Identifying storm-induced wave origins using SAR wave mode data

Because of weak dissipation effects, swells generated by fierce storms can propagate across an entire ocean basin; therefore, observing swell generation and decay and retrieving storm characteristics from a swell by satellite remote sensing are possible. In this study, based on the dispersion relation and geometrical optics principle, we used SAR wave mode data from 2003 to 2010 provided by GlobWave to track swells with peak wavelengths of more than 300 m to locate a storm-generated far-traveling swell and present the swell field related to this “static” origin. Through a comparison with ECMWF wind datasets, we conducted validations and explored some conditions that cause misjudgments in swell origins. Finally, we obtained the spatiotemporal distribution characteristics of satellite-observed swell origins (i.e., the fierce wind condition) and their evolution. This work can be used as a reference for wave models, providing early swell warnings, determining air-sea surface interactions, and determining global climate change.     

滇西南云岭锡矿三叠纪花岗岩年代学、地球化学与云母矿物学特征: 对锡成矿的指示意义

云岭锡矿位于保山地块东缘的云岭花岗岩体内,含矿岩石主要为黑云母二长花岗岩,局部显示片麻状构造。本文锆石U-Pb定年结果表明云岭花岗岩侵位于222.8±1.3Ma,其SiO₂为64.83%~66.05%,K₂O为3.30%~3.72%,Na₂O为1.91%~2.19%,铝饱和指数(A/CNK)为1.26~1.30,显示过铝质高钾钙碱性花岗岩特征。花岗岩中岩浆锆石和继承锆石ε_Hf(t)值分别在-10.6~-13.9和-1.16~-23.8之间,对应t_DM2 (Ma)分别在1926~2138Ma和1951~3387Ma之间,表明岩浆主要来源于古老的地壳物质重熔。云岭花岗岩中Sn含量在4.3×10^-6~14.2×10^-6之间,花岗岩中岩浆黑云母Sn含量在5.8×10^-6~9.6×10^-6之间,蚀变花岗岩中的热液黑云母Sn含量为75.8×10^-6~244.0×10^-6,交代岩浆黑云母的热液白云母Sn含量为12.2×10^-6~16.4×10^-6,而石英脉中白云母的Sn含量为741.0×10^-6~1042×10^-6。对比华南和云南腾冲地区部分锡矿床和含锡花岗岩,云岭花岗岩演化程度低,且花岗岩及岩浆黑云母的Sn含量未显著富集,可能不是致矿花岗岩。云岭锡成矿作用可能与深部隐伏的花岗岩释放的富Sn岩浆流体有关。

     

国产海底地震仪的时间记录与原始数据精细校正

海底地震仪（OBS）的时间记录对数据处理是至关重要的.实践发现,部分国产便携式OBS的数据记录存在较大的内部时间误差,并且实测地震剖面异常的同相轴"断阶"、"倾斜"现象时有发生.我们通过自激自收试验,对这些异常现象进行了验证,确认其来源于OBS数据文件内部时间漂移,以及数据处理程序存在的缺陷.统计表明,A、B型OBS内部时间漂移量在250 Hz的预设采样率下为0~40 ms,L、S型OBS在100 Hz下为0~90 ms.这个量级的时间漂移,会对OBS数据处理、计算模拟产生影响.进一步,我们采用计算实际采样间隔、调整采样间隔、数据重采样的方法,对这种误差进行校正,并且改进了相关的OBS数据处理程序.本文的研究加深了对OBS数据时间记录误差的认识,得到了OBS数据文件内部时间漂移的分布规律,使得中等及较大程度的内部时间漂移的精细校正得到重视,进而完善了OBS数据处理步骤和流程,对OBS数据的有效利用进行了重要补充,为国产OBS的广泛使用、仪器研发提供了重要参考.     

