新一代探测地球重力场的卫星编队

探讨4类卫星编队构形(串联编队、钟摆编队、车轮编队、串联-钟摆编队)测定全球重力场的特点和能力。基于C-W(Clohessy-Wiltshire)方程分析各类编队卫星的相对运动状态,通过仿真试验,探讨各种卫星编队探测重力场的精度和分辨率。结果表明,与GRACE-type编队相比,包含多方向重力信号观测量的卫星编队能够为重力场解算提供更好的条件,对重力场解算精度提高可达9%~65%;径向观测量是重力场反演中的主要信息来源,其中南北径向的车轮编队最适合于高阶重力场的解算;另外,编队卫星间的沿轨方向观测量对扇谐系数反演能力最差,法向观测量对低次项系数的反演不敏感,径向和多方向观测量联合反演能得到接近各向同性的重力场系数。这可为新一代重力卫星任务的设计提供参考依据。     

由GOCE引力梯度张量不变量确定卫星重力模型的半解析法

提出了利用半解析方法解算重力场与稳态海洋环流探测器(gravity field and steady-state ocean circulation explorer,GOCE)引力梯度张量不变量观测值来恢复全球卫星重力模型的方法,该方法比最小二乘方法效率高,同样可给出模型的验后方差。推导了半解析法快速解算引力梯度张量不变量的理论公式,给出了该方法利用卫星重力梯度观测数据快速求解重力场模型的基本步骤。利用89.5°倾角圆形严格重复轨道上的模拟梯度观测值验证了半解析方法用于张量不变量解算的理论严密性,并利用GOCE任务61 d 梯度仪坐标系(gradiometer reference frame,GRF)下无噪声和有噪声的I₂和V_zz模拟观测值进行了模型反演和结果分析。结果表明,利用I₂观测值求解模型的精度略优于仅用V_zz分量解算模型的精度。     

西准噶尔白碱滩二辉橄榄岩中两种辉石的出溶结构及其地质意义

克拉玛依白碱滩尖晶石二辉橄榄岩主要由橄榄石、单斜辉石、斜方辉石和尖晶石组成,橄榄石和斜方辉石均发生程度不等的蛇纹石化.单斜辉石一般很新鲜.单斜辉石和斜方辉石均发育出溶结构,出溶条纹或者平直或者发生舒缓的弯曲变形（即便是在发生弯曲的情况下也是完全平行的）.透辉石-普通辉石出溶体一般呈针状（直径一般为1μm,长度＞150μm）,顽火辉石出溶条纹直径一般为1～3μm（长度＞300μm）.斜方辉石主晶属于顽火辉石-易变辉石,单斜辉石主晶为透辉石（成分很均一）.地质温度压力估算表明,白碱滩二辉橄榄岩中辉石出溶结构发生的温度为700℃～1000℃、压力为2.0～2.7GPa,它们代表辉石出溶结构形成的最低PT条件.白碱滩二辉橄榄岩至少经历了三个演化阶段：原始辉石与尖晶石和橄榄石平衡共生（阶段Ⅰ,＞94km）;随着地幔上隆,原始辉石结构不稳定,分解并形成出溶结构（阶段Ⅱ,700℃～1000℃）,斜方辉石开始分解的深度为94km,单斜辉石开始分解的深度为78km;之后,蛇绿岩经历的侵位事件导致辉石发生塑性变形（阶段Ⅲ）.蛇绿岩侵位之前,地幔岩曾发生了＞50km的隆升,而且,在隆升过程中地幔岩没有发生明显部分熔融（地幔岩因此没有经历明显的岩浆抽提过程）.     

