太行山中生代板内造山作用与华北大陆岩石圈巨大减薄

近年来,华北大陆岩石圈巨大减薄成为国际地学界关注的焦点之一,但对其减薄的时间、机制仍然知之甚少。约束条件的多解性和表面上相互矛盾的证据导致了对区域构造发展史的模糊认识。笔者认为,华北板内造山过程是理解岩石圈巨大减薄机制的关键,因为华北岩石圈是在造山带而不是在克拉通基础上开始减薄过程的。岩石圈减薄过程可以划分为拆沉减薄、伸展减薄、热减薄和化学侵蚀减薄4种类型。前者依赖于岩石圈重力不稳定性,是一种突变过程;后三者取决于软流圈挤出构造,属于渐变过程。减薄过程主要始于120~110Ma的拆沉减薄,其标志是造山后脉岩组合的形成。亚洲大陆软流圈的多阶段汇聚过程造成软流圈向东挤出,是中国东部中新生代以来岩石圈持续减薄的重要基础。因此,大陆动力学与大洋最重要的区别之一就是大陆岩石圈经常发生减薄作用,特别是拆沉作用,并由此将软流圈系统区分为浅部混染系统和深部纯净系统,火成岩的地球化学属性主要取决于岩浆起源的深度。     

印尼8.7级大震前后GPS观测站的地壳水平与垂直位移时间序列结果

利用IGS及中国地壳运动观测网络GPS连续观测站6年多时间的观测结果, 以中国大陆东部的稳定点组作为水平位移与垂直位移解的参考基准, 得到了2004年12月26日印尼苏门答腊8.7级与2005年3月28日8.5级大震前后GPS观测站的地壳水平及垂直位移时间序列的结果。 尽管所采用的GPS站点少, 且分布范围大, 但仍可看到在如此大的地震震前、 同震与震后地壳运动的特征, 为今后观测研究提供了十分有意义的结果。 文中所采用稳定点组基准有效消除水平位移场的平移与旋转, 而局部椭球面的不平性对计算区域地壳运动结果, 特别是对垂直位移的影响很小, 说明了位移解所描述的大范围区域位移场是合理的。 这两次地震的同震水平位移及震后的垂直位移影响量级达数厘米, 范围达远离8.7级地震震中4500 km之外, 甚至更远。     

天然气水合物研究现状与未来挑战

人类在21世纪后期面临着油气资源枯渴,寻求洁净高效的新能源成为科学界追求的目标。为此,近三十年来,世界各国相继投入了大量的资金和人力开展新能源研究。目前,人们在一种重要的新能源---气水合物的基础研究、地质调查、勘探开发等领域取得了较大的进展;但尚存在许多急待解决的重大理论问题,如天然气水合物形成与分解的动力学过程和地质条件,气水合物资源量计算办法,经济型天然气水合物开采、开发模式,气水合物对全球气候的影响等。天然气水合物作为化石燃料,具有巨大潜力;作为甲烷碳库,是海底地质灾害的诱因;作为温室气体,对全球气候变化有着重要的影响作用。天然气水合物研究未来面临挑战。     

Quo vadis,hydrology?

This is an invited essay by the Dooge Medallist of the 2017 International Hydrological Prize. The paper reflects a broad perspective on hydrology, as a result of the author’s long experience. It is suggested that transgressing the traditional hydrological perspective, by increasing the scale of research, as well as interdisciplinarization have been, and are likely to remain, key drivers of the development of hydrology. Gaps in knowledge and research challenges are reviewed, and the interlinked areas of stationarity, extremes and projections for the future are discussed. Finally, after reviewing the achievements of Jim Dooge, examples of others following in his footsteps are presented.     

日本海沟俯冲带MW9.0地震震源区应力场演化分析

于2011年3月11日发生在日本东北部的M_W9.0级逆冲型板间地震是日本有地震记录以来震级最大的一次地震.本研究基于NIED F-net矩张量解目录中的震源机制解,选取两个长轴相互垂直的矩形区域进行应力场2D反演,获取了日本海沟俯冲带地区应力场的空间及时间分布图像.结果表明：主震前,俯冲带地区应力状态在空间上大体趋于一致,即应力轴（P轴、σ₁轴及S_Hmax轴）系统性地倾向板块汇聚方向,P轴、σ₁轴倾角整体偏缓（<30°）,且远离震源区及日本海沟东侧区域内的应力轴倾角普遍大于主震震源区内应力轴倾角;主震前,受2003年5月26日在宫城县北部发生的M_W7.0地震影响,位于M_W9.0地震震源区西北侧的应力场出现明显扰动,σ₁轴倾向顺时针偏转150°~180°,并于之后大体恢复至震前状态,同期其他地区没有明显变化,这种情况可能和主震断层局部（深部）的前兆性滑动有关;主震后,距离震源区较远处应力场变化不大,主震震源区内应力场发生显著改变,P轴及σ₁轴均以大角度（>60°）倾伏于板块汇聚方向,S_Hmax轴顺时针偏转60°~90°且在日本海沟附近普遍平行于海沟轴.这项研究以时空图像的方式展示了大地震前应力场变化的特点,反映了大地震孕震过程中构造与地震的相互作用,对于理解大地震孕震过程有重要意义.     