四川乌斯河铅锌矿床成矿物质来源及矿床成因:来自原位S-Pb同位素证据

乌斯河铅锌矿床位于扬子板块西南缘,是川滇黔铅锌矿集区代表性大型铅锌矿床之一,估算资源量超过370万吨,Pb+Zn平均品位~15.7%。该矿床铅锌矿体主要呈层状、似层状、透镜状产于震旦系灯影组的白云岩地层中,其围岩蚀变较弱,以白云石化和方解石化为主。矿石类型主要包括块状、条带状、角砾状、脉状和浸染状等,其中矿物组成相对简单,以闪锌矿、方铅矿、白云石和方解石为主,含少量沥青和黄铁矿。该矿床地质地球化学研究程度相对较低,其成矿物质来源不清,致使该矿床存在热水沉积成因、喷流沉积-后期热液叠加改造以及MVT型等多种成因争议,难以建立统一成矿模式。本文对乌斯河铅锌矿床不同成矿阶段的硫化物（包括黄铁矿、闪锌矿和方铅矿）,开展原位硫和铅同位素地球化学研究,以查明该矿床的成矿物质来源、还原硫的形成机制和示踪成矿过程,为认识该类矿床铅锌成矿作用提供新地球化学依据。原位S同位素分析结果显示,乌斯河铅锌矿床硫化物的还原硫存在不同硫来源,成矿早阶段硫化物δ³⁴S值较低,介于+1.3‰~+14.2‰之间,暗示可能有来自于赋矿地层圈闭古油气系统中的H₂S;主成矿阶段硫化物相对富集重硫同位素,δ³⁴S值在+11.0‰~+23.3‰之间,表明其为赋矿地层的蒸发岩的热化学还原作用的产物。此外,硫化物的LA-MC-ICPMS原位Pb同位素组成分析显示,该矿床成矿金属元素主要来源于变质基底地层,水岩反应可能使赋矿地层贡献少量的成矿物质。综合矿区地质特征和已有的地球化学研究成果,本文认为乌斯河铅锌矿床属于MVT铅锌矿床,富Pb、Zn等成矿元素的流体与富H₂S的流体混合是该矿床金属硫化物沉淀的主要机制。

     

西沙地块海底地震仪转换横波的数据处理与震相识别

主动源海底地震仪（OBS）转换横波震相的分析和模拟,能够从泊松比的角度更准确地约束地下结构和物质组成,有助于地壳精细结构和构造属性的研究.本文对南海北部陆缘西沙地块的OBS2013-3测线进行了转换横波数据处理和分析,通过能量扫描法求取极化角,并对OBS水平分量数据进行旋转,获取了径向分量数据.结合本测线的地质情况,求解佐布里兹（Zoeppritz）方程,得到了不同转换模式的能量分配关系,定量地指示了沉积基底和海底面为主导的P-S转换界面,Moho面为次一级转换界面.在OBS2013-3测线的各个台站径向分量地震剖面上识别出了一系列PPS和PSS型转换震相,最大偏移距达到130km,并进行了初步的正演模拟试算和验证.结合本测线实际情况,对OBS转换横波研究的基础问题进行了探讨.这些工作为后续的二维横波速度结构和泊松比结构模拟、物质组成和地壳属性分析打下了坚实的基础,为研究方法的进一步完善提供思路.

     

浅层结构不确定性对广角地震走时正演模拟结果的影响——以西沙地块OBS2011-1测线为例

海洋地球物理勘探中常使用多道地震数据建立浅部地层模型,结合海底地震仪广角地震数据进行射线追踪和走时反演求取地层速度特征.受采集环境和成本限制,部分海底地震仪测线缺少同步采集的多道地震数据,建立的初始模型其浅层结构有较大不确定性,可能会对正演模拟结果造成严重影响.本研究针对海底地震仪广角地震走时模拟中浅部结构的不确定性因素,使用RayInvr软件构建了理论模型和走时数据体,分析讨论了初始模型沉积层厚度与速度变化对正演模拟结果的影响.之后进行实测数据处理,在MCS2019-3测线数据的约束下建立初始模型,对OBS2011-1测线震相重新进行了走时拟合,将得到的模型结果与先前结果进行对比,得到以下结论：沉积层厚度及速度不确定性对走时模拟结果的浅部结构影响较大,深部结构影响较小;使用错误的速度与基底深度组合来拟合沉积层反射震相PsP,会使台站下方的地壳和地幔折射震相Pg和Pn,以及莫霍面反射震相PmP都出现走时小起伏,走时提前对应沉积层速度与厚度偏大,走时延后对应沉积层速度与厚度偏小;PsP震相缺失时,不同的速度-深度组合都可以很好地拟合震相,但会增加结果的不确定性.