西准噶尔克拉玛依蛇绿混杂岩中的石榴角闪岩

本文报道在准噶尔地区发现的石榴角闪岩,该岩石产在克拉玛依蛇绿混杂岩带的百口泉地区.石榴角闪岩主要由钙质角闪石、富钠斜长石和黝帘石组成,含少量钛铁矿、绿帘石、绿泥石、榍石、石榴石、普通辉石、金红石、磷灰石、钠长石、石英和锆石.石榴石中常包裹磷灰石、金红石、钛铁矿、石英和锆石.黝帘石 富钠斜长石组合中出现少量钙铝榴石残余.百口泉石榴角闪岩中石榴石的化学组成特征以及其中出现的金红石-钛铁矿-磷灰石-石英-锆石包体组合说明,该岩石不是异剥钙榴岩退变质的产物,而是榴辉岩退变的产物(辅助证据包括二辉橄榄岩中发育的辉石出溶结构和辉石塑性变形特征).百口泉石榴角闪岩至少记录了四个阶段:石榴石-单斜辉石-金红石-磷灰石-石英-锆石组成的阶段Ⅰ(可能为榴辉岩相),普通辉石-钛铁矿-磷灰石-角闪石组成的退变阶段Ⅱ,角闪石-斜长石-榍石-钛铁矿构成的阶段Ⅲ(角闪岩相),以及绿帘石-石英-绿泥石构成的绿片岩相变质阶段Ⅳ.尽管上述演化历史存在一些不确定性,石榴角闪岩的发现为深入研究西准噶尔地区古生代洋壳俯冲带的性质及其演化过程提供了新的物质基础.     

小热泉子铜矿床成矿过程分析

新疆小热泉子铜矿床主要产于下石岩统小热泉子组一套滨，浅海相火山-沉积组合夹不等量正常沉积组合的岩石中，矿体在较深部呈层状，似层状而在浅部呈脉状，构成立交桥式矿化格架，通过基础地质，矿床地质及地球化学特征研究，认为小热泉子铜锌矿床的形成过程至少经历了4期6个阶段；即喷流沉积-成岩成矿期，混合热液叠加改造期，构造改造期和表生风化期，主成矿期为热液叠加改造期。     

联合EGM2008模型重力异常和GOCE观测数据构建超高阶地球重力场模型SGG-UGM-1

本文研究了联合卫星观测数据和重力异常数据确定超高阶重力场模型的理论方法,并使用EGM2008模型重力异常和GOCE（gravity field and ocean circulation explorer）观测数据构建了重力场模型SGG-UGM-1。重点研究了由球面格网重力异常快速构建超高阶重力场模型的块对角最小二乘方法,将OpenMP技术引入到块对角最小二乘中以提高计算效率,并基于模拟数据验证了方法及算法和软件模块的正确性。采用本文制定的联合解算策略,利用GOCE重力卫星观测数据构建的220阶次法方程和EGM2008模型重力异常构建的2159阶次块对角法方程,联合求解了2159阶次的重力场模型SGG-UGM-1。将SGG-UGM-1与EGM2008、EIGEN-6C2、EIGEN-6C4等超高阶模型在频谱域内进行了比较分析,结果表明SGG-UGM-1相对参考模型的系数误差较小,且在220阶次内的系数精度相比EGM2008模型有了提高。采用中国与美国的GPS/水准数据和毛乌素测区的航空重力观测数据对这些模型进行了外符合精度的检验。检核结果表明,在中国区域,SGG-UGM-1模型大地水准面的精度在EIGEN-6C2和EIGEN-6C4两个模型之间,优于GOSG-EGM模型和EGM2008模型,与美国区域几个模型的精度相当。利用毛乌素测区的航空重力数据对几个模型进行了检核,结果表明SGG-UGM-1模型计算的重力扰动精度与EGM2008、EIGEN-6C4模型相当,优于GOSG-EGM模型和EIGEN-6C2模型。     

