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2015年中国地球科学联合学术年会

2015年中国地球科学联合学术年会

  • 召开年:2015
  • 召开地:北京
  • 出版时间: 2015-10-11

主办单位:中国地球物理学会;中国地质学会

会议文集:2015年中国地球科学联合学术年会论文集

会议论文
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  • 摘要:目前直流电法与大地电磁法已成为电法勘探领域中两种比较经典的方法,其数据采集、数据处理、数值模拟与反演研究都较为成熟.另外,由于观测数据量不足等原因,使得地球物理的反演结果不可避免的存在多解性,因此联合反演已成为近些年地球物理领域的热门话题.联合反演可分为基于相同物性的联合反演和基于不同物性的联合反演,其中前者是基于相同的岩石物性差异,具有相同的物理基础,其观测数据必然存在一定的相关性,因此此类联合反演具备天然的合理性.本文选择直流电法与大地电磁方法联合反演.直流电法对于地下浅部信息分辨率较高,但探测深度较浅;而大地电磁法勘探深度大,因此结合两种方法各自的优点,使两者之间相互约束,可获得相较于单一反演方法更好的反演结果。
  • 摘要:岩石在变形破裂过程中通常会产生微弱的电磁波信号,可能构成地震电磁前兆现象的物理基础.然而,在电磁噪声普遍存在的情况下往往很难从中检测和提取出真实有效的信号,故而在岩石电磁实验中对观测系统的要求很高.因此,基于地震电磁现象研究需要和实验室现有条件,拟将构建一个精确可靠的岩石电磁实验观测系统并对其进行检验,用以实现岩石加载过程中对电磁波、声发射、应变等物理参数的同步、高采样率和高分辨率的实时监测.
  • 摘要:中国地质调查局2012年部署了三维地质调查试点工作.旨在实现基础地质调查由"网格式"填图向"目标地质体"填图,地质成果表达由"二维"到"三维"的转变,以满足依赖基础地质调查解决深部找矿、油气新领域新层系、地质灾害深部机理和地下空间利用等地质问题的需求.在广元地区开展的1:5万幅区域地质调查工作中,面临地质地层单元、断裂构造等地表地质特征模糊,飞来峰构造底界面、地层单元、断层构造深部延伸形态不明等问题,传统的地面地质调查手段难以有效解决上述问题,音频大地电磁方法作为一种能有效探测地表以下2km以内的地下结构的地球物理方法,具有施工成本低、工作效率高、不受高阻屏蔽、对低阻层反应灵敏等优点,在矿产、工程地质、地下水勘探领域取得了良好的应用效果。
  • 摘要:探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)作为一种高效的浅层地球物理探测技术,已广泛应用于工程勘察、无损检测等众多领域.目前,作为GPR资料解译重要依据的正演技术大都以常规各向同性介质为研究对象.本文首先从Maxwell方程出发,详细推导了频散介质满足Debye关系条件下的电磁波波动方程。通过采用三角形网格剖分和线性插值基函数,在满足时间步长与空间网格差分稳定性前提下,应用Galerkin有限元法,推导了频散介质中GPR有限元方程,实现了电磁场空间域的离散。对电磁场时间变量采用Newmark差分法进行离散,导出了电磁场时间域迭代公式。采用具有良好宽频带吸收特性的UPML边界条件实现电磁波在模型边界处的衰减,并详细推导了UPML边界条件在GPR频散介质有限元正演算法中的加载公式及参数设置。
  • 摘要:近岸水下扇沉积是陆相扇体沉积体系中重要的一种类型.本文对近岸水下扇这一特殊的扇体沉积体系做针对性较强的认识分析,并提出新认识.认为其扇中水道微相具有宽水道的沉积特点,可作为近岸水下扇沉积体系的独特属性与其他扇体区分.
  • 摘要:煤层气主要以吸附状态储存在煤层之中,近年来我国在沁水盆地南部煤层气勘探项目中取得了突破性进展.地应力对煤层物性条件、裂缝形态等具有十分重要的影响,但其成因复杂,状态复杂多变,并且受到多种因素的影响.前人已经对沁水盆地多个煤矿区的地应力与埋深的关系进行研究分析,但不同地区的应力特征并不相同,各井点地应力分布离散,地应力分布规律并不具有普遍适用性.通过研究柿庄北3号煤层背斜区应力分布特征,结果表明受多期构造运动影响,柿庄北地区地表起伏明显,3号煤层构造复杂,煤层应力分布主要受构造形态控制,背斜翼部挤压较强,顶部应力较小,应力随煤层海拔的增加而减小。柿庄北3号煤层背斜构造中,北部埋深与煤层海拔正相关,应力随埋深增大而减小,背斜南部埋深与煤层海拔负相关,应力随埋深增大而增大。
  • 摘要:自50年代初郯庐断裂被首次发现以来(徐嘉炜等,1985),以徐嘉炜教授为代表的地质学家们就预测在中国的东亚大陆边缘存在一系列的中生代左行平移断裂.研究区内共解释处五条走滑断层主位移带。其中东侧存在一条区域内幕大断裂,近北东—南西走向,并且在盆地北部呈现负花状构造样式为主,在中、南部呈现斜列式构造样式,此断裂在区域重、磁力图上也有明显反映;西侧三条较小走滑断层呈近北西一南东走向,多为负花状构造,花状构造向上延伸至TT2面(印支面),向下切割至Tg基底面。在平面上,该断裂系统呈现“X”型剪切,处于东西两侧走滑断裂连接端,整体呈现为区域挤压环境下的双滑构造样式,局部呈现阶梯状样式。与区域郯庐断裂的形成演化进行关联分析认为,该走滑断裂发生时间与郯庐断裂发生大规模左旋走滑的时间相同,走向与郯庐断裂相近。另外,东侧走滑断裂是朝鲜半岛西缘断裂在沉积层中的反映。
  • 摘要:冀中坳陷是渤海湾新生代盆地西北部的一个次级负向构造单元,北部沉积凹陷多发育在NNE-NE向和近EW 向基底断层上盘,包括北京凹陷、徐水凹陷、大厂凹陷、廊固凹陷、霸县凹陷、武清凹陷等.分析冀中坳陷北部的形成过程,探究其动力学成因对进一步油气勘探具有实际性指导意义.本文运用覆盖廊固、霸县的三维及其它凹陷二维地震资料,结合区域地质及其它地球物理资料分析发现各时期断层活动性变化反映出区域构造应力场的转变.根据断陷结构、构造应力场变化特征分析认为冀中坳陷北部主要受到垂向地幔隆起及水平板块应力传递两种力学作用,前者为伸展裂陷的主动力,后者为走滑作用的主动力.