     

海斗深渊区十字放炮与POBS精确位置校正

TS03航次创新性地投放了 6台被动源海底地震仪(POBS)到马里亚纳海沟南部"海斗深渊区",实施了万米级水深的天然地震观测,通过十字放炮获得POBS的精确坐底位置是后续研究工作中至关重要的一环.本文首先对POBS的SEG-Y数据进行裁截误差修复,然后采用直达水波走时反演的方法得到这6个POBS的精确坐底位置,并进行精...     

磁尾中交换不稳定性所产生偶极化锋面的动力学特性研究

本文利用考虑了Hall效应和有限Larmor半径（FLR）效应的磁流体数值模拟研究了在离子惯性长度/离子Larmor半径尺度内偶极化锋面的动力学特性.偶极化锋面由磁尾近地区域中由于热压尾向梯度和磁场曲率力不平衡所引起的交换不稳定性自洽产生.数值研究表明,偶极化锋面是切向间断,在相对该锋面结构静止的参考系中等离子体穿过偶极化锋面的法向速度为零.Hall效应主要影响与偶极化锋面的切平面相正交的电场,使得锋面切向电流增大,同时产生锋面结构不对称.研究表明离子在Larmor半径尺度产生的FLR效应可导致锋面结构的大尺度漂移运动.由FLR效应产生的离子磁化流速在偶极化锋面的日下点处指向昏向,锋面后区域的速度晨向分量增长,从而导致整个锋面结构向晨向漂移.     

锗的地球化学及资源储备展望

锗是众多高新技术领域的重要原材料,随着无人驾驶、5G、太阳能电池和催化剂等产业的飞速发展,锗在中国及全球未来需求量将十分巨大,在国民经济建设中具有重要地位,许多国家将其作为国家重要战略资源进行严格控制、管理和储备,因此,锗资源的地质勘探和战略储备是今后国家持续发展的重要需要。文章总结了锗的地球化学性质、晶体化学及矿物学、地球化学行为控制因素、全球富锗矿床类型等,根据我国锗资源特征,结合"川滇黔铅锌矿集区"内多数矿床中锗超常富集普遍现象,提出该区可作为中国锗资源战略储备基地,具有巨大潜在经济价值。开展"川滇黔铅锌矿集区"锗超常富集机理研究,不仅可以补充和完善锗地球化学行为的科学内容,提供认识该区铅锌成矿作用的重要地球化学信息,更重要的是为地质勘探的深入和综合利用该区锗资源提供科学依据,从而为建立中国锗资源战略储备基地提供实际地质地球化学支撑。虽然中国是全球最大的锗生产国和出口国,但其产品多为初级产品,加强锗产品深加工研发不仅具有广阔的前景,也将是中国锗资源综合利用发展趋势。     

马里亚纳海沟南段TS01测线的广角地震探测和地壳结构

马里亚纳海沟是西太俯冲系统的重要组成部分, 因复杂的地质环境和活跃的俯冲, 长期以来是地球科学领域关注和研究的热点区域.广角地震测线TS01位于马里亚纳俯冲系统的最南段, 横穿卡罗琳海底高原、马里亚纳海沟和弧前地块.本文基于测线上9个OBS台站所记录的高质量反射、折射震相, 通过震相走时拟合和正演模拟的方法, 获得了TS01测线的精细速度结构.此外, 本文还通过卫星重力数据和多波束水深数据, 计算获得了布格重力异常, 反映了区域的地壳厚度变化; 并沿测线进行了重力模拟, 与速度模型相互验证、共同约束了TS01测线的壳幔结构.最终结果显示, 弧前地块呈现楔状, 海沟内壁速度值较低, 呈现了构造侵蚀的特征; 俯冲板片的地壳速度在4.0~7.2 km·s^-1之间, 厚12~13 km, 该厚度介于正常洋壳和海底高原类型地壳之间; OBS台站丰富的反射震相约束了上下板片交界面、俯冲板片中地壳和莫霍面等关键地质界面.重力模拟揭示了上地幔顶部的蛇纹石化现象.本文研究结果为揭示海底高原附近的俯冲动力学机制提供了有力支撑.