鲜水河断裂带乾宁段岩石特征与内部结构及其物理-化学性质

断裂带的变形行为和断层滑移机制是目前地震研究关注的热点,断裂带岩石特征、内部结构与物理化学性质是确定断层蠕滑或粘滑行为以及断层滑移机制的基础和关键。本文以鲜水河断裂带乾宁段地表出露的断裂岩为研究对象,通过野外地质调查、室内光学显微镜、扫描电镜、粒度统计、粉末X射线衍射分析（XRD）和薄片X射线荧光光谱分析（XRF）等多种研究方法,对鲜水河断裂带岩石特征、结构构造、物性、矿物成分及化学元素分布开展了详细的分析,并探讨了相关变形行为和滑移机制。分析表明：（1）断裂带核部主要由黑色断层泥、浅黄色及黄色断层角砾岩和灰色碎裂岩、灰色断层角砾岩组成,呈单核对称结构;（2）黑色断层泥厚3~5cm,具有快速滑动结构特征,表现为断层粘滑行为。断层泥可划分出13个滑移带,最窄滑移带厚约40μm,至少代表13期古地震事件;（3）断层泥主要由伊利石、高岭石和石英等矿物组成,其中边部伊蒙混层含量异常高,为最新一次古地震的主滑移带。由于伊利石和伊蒙混层（或蒙脱石）为主要黏土矿物的断层泥渗透率低、孔隙流体压力大,以及发现断层泥楔入脉,表明地震过程中断层滑动存在热增压弱化机制;（4）从断层泥不同滑动带中碎块蚀变程度和矿物分布特征来看,地震主滑动带有向碎裂岩方向迁移的趋势。推测断层在滑动过程中,更趋向于向弱矿物含量高（如伊利石、伊蒙混层）、强矿物含量低（如方解石、高岭石）的围岩一侧迁移。

     

基于自适应差分优化算法的SQUID TEM数据电阻率-极化率多参数提取研究

超导时域电磁探测方法(Superconducting Quantum Interference Devices Time Domain Electromagnetic Method, SQUID TEM)是多金属矿探测的有效手段之一.在实际探测中超导传感器虽然可以观测到极其微弱的极化效应, 但还无法同时提取电阻率和极化率信息.本文提出了基于种群个体自适应进化筛选策略的差分优化算法, 分析了传统差分优化算法中突变和交叉因子均为定值时, 对电阻率和极化率提取精度的影响, 设计优化了突变因子随柯西分布、交叉因子随高斯分布的自适应控制方式, 重构了同时包含极化率和电阻率信息的目标函数, 从而实现了极化率和电阻率参数的同时提取.通过典型层状模型, 对比了自适应差分优化与差分进化、线性权重粒子群算法进行电阻率和极化率参数提取的效果, 自适应差分优化算法的提取结果更接近真实模型.将该新方法应用于黑龙江大兴安岭地区的SQUID TEM野外数据, 实现了地下不同深度电阻率、极化率信息的提取, 结果与钻孔资料一致, 验证了新方法双参数提取的有效性.

     

鲜水河断裂带炉霍段北部断裂岩特征与变形行为研究

鲜水河断裂带是中国陆内活动性最强、强震频率最高的活动断裂之一, 断裂岩以及大地测量学研究发现该断裂带可能具有广泛的蠕滑变形。研究该断裂带几何结构和变形行为有助于认识蠕滑与粘滑机制, 并为评估其强震危险性提供关键科学依据。本文以鲜水河断裂带炉霍段北部断层剖面及其中的断裂岩为研究对象, 通过野外地质调查、显微构造观察、扫描电镜以及X射线衍射(XRD)分析等方法, 对断裂带的几何结构、断裂岩物理特征与矿物组成等开展了详细分析。结果显示, 炉霍段北部的最新主断面位于断裂变形带东部边界, 走向N110°, 倾向北东, 倾角约50°, 具有左行走滑兼正断的运动学特征; 主断面附近的断层泥相对发育, 上盘以棕色为主, 宽约3cm, 下盘以黑色为主, 宽约20~30cm, 成分主要为粘土矿物和石英。靠近主断面强矿物含量达70%以上, 矿物颗粒均以棱角状、长条状为主, 存在矿物颗粒被截切形成平直截切面的现象, 指示其应以粘滑变形行为为主; 断裂带内的断层泥透镜体则显示, 粘土矿物含量极高(>60%), 定向明显且面理发育, Al和K元素富集等现象, 指示可能存在前期蠕滑变形行为。上述结果指示, 鲜水河断裂带炉霍段可能经历了从蠕滑到粘滑变形行为的转变。以上研究结果与鲜水河断裂带以高角度左行走滑, 广泛存在蠕滑变形的认识不同, 表明断裂带变形行为存在明显的空间分布不一致的特征, 除了围岩性质和流体作用以外, 断裂的空间几何结构也是重要的控制因素。新的研究结果可以为更深入了解大型走滑断裂带变形行为、孕震机制以及未来强震危险性提供科学依据。