利用GOCE模拟观测反演重力场的Torus法

在介绍Torus方法反演地球重力场模型的基本原理和方法的基础上,基于圆环面上均匀分布的卫星引力梯度模拟观测值解算了200阶次的地球重力场模型,在无误差情况下,Torus方法解算模型的阶误差RMS小于10-16,验证了该方法的严密性。利用61dGOCE卫星轨道上无误差的模拟引力梯度观测值解算了200阶次的地球重力场模型,分析了格网化误差、极空白对解算精度的影响,迭代3次后,在不考虑低次系数情况下,模型的大地水准面阶误差和累积误差均较小,最大值仅为0.022mm和0.099mm。在沿轨卫星引力梯度模拟数据中加入5mE/Hz1/2的白噪声,基于Torus方法和空域最小二乘法解算了200阶次的地球重力场模型,Torus方法的精度略低于空域最小二乘法的精度,在不考虑低次项的情况下,两种方法解算模型的大地水准面阶误差最大值分别为1.58cm和1.45cm,累积误差最大值分别为6.37cm和5.55cm。但由于采用了二维快速傅里叶技术和块对角最小二乘法,极大地提高了计算效率。本文数值结果说明Torus方法是一种独立有效的方法,可用于GOCE任务海量卫星引力梯度观测值反演重力场的快速解算。     

广西五圩矿田多金属矿床的成矿特征及物质来源

五圩矿田各多金属矿床均为中—低温热液充填型脉状矿床。研究结果表明，成矿流体是一种低盐度富含ＣＯ＿２的中－低温热液，其物质来源并非单一。其中，热液主要来自动热变质水，有部分岩浆热液掺合；主要成矿元素（Ｐｂ，Ｚｎ，Ｓｂ，Ａｓ等）由赋矿地层提供；硫具混源特征。成矿时存在一个统一热力场，而且成矿作用以“脉动式”充填方式为主，因而，矿田内围绕矿化中心（热源），出现明显的矿床水平分带现象和多阶段矿化特点。     

吐哈盆地东缘泥盆纪花岗岩的确定及其地质意义

通过对吐哈盆地东缘四顶黑山超单元中的黑云母花岗岩进行锆石SHRIMPU-Pb定年,获得(386±5)Ma(MSWD=1.01)的206Pb/238U表面年龄。根据该岩体的岩石学和锆石的矿物学特征,将此年龄解释为该岩体的侵位年龄。根据这一定年结果和该花岗岩与围岩(被当地地质工作者归入古元古代星星峡群的变质岩)具有相同的构造变形特征,结合已有的年代学、岩石化学和相关地质资料,可以得出如下初步结论:①吐哈盆地东缘与南缘为同一古生代活动陆缘的不同部分,其形成演化与以康古尔塔格碰撞带中洋壳残片为代表的古洋岩石圈板块向西伯利亚古板块之下的俯冲有关;②吐哈盆地东缘以近东西走向、向南倾斜的片理或片麻理为特征的变质变形事件发生在386Ma以后。     

新疆塔尔巴哈台山发现早奥陶世蛇绿混杂岩

在我国境内塔尔巴哈台山下石炭统黑山头组泥岩、粉砂岩、凝灰岩和火山熔结角砾岩夹基性熔岩的底部识别出一套蛇绿混杂岩.火山角砾岩的角砾由蛇纹石化橄榄岩(蛇纹岩)、辉长岩、玄武质粗面安山岩、粗面岩和硅质岩组成.蛇绿混杂岩由蚀变辉长岩、蛇纹岩和硅质岩组成.橄榄岩虽然发生了强烈蛇纹岩化(现在为蛇纹岩),但蛇纹岩中保留了斜方辉石和橄榄石的假象.覆盖在该蛇绿岩套之上的火山角砾岩属于爆发性很强的火山喷发产物.巨大的粗粒辉长岩、玄武质粗面岩、粗面岩、硅质岩和蛇纹石化橄榄岩角砾被熔岩胶结,说明火山通道穿切了蛇绿岩套.蚀变辉长岩中的斜方辉石已经完全蛇纹石化(保留了斜方辉石假象),斜长石完全被水钙铝榴石交代(保留斜长石假象),但单斜辉石保存完好,且发育由尖晶石叶片(棒)构成的出溶结构.棕褐色的尖晶石出溶棒(或叶片)一般完全平行,个别情况下发现两组近于直交的尖晶石出溶棒.从蚀变辉长岩中分选出锆石,对其进行的SHRIMP年代学研究,结果表明辉长岩的形成时代为478.3±3.3 Ma(MSWD=1.09,n=14).这说明塔尔巴哈台蛇绿岩套岩石形成于早奥陶世.