  • 摘要:顺南地区发育三组走向的走滑断裂,其中NE向断裂切穿层位多,形态以“花状”构造为主;NEE和NW走向断裂规模较小,多为单条陡立的隐伏断层。本文结合三维地震解释和属性提取、块体旋转理论,特别强调了NW向走滑断裂的存在,并展示了其剖面构造样式和平面展布特征。顺南地区走滑断裂体系对于该区奥陶系油气的聚集成藏意义重大。首先,NE和NEE向主要走滑断裂规模较大,断裂附近热液岩溶作用较强;而NW向走滑断裂多组平行展布,与其他走向断裂形成网络状的构造格局,则为大面积地改善碳酸盐岩储层提供了条件。此外,走滑断裂体系对油气向奥陶系储层的运移富集也具有重要的控制作用。
  • 摘要:北京时间2015年4月25日14点11分(UTC2015-04-2506:11:26)在尼泊尔境内发生了Mw7.9级地震,震区位于喜马拉雅南侧.本次地震的地震矩为7.86×1020Nm,Mw=7.9,最大滑动375cm.初步研究结果表明:这次地震为震级Mw7.9,震源深度约20km的低倾角逆冲型地震,破裂持续时间约80秒,破裂具有单侧破裂特征,断层面上的滑动分布比较集中,计算震中区的理论地震烈度约为IX度.经过考察发现,羚羊-Ⅱ剖面以近于南北走向穿过青藏高原,剖面南段与4.25尼泊尔大地震近在咫尺。沿剖面完成了平均点距为10km的宽频带地震观测,取得了大量的、高质量的地震数据。利用P波与S波接受函数技术以及地震各向异性研究,揭示了印度大陆向欧亚大陆俯冲的深部图像。4.25尼泊尔大地震发生后,为了研究喜马拉雅地壳内部详细的结构与构造,对羚羊-Ⅱ剖面进行P波接收函数叠加,获得了莫霍面,特别是主喜马拉雅逆冲带(MHT)等壳内重要界面。结合对4.25尼泊尔大地震的精确定位分析,揭示了该地震的发震部位与深部构造背景。
  • 摘要:地热能是来源稳定的可再生清洁能源,储量巨大、无污染.地热能开发的重中之重是地热发电.我国地热能资源十分丰富,但目前的开发主要限于中低温地热能的直接利用,地热发电二十年来停滞不前,没有得到应有的发展.采用增强型地热系统以获得深部地热能进行地热发电是一个有广泛应用前景、值得深入研究的方向.EGS采热是一个典型的多区域多物理场耦合工程问题。注水井与生产井中,自由流体湍流流动与对流传热耦合;热储层裂隙岩石中,固体变形与流体渗流及传热耦合;围岩中,固体变形与热传导耦合。数值模拟EGS采热过程,不但需要正确处理各区域内的不同物理场耦合,还必须恰当处理各区域之间的多物理场连接与耦合。本研究基于湍流模型、孔隙弹性理论和传热学原理建立三维有限元模型,统一模拟EGS采热工程中的固体变形、流体流动、热传导及对流过程。通过施加合理的连接条件,保证应力、温度和热流在各区域间的连续、流体流量和压力在井壁处的连续、弹性位移在储层与围岩间的连续、井孔形状和大小随井壁变形而变化。在计算区的外部边界上,各物理场统一采用第三类边界条件以方便实现与远场环境温度、应力等条件的协调。结合EGS采热实际数据的模拟结果显示,本研究提出的模型能够成功实现多区域多物理场耦合,为精确模拟未来EGS电站运行提供了一个可靠的数值模型。
  • 摘要:大火成岩省的成因是国际地学界研究的热点.广泛分布于我国川滇黔三省的二叠纪峨眉山玄武岩是中国境内目前唯一被国际学术界认可的大火成岩省,一般认为其形成与二叠纪末期(约258-259Ma)的地幔柱作用有关.研究峨眉山大火成岩省壳幔精细结构和物性特征,对于深入探讨峨眉山大火成岩省的成因具有重要的科学意义.本项研究基于峨眉山大火成岩省宽频带流动地震台阵和川滇黔地区部分区域数字地震台网资料,开展环境噪声面波层析成像研究,重建该区地壳横波速度精细结构,并分析其分布特征及可能的动力学意义。基本数据具体包括59个流动台站和紧邻剖面的6个固定台站的连续波形记录,观测时间从2010年11月至2013年3月。