     

汶川地震和东日本大地震反应谱比较与结构Pushover分析

为对比分析5·12汶川地震和3·11东日本大地震的加速度反应谱和结构地震反应特征,挑选132条汶川地震和404条东日本大地震中Ⅱ类场地上的水平向加速度记录,进行统计分析。根据这两次大地震的标准加速度反应谱,给出了拟合谱曲线。将所得拟合谱作为需求谱,分别对6层框架结构和20层框架结构进行了Pushover分析,比较在上述两次大地震下不同框架结构地震反应的差异。结果表明：东日本大地震记录比汶川地震记录具有较明显的长周期地震动特征;两次地震记录的区别在高层框架结构的地震反应上表现得更加明显,东日本大地震记录对具有较长自振周期的结构的地震反应影响更为显著。     

新疆且末地磁基准台场址勘选

对拟建设的新疆且末地磁台进行场址勘选,采取十字剖面测量和密跨度测量方法进行地磁场总强度F测量,对测量结果进行初步分析.分析结果表明,且末地磁台的地质条件、磁场梯度分布和背景噪声环境等地磁观测环境条件,符合国家地磁台建设规范的要求,适宜地磁基准台站建设.     

3D SLAM的室内背包移动测量系统研究

针对室内移动测图中GPS信号缺失,导致无法获取精确定位坐标与导航的问题,该文研发了一套室内背包式移动测量系统,该系统能够利用三维激光定位与测图的方法实现快速同步定位及地图创建和室内三维激光点云获取,可以应用在室内或地下的环境中进行数据采集,在不损失作业效率的前提下获取系统作业轨迹、高精度点云等多种数据结果。为了对系统的精度进行验证,使用该系统在实验室大楼走廊中进行实验获取室内三维激光点云,并将实验结果与采用常规测量手段得到的结果进行对比分析。实验表明,此系统的相对精度和绝对精度分别能够达到0.048和0.047m,在室内三维信息获取过程中相比较于传统作业方式显著提高了作业效率和数据质量,能够满足室内建模与测图要求。     

江西持续性冻雨的行星尺度特征分析

应用常规气象地面观测资料和NECP 2.5°×2.5°的再分析资料,对1959—2008年期间发生在江西的持续5 d及以上的冻雨天气过程进行行星尺度的特征分析,结果表明:江西持续性冻雨天气期间,500 hPa高纬度地区的阻塞高压、中纬度的低槽以及低纬度的分裂小槽和地面沿中国中东部侵入的强冷空气有利于江西持续性冻雨天气的维持;同时,700 hPa有来自低纬地区的稳定的"湿舌"和西南急流存在,不仅有利于中层逆温结构的形成,也是水汽输送的主要机制。距平相关分析得到,持续性强冻雨天气发生期间,海平面气压、1 000~500 hPa和1 000~925 hPa厚度场的距平相关系数基本都在0.7以上,多数情况下达到0.8以上,表明江西持续性强冻雨天气期间高层和底层的天气系统是稳定少变的。     

美国联邦和州河道采砂管理体制

河道采砂对于一个国家或地区的经济发展具有重要作用,河道砂石是优质的工业材料,但是河道采砂也带来了越来越严重的环境问题。正是河道采砂具有的经济重要性和环境危害性,许多国家越来越重视对其管理。本文主要介绍美国联邦和州河道采砂的管理体制和法律体系,并以密苏里州为例,分析了美国联邦与州之间河道采砂管理的争议、合作与协调。     

临震预滑在青藏活动地块区的观测证据

实验室内大量岩石黏滑实验表明:对存在断层的岩石加压,岩石在黏滑失稳前会有预滑,预滑会出现在断层的某个区域.由于浅源地震也是断层失稳破裂的结果,近年来临震预滑作为一种地震前兆信息日益受到地震学界关注.但目前尚缺乏广泛的野外观测证据来证实黏滑实验中的预滑现象在构造地震前也普遍存在.本文对青藏活动地块区内姑咱地震台等12个台的应变仪和水位仪的记录作对比分析后发现:在汶川MW 7.9级地震前数月,各台陆续记录到了 一些"阶跃式"波形.在对观测结果可靠性讨论的基础上,用岩石黏滑实验结果和颗粒物理原理来解释这种"阶跃式"波形可能是预滑震相Xp.姑咱等12个地震台观测到预滑震相Xp表明:在青藏活动地块区临震预滑是普遍存在的.这种"准同步"的临震预滑,特别是2008年4月18日和5月6日2次幅度较大的预滑可能引发了汶川MW7.9级地震.因此,关注预滑,特别是临震预滑对预测未来强震有一定的前兆意义.