用大气动力与热力方程对热力与动力变量的联系,直接将变形处理后的大气运动方程(涡度方程)与热力学方程结合起来,导出了显式包含热力与动力作用的全型垂直涡度倾向方程。     

新疆库鲁克塔格西段早泥盆世橄榄辉长岩年代学、地球化学特征及其地质意义

对新疆库鲁克塔格西段乌斯腾高勒东南橄榄辉长岩进行系统的锆石U-Pb年代学、全岩地球化学及Sr?Nd?Hf同位素研究,确定了岩石成因,并探讨其构造背景及地质意义。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究表明,橄榄辉长岩结晶年龄为410.3±5.7 Ma （MSWD = 0.56）,属早泥盆世岩浆活动的产物。全岩地球化学表明,岩石具有高Al2O3 和CaO、贫碱、低P2O5和TiO2的特征,属于低钾拉斑系列;岩石具有较高的Mg#值（72.27～75.04）、明显的Eu正异常（δEu = 1.12～1.38）,其轻稀土元素轻微富集,重稀土元素相对平缓;微量元素蛛网图上岩石富集大离子亲石元素（如Rb、Ba、K、Sr）和Pb元素,亏损高场强元素（如Nb、Ta、P、Ti）。全岩Sr 同位素初始比值（87Sr/86Sr）i值（0.703 663～0.704 013）相对较小,εNd（t）值（-2.32～+4.98）变化范围较大,锆石εHf（t）值为+7.8～+12.5。该岩体为俯冲板片流体改造过的相对较浅、对应于尖晶石二辉橄榄岩稳定区域的亏损地幔楔部分熔融,部分熔融比例在2%～10%之间,其母岩浆形成过程中遭受低程度的地壳物质混染,并经历了斜长石的堆晶作用和较弱的橄榄石和单斜辉石的结晶分异作用。结合区域已有地质资料,本文认为塔里木北缘库鲁克塔格地区在古生代中期经历了南天山洋南向俯冲过程,橄榄辉长岩产于主动大陆边缘环境,该时期大陆地壳生长方式为垂向生长,指示塔里木北缘具有增生造山带的属性。     

基于航磁垂向分量的深度识别技术研究与应用

本文提出了一种基于航磁垂向分量数据提取磁性场源体深度的方法.从垂直磁化条件下球体模型垂向分量的正演理论出发,给出了利用垂向分量极大值获取异常体埋深的关系式,并在此基础上推导了约束条件下垂向分量深度识别关系式.该关系式简化了场源深度识别的复杂度,充分利用先验信息且无需进行复杂反演运算,能够较为精确地计算异常体的埋深,为磁性场源体深度的提取提供了一种新的解决方案.理论模型试验证明,利用本文提出的深度识别方法进行深度估算的相对误差绝对值均小于1%,相较于常规的垂向分量极大值方法具有更高的估算精度.将该方法应用于中国北部某地区实测航磁垂向分量数据,获取的深度结果与钻孔资料相一致,深度相对误差绝对值小于10%,验证了本文方法对于实际资料的有效性.     

纯积云降水与积层混合云降水加热剖面的差异

文章对1991年7月吉林省连续出现的两次较大的、不同性质的降水过程进行了诊断分析与数值模拟。分析发现,7月20日的在暖区中发展起来的中尺度对流复合体纯积云暴雨过程,其视热源(Q1)的垂直剖面呈双峰状;7月21～22日,在稳定的气旋降水中嵌有中尺度积云对流降水,其视热源剖面峰值较低,位于550 hPa左右。模拟结果表明,在不同的天气系统中积云加热剖面的峰值高度是不同的,而这一差异对大尺度环境流场的反馈作用也是不同的。     

中国大陆科学钻探孔区的垂直地震剖面调查

苏鲁超高压变质带的研究对了解发生在地幔深处的大陆动力学作用具有重要意义.近年来在此带中进行了大陆科学钻探和以深反射地震为主导的详细的综合地球物理调查,为研究超高压变质带地壳上地幔组构提供了难得的基础资料.根据大陆科学钻探工程的安排,在钻探取心,测井和地面三维地震观测的同时,还在5000 m的钻孔中用三分量数字检波器,对地表激发传播到井中的地震波场作垂直地震剖面（VSP）观测,目的是将传感器放在钻孔内,近距离、高精度和高分辨率地观测井周围由于超高压变质带的构造特征和岩石岩性特征引起的波场变化.通过零偏移距和非零偏移距VSP调查,我们首次在超高压变质带取得了深度达5000 m的精细的横波速度和泊松比等地球物理属性数据,作出了钻井岩心柱、测井、VSP纵波速度、横波速度和纵横波速度比、VSP上行波和地面地震资料的桥式综合对比图,使不同尺度的地质和地球物理调查资料互相连接在一起. 零偏和非零偏VSP观测可以标定主孔地质剖面各深度地质体的地震反射特性、井旁地震剖面上各个同相轴的地质属性,并对井旁局部地质构造作精细成像.由此观测取得的横波速度资料,成为建立孔区横波速度模型主要的资料来源,这种模型也是地面多波观测数据处理不可缺少的.因此,建议在进行大陆科学钻探时尽可能安排VSP地震调查.     

中国几处城市高楼重力垂直梯度测定

重力垂直梯度测定是应用地球物理学和物理大地测量学的一个重要的实验性课题。研究重力垂直梯度（以下简称垂直梯度）在地球表面的分布与变化,可以增加对地球重力场和地下地质构造及其活动性的了解。1982—1984年,我们在研究垂直梯度测量原理和