在对垂向分量连续波形进行去均值、去倾斜、去仪器响应、时间域归一化和频谱白化等数据预处理,获得环境噪声连续记录的基础上,利用互相关算法计算了不同台站对之间的经验格林函数;采用基于多重滤波技术的时频分析方法提取了826条有效的基阶瑞利波群速度频散曲线;在进行检测板实验的基础上,以横向网格尺度为0.3°进行了分格反演,获得了周期4-50s范围内的群速度分布图;最后,利用线性反演方法重建了沿COMPASS-ELIP剖面地壳横波精细速度结构。研究结果表明,峨眉山大火成岩省地壳横波速度结构具有明显的分区特征。地壳平均横波速度呈现出由西向东先增大后减小的趋势:三江构造带约3.4-3.6km/s,内带约3.6-3.8km/s,中带约3.5-3.6km/s,外带约3.4-3.6km/s。内带具有厚达约20km的高速下地壳(速度约3.8-4.1km/s),且整体呈现地壳平均速度高、厚度大的特征。内带的上述特征可以通过古地幔柱作用导致的“底侵”以及随之发生的地壳垂向生长而得到合理解释。
  • 摘要:中国扬子陆块与华夏陆块之间有一条NE向带状分布的元古宙浅变质的沉积地层和一系列岩浆岩单元,被称为"江南造山带",呈弧形跨越了桂北、黔东、湘西、湘北、赣北、皖南和浙北的广大区域。杨山地区位于扬子板块东南缘,江南造山带东段内。杨山花岗岩属于青阳—九华复式岩体西南部,主要以钾长花岗岩为主。对杨山钾长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得了杨山花岗岩的侵位年龄为早白垩世(127.2±0.58Ma),在皖南地区A型花岗岩形成年代范围内,与长江中下游地区A型花岗岩的形成时代一致。江南造山带虽然主体被认为是一条新元古代的碰撞造山带,其东段广泛出露新元古代的花岗岩。印支—燕山运动在该区也引发了较强烈的岩浆活动,并且在皖浙赣相邻区及其西延的带状区域发育独特的150~135Ma的岩浆活动。由于江南造山带走向与古太平洋板块的俯冲缝合线走向一致,结合前期的埃达克岩的形成环境(≥135Ma左右),推测拉张事件与古太平洋斜向俯冲后撤引起的弧后或弧后拉张有关。从135Ma间左右,古太平洋板块以低角度向中国大陆底下俯冲,造成本区软流圈减压上涌,埃达克质岩在这一时期广泛发育,与同时期的高钾钙碱性岩浆岩,一致呈现出弧岩浆岩的地球化学特征,代表了大陆边缘背景下的产物;随后由于古太平洋俯冲板片后撤,导致弧后或弧内拉张和软流圈上涌,从而广泛发育白垩世火山岩盖层(135~127Ma),同时发育A2型花岗岩,如伏岭,三清山,这表明构造背景已具有岩石圈伸展环境的性质;而晚期(127~124Ma)形成的A1型花岗岩,如百菊花尖,杨山则可能是俯冲板片持续后撤以及岩石圈进展进一步增强的结果。
  • 摘要:对应于华北克拉通破坏过程的早白垩世NW-SE向的伸展构造在我国东部广泛发育,对超高压造山带进行了强烈的改造.典型的表现区域是北大别近ENE-WSW向展布的混合岩穹隆和WNW-ESE展布的桐柏山背形构造.通过对北大别及其边界剪切带或断裂带详细的构造解析,并结合对前人相关研究的总结,将北大别杂岩厘定为早白垩世的变质核杂岩.对桐柏山详细的几何学、运动学研究表明, 桐柏山表现出与北大别相似的伸展构造特征: 其现今的几何形态为一狭长的短轴背形构造, 核部的桐柏杂岩被一个顺造山带的韧性剪切带所围限, 顶部发育一个低角度大型剪切带. 高压岩片则分布在桐柏杂岩南北两翼. 南北两条韧性剪切带的糜棱面理分别倾向SSW和NNE, 并且分别具右行和左行特征. 桐柏杂岩边界剪切带及杂岩体内部发育有石英、长石、云母等矿物组成的拉伸线理均稳定地向NWW或SEE缓倾伏, 各种运动学标志指示了上部向NWW 方向的剪切变形. 认为其同北大别早白垩世变质核杂岩一样, 是叠加在三叠纪高压变质带之上伸展成因的背形构造(或穹隆).
