基于密集线性台阵的背景噪声成像在明光市城市活断层调查中的应用

近年来,短周期密集台阵被动源探测技术逐渐成为地壳精细结构探测研究中的重要手段.为了探讨其应用于城市活断层调查在勘探尺度的有效性,在横跨安徽省明光市郯庐断裂带东界两条主干断裂位置,沿同期的主动源S波反射剖面,安徽省地震局和中国科学技术大学联合布设了一条由133个短周期地震仪组成的被动源密集测线.我们通过该被动源测线获得了约28天的连续波形记录,并采用一种新的线性台阵背景噪声成像方法——拓距相移法提取了10 Hz~2.0 s宽频的基阶Rayleigh波相速度频散曲线.利用得到的宽频带频散曲线,我们反演了近地表 1.3 km以浅的高分辨率S波速度结构,并与基本重合的主动源S波反射剖面以及地质资料等进行对比,验证了反演结果的可靠性,同时进一步分析了郯庐断裂带东界两条主干断裂的断层特征.结果表明：（1）被动源与主动源反演结果在近地表100 m以浅高度一致,且被动源的反演深度更深;（2）池河—太湖断裂是隐伏于深部的走滑断裂和浅部伸展断裂的综合反映,浅部为倾向北西的正断层,向上穿透第四系地层,可能为活动断裂;（3）拓距相移法能有效拓宽频散曲线的提取频带,保证浅部结构具有高分辨率,同时大大加强对深部结构的约束.该方法能够获得可靠的地下结构反演结果,可以作为城市活断层调查的一种新的有效手段.

     

西太平洋雅浦海沟区海底热流原位测量

为了解西太平洋雅浦海沟区俯冲带及岛弧两侧的海底热流分布情况,2015年1-3月期间的西太平洋海山航次中,"科学"号利用最新一代Lister型热流探针对该区域开展了海底热流原位测量工作。沿着横跨俯冲带的站位测线,本次进行了10个热流站位测量,共获得8个站位的有效数据。测量结果表明,该地区地温梯度的变化范围为0.011~0.137 Km-1,平均0.089 Km-1,热导率的变化范围为0.58~1.32 Wm-1K-1,热流值则在14.4~118.85 mWm-2之间,平均为68.02 mWm-2。热流值分布显示,雅浦岛弧附近具有较高的热流值,自雅浦岛弧向两侧热流值逐渐降低,低热流区主要分布在帕里西维拉海盆。由于该地区热流测量数据依然稀缺,深入的讨论有待进一步研究。     

北太平洋大洋钻探研究进展

北太平洋作为全球大洋环流的重要组成部分,在高低纬间热量和物质的传输与再分配方面起到重要的调控作用,进而影响到地球气候系统。基于过去50多年来的大洋钻探工作,前人在北太平洋地球科学的研究上取得了一系列的成果。本文回顾了北太平洋古海洋和古气候方面的研究进展,包括：（1）东亚夏季风和西部边界流演化,以及其对高低纬热量、水汽的传输;（2） 北太平洋中层水和深层水的性质变化、分布范围和驱动机制,以及冰期旋回中水体垂直交换作用的气候响应;（3） 风尘输入对亚洲内陆古环境的反映,及其对北太平洋生产力的铁肥效应。尽管前人针对上述科学问题都开展了相应的研究工作,但目前在对北太平洋上述几方面的认识上仍然存在着分歧。基于对前人研究的总结概括,本文最后提出了未来北太平洋研究的关键科学问题,强调了多圈层、多系统角度对深入认识过去地球气候系统变化的重要性,并对未来大洋航次开展的理想靶区进行了展望。     

鲁西地区中生代穹盆构造与东亚构造体制转换

根据野外观察分析,综合前人研究成果,对鲁西地区中生代褶皱叠加期次、构造特征以及动力学机制进行了分析。结果表明,鲁西中生代构造期次主要分为印支期和燕山期两幕褶皱-逆冲推覆作用,印支期主要为近东西向的宽缓褶皱,燕山期则以北东—北北东向的逆冲推覆和相关褶皱为主,两期褶皱叠加,形成穹盆构造。鲁西地区这种穹盆构造是东亚构造体制转变的地壳变形构造特征的产物。中生代以来,华北和华南地块之间的拼合构成了最初的东亚大陆,主要以近东西向构造为主。中生代中晚期逐渐发育起来的北北东向的环太平洋构造带叠加在东亚大陆的东缘,意味着在这期间古特提斯构造域为主导的汇聚体制转变为古太平洋构造域的俯冲消减体制。     

黄土高原西部地区黄土地层有机质主要来源分析

黄土有机质的主要来源是决定其稳定碳同位素(δ 13 Corg.)能否应用于重建过去C3/C4相对丰度变化及相应的古气候变化的关键基础科学问题。如若黄土地层当中的有机质主要由粉尘携带而来, 而非当地植被, 显然其δ 13 Corg. 不是一个局地植被过去C3/C4相对丰度变化及古气候变化的良好指示器。本文对黄土高原西部地区(六盘山以西)新获得和已发表的相关数据进行综合分析, 尝试对该地区黄土有机质的主要来源进行定量的分析。结果表明, 总体而言, 该地区黄土地层有机质主要来源于当地植被, 由粉尘携带而来的有机质贡献量不超过8 %, 所造成的有机碳同位素变化幅度不超过1.7 ‰ 。这些结果说明该地区的黄土地层有机质δ 13 Corg. 是可以用来重建过去C3/C4植物相对丰度及相应的古气候变化的。为了更精确的重建, 后续的工作应当更多考虑粉尘搬运过程当中的有机质输入以及粉尘沉积之后的微生物活动的可能潜在影响。     