Fluid inclusions,C-H-O-S-Pb isotope systematics,geochronology and geochemistry of the Budunhua Cu deposit,northeast China:Implications for ore genesis

The Budunhua Cu deposit is located in the Tuquan ore-concentrated area of the southern Great Xing'an Range,NE China.This deposit includes the southern Jinjiling and northern Kongqueshan ore blocks,separated by the Budunhua granitic pluton.Cu mineralization occurs mainly as stockworks or veins in the outer contact zone between tonalite porphyry and Permian metasandstone.The ore-forming process can be divided into four stages involving stage Ⅰ quartz-pyrite-arsenopyrite;stage Ⅱ quartz-pyrite-chalcopyrite-pyrrhotite;stage Ⅲ quartz--polynetallic sulfides;and stage IV quartz-calcite.Three types of fluid inclusions(FIs) can be distinguished in the Budunhua deposit:liquid-rich two-phase aqueous FIs(L-type),vapour-rich aqueous FIs(V-type),and daughter mineral-bearing multi-phase FIs(S-type).Quartz of stages Ⅰ-Ⅲ contains all types of FIs,whereas only L-type FIs are evident in stage Ⅳ veins.The coexisting V-and S-type FIs of stages Ⅰ-Ⅲ have similar homogenization temperatures but contrasting salinities,which indicates that fluid boiling occurred.The FIs of stages Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,and Ⅳyield homogenization temperatures of 265-396℃,245-350℃,200-300℃,and 90-228℃ with salinities of3.4-44.3 wt.%,2.9-40.2 wt.%,1.4-38.2 wt.%,and 0.9-9.2 wt.% NaCl eqv.,respectively.Ore-forming fluids of the Budunhua deposit are characterized by high temperatures,moderate salinities,and relatively oxidizing conditions typical of an H_2 O-NaCl fluid system.Mineralization in the Budunhua deposit occurred at a depth of0.3-1.5 km,with fluid boiling and mixing likely being responsible for ore precipitation.C-H-O-S-Pb isotope studies indicate a predominantly magmatic origin for the ore-forming fluids and materials.LA-ICP-MS zircon U-Pb analyses indicate that ore-forming tonalite porphyry and post-ore dioritic porphyrite were formed at 151.1±1.1 Ma and 129.9±1.9 Ma,respectively.Geochemical data imply that the primary magma of the tonalite porphyry formed through partial melting of Neoproterozoic lower crust.On the basis of available evidence,we suggest that the Budunhua deposit is a porphyry ore system that is spatially,temporally,and genetically associated with tonalite porphyry and formed in a post-collision extensional setting following closure of the Mongol-Okhotsk Ocean.     

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大溶隙岩溶地层的有效钻孔堵漏方法

复杂地层钻探问题一直是地质勘探、工程勘察及工程施工钻进中的主要技术难题。分析了复杂地层钻探护壁堵漏的方法；结合宁夏六盘山区东北麓芒硝矿钻探工程，对于大溶隙岩溶地层钻探，提出采用水泥-水玻璃-布袋护壁堵漏方法。阐述了漏失通道的性质和位置的分析方法、护壁堵漏方案和原理、正确确定注浆压力及最大注浆量的方法。     

西藏波密易贡高速巨型滑坡特征及减灾研究

2000年4月9日晚,西藏林芝地区波密县易贡藏布河发生巨型高速滑坡。滑坡经历了高位滑动-碎屑流-土石水气浪-泥石流-次级滑坡等过程,具复合性。滑坡由5520m高程的雪山向下高速滑动,历时约10min,滑程8km,堆积于约2190m高程的易贡藏布江,形成坝高54m,长约2500m,库容可达288×108m3,体积约2.8×108～3.0×108m3的滑坡堰塞湖。为了减轻水位上涨对湖区4000多人员的淹没危害和防止滑坡“溃坝”对下游318国道及雅鲁藏布江大峡谷地区的危害,采用了在坝体开渠引流降低溃坝高程和湖水库容的减灾措施。     

岷江流域映秀—茂县段地震次生地质灾害分布规律及发展趋势分析

2008年汶川大地震引发了岷江流域映秀—茂县段极为严重的地震次生地质灾害。利用震后多期高分辨率航空遥感数据并结合解译标志,快速、准确地分析研究区灾害的分布规律及发展趋势,对科学指导灾后重建具有重要意义。次生地质灾害分布规律主要表现为:1滑坡、崩塌及其过渡类型——崩滑为主要的次生地质灾害类型(占90%以上);2次生地质灾害广泛分布在岷江两岸山坡,但在映秀—汶川段的发育程度和规模比汶川—茂县段大得多。研究区次生地质灾害发展趋势分析结果表明:1地震形成的滑坡体趋于稳定,但解译的21个潜在滑坡体中部分已出现活动迹象,其中斗簇和沏底关2个潜在滑坡群更为明显,应对其进行遥感连续动态监测;2泥石流为研究区今后最主要的灾害类型,其中映秀—汶川段为最主要的发生地段。