  • 摘要:东北亚以发育全球规模最大的面状陆壳伸展区而著称,其中,还伴随着面状分布的巨量晚中生代(侏罗纪-白垩纪)花岗岩.这种强烈地壳伸展减薄及面状的岩浆发育在全球不为多见,受制于什么样的地球动力学背景备受关注.在侏罗纪,包括早白垩世,一些学者提出,花岗岩浆向内陆(北西向)迁移并揭示古太平洋平板状俯冲。但是,最新的年代学统计研究和编图,从日本到韩国,再到东部及大兴安岭,没有发现显著的岩浆向内陆变新的趋势,似乎不具有平板状俯冲证据。而从侏罗纪到白垩纪,显示明显的向古太平洋板块迁移,揭示了俯冲带后撤。综合来看,在东北亚西北地区即大兴安岭以西地区,晚中生代早期(三叠纪-早中侏罗世)挤压、走滑构造和岩浆作用很可能与蒙古-鄂霍茨克洋的闭合挤压造山有关,而晚侏罗世-早白垩世开展转换为造山后伸展垮塌,到早白垩世及以后,伸展达到高峰。而在大兴安岭及以东,岩浆带总体呈现NE向,特别是白垩纪岩浆向NS迁移,都反映了古太平洋板块俯冲作用。这种俯冲作用导致弧后伸展及白垩纪巨量岩浆,至130Ma左右达到高峰。所以,东北亚蒙古-鄂霍茨克和古太平洋这种两种构造构造体制叠加引发了侏罗纪地壳增厚到白垩纪减薄聚变及岩浆的发育与演变。这两种体制的叠加是东北亚巨量地壳伸展和花岗岩浆面状发育的本质。这是与世界上单一构造体制下(如板块俯冲及后撤)的线状伸展的差异所在。
  • 摘要:高分异花岗岩的特征是高硅(SiO2>74%)富碱,含白云母、铁锂云母、萤石、黄玉、电气石、钛铁矿等,具有低Sr(通常<50ppm)、稀土元素四分组效应和强负Eu异常、高K/Ba和低Zr/Hf等地球化学特征,是贫水、还原、富F的岩浆体系,具有铝质A型花岗岩特征。通过对华南和中亚造山带高分异花岗岩研究表明:(1)由于富F/B等挥发分,该类型花岗质岩浆的固相线温度和粘度大幅下降,导致发生极端分离结晶作用和强烈熔体-围岩/流体相互作用;高分异花岗岩的最终化学成分不仅与分离结晶作用有关,还与熔-流体、熔体-围岩相互作用有关,比如晚期富钙和形成富钙的岩浆萤石和白钨矿、高Li-O同位素比值等;(2)高分异花岗岩特殊的地球化学性质(如稀土四分组效应)主要与分离结晶程度有关,而与熔-流体作用关系不大;(3)高分异花岗岩与铜钼钨锡等稀有稀土多金属矿化密切相关,如西北天山达巴特铜钼矿、祖鲁洪钨铜矿、喀孜别克锡铜矿和内蒙岔路口大型钼矿等,华南的姑婆山锡矿、千里山柿竹园钨锡钼铋多金属矿、西华山钨矿、黄沙坪钨锡矿、赣北大型大湖塘钨铜矿和朱溪钨铜矿等;国外也多有报道,如德国Zinnwald锡矿(高分异黄玉钠长石花岗岩)、埃及Gabal Gattar钨锡钼铋多金属矿、巴西前寒武Madeira黄玉(A型)花岗岩有关的Sn-Nb-REE矿等;(4)与高分异花岗岩有关的成矿流体/金属除了来自岩体本身外,更重要的来源是岩体围岩中高温循环水、同期变质流体(和变质岩),这得到白钨矿的Sr同位素比值远高于花岗岩、黄铜矿的eNd值明显高于共生的白钨矿的支持,该数据也解释了地球化学性质不同的铜和钨锡可共生的现象(铜和钨锡分别来自不同的源区);高分异花岗岩的形成与碰撞后幔源岩浆(富F等挥发分)交代中酸性下地壳并促使后者部分熔融的过程有关。该模式不同于典型斑岩型铜(钼)矿成岩-成矿理论,后者的岩浆是中酸性、高氧逸度、富H2O、S、Cl等,其成因与大洋板片俯冲脱水有关,而成矿物质、成矿流体均被认为来自中酸性岩体本身;典型斑岩铜矿成矿理论认为挥发份Cl在Cu的迁移、富集过程中起着重要作用,但高分异花岗岩的形成演化和成矿过程中F起重要作用。
  • 摘要:The Junggar basin is a large inland basin in western China with an area of 380 000km2,where oil andgas resources were discovered in the early 20th century.In the last 30 years,numerous investigations andstudies have been carried out in this basin.Because of the large area and desert coverage,survey in the field israther difficult.Thus the available data are limited and many issues,such as the basement structure andproperty of the basin,are still contentious.Therefore,a comprehensive geophysical survey has been carried out.Along the profile natural seismic converted wave has been used to determine P and S wave velocities of thecrust and upper-most mantle.A joint inversion of gravitational and magnetic data was also performed toacquire density and magnetic intensity of the crust beneath the eastern Junggar basin.Then,in combinationwith geological data,the basement structure and property of the basin were studied in detail.