超前小导管注浆在卵砾石地层水工隧洞施工中应用

结合北京西郊砂石坑蓄洪工程的阜石路砂石坑暗涵隧洞试验段工程实践, 对卵砾石地层浅埋水工隧洞进行了超前小导管注浆的现场试验工作。文章基于试验成果, 得到了该隧洞地层注浆配比、注浆量、影响范围等关键参数, 为隧洞开挖安全施工和进度优化提供依据。研究的方法及结论可为类似条件下隧洞工程的设计、施工和进一步的理论研究提供参考和借鉴。     

东昆仑大干沟火山岩SHRIMP锆石U-Pb测年及其地质意义

东昆仑大干沟以北地区造山后形成的牦牛山组磨拉石建造不整合覆盖于前泥盆系之上,其形成时代对限定柴达木盆地加里东造山作用的结束时间及晚古生代裂解作用的开始时间具有重要意义。应用单颗粒锆石离子探针质谱仪(SHRIMP)方法,对牦牛山组上部火山岩段的样品进行精确的锆石U-Pb测年。结果表明,牦牛山组上段火山岩样品DG01和DG02中的岩浆锆石206Pb/238U平均年龄分别为403.6±5.1Ma和409±3.4Ma。综合前人研究认为,造山后牦牛山组伸展型磨拉石的形成时代为晚志留世-早泥盆世,限定了晚古生代裂解的开始时间,也意味着早古生代加里东造山运动在晚志留世-早泥盆世之前已经结束。     

秦岭中部山地落叶阔叶林超级垂直带的发现与意义

山地垂直带谱是气候和植被水平地带变化和更替的缩影,垂直带的带幅、带间过渡方式、带内结构和垂直带组合方式都表现出高度的异质性和复杂性。本文发现在中国南北过渡带中部太白山发育了世界上最宽的山地垂直带——山地落叶阔叶林垂直带。该垂直带从基带到典型垂直带再到先锋性垂直带皆为山地落叶阔叶林,3种本来可以独立存在的垂直带,连续分布形成了包含3个栎林亚带、2个桦林亚带的“三层五亚带”超级垂直带,远远超过正常情况下山地垂直带1000 m的阈值,且其上限达到了海拔2800 m。它的形成与秦岭所处的过渡性地理位置、秦岭中部垂直带谱的完整性、丰富的落叶木本植物种群及其形成的强大群落竞争优势等因素紧密相关。超级垂直带的发现有多方面的意义：它是中国南北过渡带又一重要的标志性自然地理特征;它表明山地垂直带在特殊的山地环境中可以具有非常复杂的内部结构和宽大带幅,这扩展了我们对山地垂直带谱结构及机理认识的广度,对于创建山地垂直带谱结构理论具有十分重要的意义;超级垂直带的发现,也说明中国南北过渡带还有很多科学内容有待我们去探索和发现,希望本文能起到抛砖引玉的作用,引起学界对超级垂直带形成的气候和生物多样性因素、地理过渡带的结构和生态效应等重大问题进行深入研究。     

地表城市热岛效应的概念内涵与定量刻画

明晰城市热岛（UHI）效应相关概念内涵、厘清其定量刻画方法是有效开展UHI效应研究的重要基础。全球城市化进程使UHI效应越发普遍,相关研究数量迅速增长并出现了UHI效应的多样认知,尤其对具有空间异质性表征优势的地表城市热岛（SUHI）效应开发了多样的定量刻画方法,但目前尚缺乏对其定量刻画方法的系统梳理。因此,本文对城市热岛、城市热岛效应、地表温度和城市热环境等易混淆概念进行了辨析,总结了各类UHI典型空间位置和尺度范围。在SUHI效应定量刻画中,将SUHI范围识别方法归结为城乡温度阈值、温度等级阈值、高斯拟合参数、温度衰减突变四大类,指出当前SUHI范围识别研究侧重于对SUHI影响规模的认知。研究同时对各类范围识别方法所对应的SUHI强度表征指标进行了梳理,认为理解指标本质内涵是掌握指标间潜在差异的前提。未来研究应整合多维度数据以突破单一SUHI监测途径,发展大尺度SUHI定量刻画方法以拓展定量研究的广度,认知连通化SUHI空间形态以挖掘范围识别研究的深度。     

祁连山西段新元古代晚期花岗质片麻岩成因及LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

祁连山西段吊大坂新元古代花岗质片麻岩出露于北大河岩群二云母片麻岩中。地球化学特征显示,吊大坂新元古代花岗质片麻岩主要为碱性、弱过铝质花岗岩(A/CNK=1.04~1.12)。岩石主体Rb含量较低,Sr和Ba含量高,K/Rb值介于179~225之间,说明吊大坂新元古代花岗质片麻岩不是高分异花岗岩,但明显的负Eu异常（Eu/Eu?=0.25~0.35）,说明该岩浆经历了弱的分离结晶作用。在(Al2O3+TFeO+MgO+TiO2)-Al2O3/(TFeO+MgO+TiO2)图解中,未经历强烈分异的花岗质岩石样品点落入地壳杂砂岩或中性岩浆岩源区。未经历强烈分异的样品富集强不相容元素,并且在Y-Nb和(Y+Nb)-Rb图解中,主体落入板内花岗岩区域。吊大坂花岗质片麻岩LA-ICP-MS锆石206Pb/238U年龄为736±5Ma,该年龄被解释为花岗质片麻岩的形成时代,说明祁连山存在750~730Ma的岩浆作用记录,可能为新元古代晚期伸展背景下的产物。祁连山新元古代岩浆活动记录了新元古代早期汇聚、新元古代晚期伸展到裂解的长期演化过程。