  • 摘要:利用蒙古中南部地区流动台站记录的Lg波形研究该地区地壳的Lg Q0值横向变化.Lg波是近震最为突出的高频震相(f>0.2Hz),其群速度大约为3.5km/s.通常在大陆地壳中传播,被认为是大陆地壳内高阶Rayleigh面波的叠加或者是地壳传播的多次反射S导波.Lg波振幅衰减对地壳介质非常敏感.利用SAC在一个群速度为2.9-3.6km/s的时间窗口对地震波形进行人工挑选.同时采用RTS(Reverse Two Station method)法对228个近震的17015个Lg波形对进行频谱振幅计算,得到高精度的二维Lg Q0值成像图.结果显示高Q0值位于北部的肯特山,低Q0值位于中戈壁以及南戈壁地区.高Q0值意味着低衰减,反之亦然.新生代火山地区以及南部盆地地区呈现低Q0值,高衰减.高Q0值分布与中地壳的瑞雷波相速度异常分布基本一致.
  • 摘要:The Junggar Basin is a typical super-composed basin with a rather complicated structure.The presenttectonic pattern of the basin is the product of long-term development and evolution of the basin,and the mainevidences for oil and gas exploration and their prospect evaluation.The research on the tectonic pattern of theJunggar Basin mainly deals with two questions:the basement structure and the basement property.Zhao (1992)thought that the basement is composed of two layers.The upper layer is composed of Paleozoic erathem,and the lower layer is composed of crystalline blocks of Precambrian.Kuang (1993) proposed that the basement of the Junggar Basin is composed of two terrains.
  • 摘要:通过对阿拉善地块东南缘石峡沟古生代地层剖面6个样品的碎屑锆石LA-ICP-MS年龄测定,发现随着地层的变新,碎屑锆石中年轻组分也越来越多.除了石炭系靖远组(NS10)和寒武系香山群(NS02)外,其余所有样品中,不管地层时代变化,都有一个相似的年龄峰值(950Ma左右),说明物源从泥盆纪一直到石炭系中下部一直比较稳定,阿拉善地块为主要物源.除了NS02外,其余所有样品均有一个早古生代的年龄峰值,而且分布范围集中,均在420-450Ma之间,说明北祁连是剖面的重要物源之一.泥盆系早期(石峡沟组)的主要物源位于北祁连早古生代造山带,而晚期(中宁组)的主要物源则为阿拉善地块,而华北板块为次要物源,宁夏中部的中宁组是阿拉善地块东缘晚泥盆世-早石炭世强烈变形的沉积响应,代表着华北板块与阿拉善地块的强烈作用.NS02即没有华北的成分也没有北祁连的成分,其年龄谱与东冈瓦纳大陆新元古代造山带类似.NS10新元古代成分急剧减少,而19.5亿年左右和3.2亿年的锆石则很明显,石炭系中部的主要物源是华北板块,阿拉善地块则变得很不重要,区域地层对比也表明阿拉善地块与华北板块至石炭-二叠纪才均有相同的沉积环境.宁夏中南部泥盆系古水流也显示出主要物源来自北部,而非南部的北祁连造山带;而阿拉善地块东南缘寒武系和泥盆系的变形也显示出在晚泥盆世之前存在一次强烈的近东西向挤压事件.上述不同资料表明华北板块与阿拉善地块最终在晚泥盆世拼合在一起.
  • 摘要:本文采用最新的基于CHAMP与Swarm卫星磁测数据构建的全球岩石圈磁异常场模型,反演中国及邻区大陆岩石圈的视磁化率异常分布,进而分析其与大地构造之间的关系。结果显示存在明显的横向变化以及分块、分带特征,较好地揭示了中国大陆岩石圈由稳定古地块、活化古地块(如华北克拉通以及处四川盆地之外的扬子克拉通)与造山带拼凑而成的大地构造宏观格架特征。
  • 摘要:核幔边界是地球内部一个最重要的分界面之一,其耦合作用对地球动力学演化、地磁场变化及地球自转研究具有重要意义.而核幔边界地形地伏是理解核幔耦合作用的基础信息之一,例如,地球动力学模拟预测核幔边界存在多尺度地形起伏,其中横向几百公里的中等尺度核幔边界地形起伏特征可以为地球动力学LLSVP起源假设提供关键约束.由于短周期地核反射震相(PcP,ScP)的菲涅尔区域与核幔边界中等尺度地形相当,当存在地形起伏时,这些反射震相的波形容易发生改变,因此高频PcP、ScP波对中等尺度地形起伏十分敏感,是研究核幔边界起伏的有效工具.为此,基于表示定理和射线理论发展了一种计算高频PcP合成地震图的方法,同时也将该理论推广到了ScP的正演计算,从而丰富了核幔边界地形起伏研究的可用数据。本研究利用上述算法,进行了一系列的正演测试,发现CMB地形的隆起和凹陷确实能够对PcP(或ScP)产生散焦和聚焦作用;同时,该方法也被应用到了实际观测中,结果表明在阿拉斯加和日本地区存在着横向300km纵向几公里的CMB地形起伏。虽然对部分区域异常振幅进行了研究,提出了单个起伏或者洼陷模型,但是核幔边界存在着空间域和波数域的复杂形态。为此,也开展了台阵的振幅观测空间分布与地形起伏谱关系研究,在假定核幔边界地形起伏为稳态分布情形下,初步推导了将地核反射波振幅空间谱与地形起伏之间联系起来的公式,文中将展示一些初步的数值案例结果。
  • 摘要:中国黄土—红粘土风成沉积序列的主要磁性矿物包括强磁性矿物磁铁矿和磁赤铁矿以及弱磁性矿物赤铁矿和针铁矿.这些磁性矿物记录了黄土高原地区连续的气候和环境演化历史.虽然强磁性矿物粒径和含量变化决定了黄土红粘土磁化率的大小,但是由于强磁性和弱磁性矿物之间可以相互转化可能导致磁化率的环境意义发生改变.因此,判别磁化率反映的气候记录是否正确依赖于对强磁性矿物和弱磁性矿物相对含量变化机制的正确理解.目前第四纪黄土的强磁性矿物和弱磁性矿物相对含量变化已经查清,而对于下伏的红粘土却缺乏相应的研究.本文应用漫反射光谱方法获取了黄土高原中部朝那剖面完整的红粘土序列和早—中更新世黄土的赤铁矿和针铁矿记录,并将这一记录与磁化率数据进行对比,基于此产生了对黄土高原环境演化的一些新认识.通过这些系统的比较得出两个比较确定的结论:第一,老于6Ma的红粘土的磁化率不能记录季风的强度;第二,6Ma以来的红粘土磁化率较为可靠的记录了东亚夏季风的演化。
  • 摘要:地处季风边缘区浑善达克沙地是中国北方生态环境脆弱地带,对气候变化响应十分敏感.目前的古气候研究主要集中在区域内的风成沙-砂质土壤序列,而对区域内广泛发育的湖泊研究则相对缺乏.本次研究选择了浑善达克沙地中部的夏日诺尔湖泊(42°37′N,115°28′E)为研究对象,获得了末次冰消期以来该湖泊连续的沉积记录.在精确的AMS14C测年基础上,试图通过对该湖泊沉积的环境磁学特征和孢粉分析来重建末次冰消期以来浑善达克沙地和内蒙古中东部地区14ka以来的古气候和古环境演化过程.研究认为,浑善达克沙地在全新世早期(11ka–8ka)气候最为温暖湿润,中全新世(8ka–4.2ka)气候略逊于早全新世但依旧处于相对温暖湿润的环境,晚全新世(4.2ka至今)气候逐渐变得寒冷干燥,这一气候变化趋势和我国东亚季风气候的演化特征基本一致,可能反映了这一时期东亚夏季风的前缘可推进到内蒙古中东部的广大地区,而湖泊的发育状况很大程度上仍受控于东亚夏季风降水量的变化。
  • 摘要:地幔和地壳岩石所含微量的水对于地球内部的绝大多数熔融过程都发挥了关键作用.岩浆作用主要发生在板块边界(俯冲带和洋中脊).在大洋俯冲带,俯冲板片释出的水可以诱发上覆地幔楔甚至板片自身发生熔融,有可能形成超临界流体.关于板片表层地壳岩石部分熔融和超临界流体产生的物理化学条件的认识仍存在争议.在洋中脊,水和CO2使上涌地幔发生熔融的起始深度增加,熔融比例增大.地球深部的低程度熔融主要发生在层圈边界,如岩石圈和软流圈边界、上地幔和过渡带边界、过渡带和下地幔边界等,其成因一般认为与边界两侧矿物储水能力的差异有关.水可以促进岩石熔融的根本原因在于水是一种不相容组分,强烈倾向于富集在硅酸盐熔体相(矿物-熔体的水分配系数远小于1),从而令其吉布斯自由能降低.前人对水在橄榄石、辉石和石榴石等地幔矿物与熔体之间的分配行为已经研究得比较充分,但水在长石等地壳矿物与熔体之间的分配系数尚未得到准确测定,水对硅酸盐熔体密度和迁移性质的影响也需要进一步开展高温高压实验和计算制约.
  • 摘要:部分熔融作用作为大陆俯冲碰撞带中重要的地质过程之一,在陆陆碰撞俯冲及折返过程中越来越广泛的得到认识(Groppo et al.,2012).与洋壳俯冲不同的是,陆壳具有较低的低温梯度和较少的含水量,在俯冲过程中不能释放大量的流体而引发岛弧岩浆作用,但是,在一些高温超高压区域,当"干"的超高压岩石在类似变质峰期的高温条件下也可发生部分熔融,并且,在折返期间由于少量含水矿物的降压脱水,以及名义上无水矿物的结构水和分子水的释放,同样可导致大陆碰撞带超高压岩片发生部分熔融.因此,准确限定大陆俯冲碰撞带中部分熔融作用发生的时间,对查明超高压岩片折返机制及P-T轨迹的重建等具有重要意义.位于中国中东部的大别-苏鲁造山带是三叠纪华南陆块向华北陆块俯冲形成的碰撞型造山带,因含柯石英和金刚石超高压变质带出露的规模巨大和岩石类型齐全而闻名于世。为了查明中大别超高压带花岗片麻岩是否发生了部分熔融作用和可能的发生时间,以及确定部分熔融作用与碰撞过程中各个变质阶段的关系,对中大别花岗片麻岩进行了野外调查以及岩相学和锆石年代学等方面的研究。花岗片麻岩和浅色脉体的SHRIMP锆石U-Pb定年结果表明:花岗片麻岩和浅色脉体中锆石具有核-幔-边结构,且核部具有明显的岩浆震荡环带;两个片麻岩中岩浆核锆石给出新元古代年龄,指示其原岩形成时代;菖蒲花岗片麻岩锆石给出多期年龄;花凉亭花岗片麻岩与其共生的浅色脉体锆石具有一致的年龄记录。综上所述,结合已发表资料,笔者认为中大别花岗片麻岩经历了225~235Ma的超高压变质作以及221±2Ma(220~223Ma)的部分熔融作用,证明部分熔融作用发生在角闪岩相退变质阶段之前、超高压变质作用之后。
  • 摘要:帕米尔弧形构造带,即青藏高原西构造结,位于青藏高原西北部,北接南天山,西为塔吉克盆地,东临塔里木盆地.帕米尔弧形构造带是新生代构造变形最强烈的地区之一.帕米尔构造结地质演化的运动学模型经过了几十年的研究(陈汉林等,2014),由最初的走滑模型发展为径向逆冲模型、马蹄形弯曲模型,后又有学者提出走滑与径向的结合模型(Cowgill et al.,2010).因为区域规模广,地质演化复杂,无论哪种模型都不能较好地将此区域的空间演化和时间演化特征统一起来.笔者以古地磁方法为主要手段,选择喀什凹陷南缘构造相对简单的英吉沙背斜上新世沉积地层为研究对象,研究地层时代较晚避免了多期构造的叠加影响。最终获得了英吉沙地区上新世可靠的古地磁结果,为进一步研究帕米尔东北缘运动形式与过程,根据研究区域及邻区晚新生代已有古地磁结果,分析各个剖面结果代表的构造旋转特征。依据英吉沙地区上新世的古地磁数据并结合喀什凹陷北部地区已有数据,得到喀什凹陷在上新世之后整体发生了逆时针旋转运动认识,暗示了塔里木盆地西缘上新世时经历了外围造山带的强烈逆冲,也佐证了北帕米尔在上新世时期受到西南天山更强大的阻力作用,致使帕米尔东北缘东向物质运移的速率增大。结果证实晚新生代以来东北缘存在明显的逆时针旋转,表明帕米尔弧形构造结东北缘发生了构造体制转折。
  • 摘要:自Smith和Chopin在1984年相继在挪威西部片麻岩和西阿尔卑斯典型陆壳岩石中发现柯石英以来,地质学家认识到比重较轻的大陆地壳可以俯冲到80km的地幔深度并发生超高压变质作用.因而,大陆深俯冲过程以及超高压变质岩的形成与折返机制等方面研究成为地质学上新的热点和前沿领域.俯冲地壳岩石/岩片在折返期间往往会受到多期退变质作用和部分熔融的影响与改造,其变质环境及温压条件等信息往往会在锆石中得以保存.通过对锆石所记录的信息进行综合分析和研究,可以对俯冲带的折返过程进行精确而合理的限定.大别造山带位于中央造山带的中部,其东缘被郯庐断裂所剪切,呈东西向位于中国中东部。该造山带是由扬子板块于三叠纪向华北板块之下俯冲所形成的,广泛发育高压-超高压变质岩系。锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明,北大别片麻岩具有多期变质年龄记录。根据不同变质锆石域中矿物包体分析并结合锆石微量元素地球化学特征,确定了多期变质年龄的地质意义。综合研究表明,北大别片麻岩在三叠纪遭受了两期榴辉岩相变质作用,包括227±2Ma(220~230Ma)的超高压榴辉岩相变质事件和216±2Ma(210~220Ma)高压榴辉岩相变质事件(T>900℃);以及206±4Ma(200~210Ma)的麻粒岩相退变质事件(T≈910℃)。在侏罗纪197±4Ma(190~200Ma)与183±2Ma(170~190Ma)经历了两期角闪岩相退变质事件。另外,在白垩纪120~140Ma经历了137±2Ma和124±2Ma构造热事件改造与影响(包括部分熔融和混合岩化作用)。
  • 摘要:作为地磁场起源理论的地磁场发电机的数值模拟,在过去的20年里取得了显著的进步.但是目前所有的数值模型都只能称之为"类似于",而非真正意义上的地磁场发电机.模拟中所使用的地核参数值与人们对其实际估计值之间,存在着巨大的鸿沟.这一鸿沟(超过10个数量级),依靠计算技术的发展短期内仍难以解决.因此,发电机方程中各参数对系统的影响,以及参数变化时所产生的比例关系,是必须关注的问题.发电机数值模型中存在着4个重要的无量纲参数,Rayleigh数(Ra),Ekman数(Ek),Rossby数(Ro),以及Prandtl数(Pr)。综合研究这四个参数对系统的协同影响较为复杂,为此,以其中的一个参数Ek为例,我们在其3个数量级的变化范围内(10-7~10-4),考察了其对地球液核流场、磁场和温度场的影响。发现,在所选参数范围内(Ra=1.2×104,Ro=1.25×10-6,Pr=1),随着Ek的增加,流场幅度出现了显著的增加,流动的典型尺度也有小幅增长,而其对磁场及温度扰动均无明显影响。经过指数拟合,流速(V)随Ek的增加呈现出V∝Ek0.44的比例关系。在所选Ek范围的两端(<1.25×10-6或者>1.25×10-4),磁场都发生了湮灭的现象。由于在影响Ek的因素中,液核粘性不出现在其它3个参数中,因此上述关系可理解为粘性对发电机系统的影响。通常的流体系统中,流速会随着粘性的增加而降低。为解释发电机数值模拟中出现的这一反常现象,对N-S方程中几种不同的作用力进行了分析,发现随着Ek的增加,粘滞力、科氏力和惯性力都出现了显著增加,而电磁力及驱动流体运动的热浮力都基本没有改变。对比几种作用力的变化趋势及量级大小,发现惯性力需要增加来平衡科氏力的影响,或许正是流速随粘性增加的根本原因。为探究这一模拟结果的普适性,也对比了另外两个参数变化时(Ro=1.25×10-5;Ra=3.0×104)的结果,发现了与上述结论类似的特征。磁场基本不随着Ek而改变,这或许给人们以某种启发,即:在模型参数同实际参数相差巨大的情况下,为何模型计算能够得到与实际观测相近的地磁场强度及分布。
  • 摘要:核杂岩、宽裂谷、窄裂谷这3种大陆伸展模式已被人所熟知.而且,前人采用地壳厚度、热流密度和岩石圈伸展速率这3个参数对大陆岩石圈的伸展模式进行了描述和数值模拟.本文通过整理渤海湾盆地区的相关数据,对比其岩石圈晚中生代以来的伸展模式.研究认为,晚中生代,渤海湾盆地区西部和北部岩石圈以变质核杂岩模式伸展,东部以宽裂陷模式伸展;古近纪,渤海湾盆地区岩石圈以宽裂谷模式伸展;新近纪和第四纪,渤海湾盆地区岩石圈以窄裂陷模式伸展,并形成细颈化现象。
  • 摘要:长白山地区受火山活动和西太平洋板块俯冲共同影响,上地幔转换带结构复杂,一直以来都是研究的热点.目前研究认为,在128°E~130°E,42°N~44°N地区660km间断面深度为700km左右.然而,对于该地区410km间断面是否受到岩浆的作用而产生下陷、板块俯冲造成660km间断面下沉的范围以及是否局部穿透660km间断面还没有准确的结论.因此,对长白山地区上地幔间断面进行更加细致、精确的研究具有重要意义.本次研究的区域为122°E~132°E,39°N~46°N,选取震中距30°~90°范围内大于5.5级地震事件,截取P波前10s,P波后90s的数据,利用频率域反褶积算法提取接收函数。研究认为:在长白山地区410km间断面深度偏大,联合已有的衰减层析成像资料,推测该深度上方存在岩浆堆积,在岩浆的腐蚀作用下,原有的410km间断面遭到破坏,造成间断面“下沉”;在130.5°E,42°N地区660km间断面急剧下沉,660km间断面最深处达到711km,地幔转换带厚度为290km,推测在该区域俯冲板块穿透660km间断面后继续向下俯冲;长白山地区东部地幔转换带厚度较大,推测为西太平洋板块俯冲造成间断面下沉。因板块俯冲造成660km间断面下沉的范围分布于板块俯冲600km深度等值线周围,对应的660km间断面深度约为685km;在龙岗火山地区410km间断面明显下沉,最深处达到439km,推测该地区410km间断面结构也被岩浆破坏,并且岩浆侵蚀的深度大于长白山地区。
  • 摘要:利用广西1个台站、云南48个台站和越南24个台站2008年全年的地震波Z分量数据.越南的24个台站主要位于越南北部,与云南交界的地方.这73个台站主要分布在东经98°-108°,北纬18°-29°,台站分布比较均匀,主要沿西北-东南方向分布.首先,所有台站数据两两之间,按天分割做互相关并全年数据叠加得到两个台站间的互相关函数.然后,利用基于图像分析的面波相速度频散曲线提取方法,从得到的垂直向经验格林函数中得到了瑞利面波频散曲线.最后,采用基于射线理论的高斯层析成像法反演路径覆盖区域5-40秒周期范围的相速度变化分布图.研究的区域主要包括了川滇块体、印支块体和华南块体.研究结果支持川滇块体中地壳低速区的存在,而且随深度的增加,逐渐向东南延伸.还发现了越南北部存在异常体.将进一步反演获得研究区域内的三维地壳速度结构,进而更进一步研究该区域地块的构造模型.
  • 摘要:本文研究区域位于华北克拉通地区的东部,研究区西部为北东走向的太行山隆起,北面为近东西走向的燕山-阴山隆起,南部是华北盆地,东部与渤海湾相接,而且还存在邢台断裂带、三河平谷断裂带和唐山断裂带等活动构造带。该地区新构造运动强烈,中生代燕山运动开始活动,东部和北部发生大量岩浆活动并伴随广泛的构造变形,新生代时由于洋壳俯冲使构造格局发生反转,北东向构造由左旋变为右旋,应力状态由挤压变为拉张,挤压后的松弛使许多晚侏罗世形成的高角度逆冲断层转变为张性断裂,产生了大规模的裂陷活动,地壳结构极其复杂。三维S波速度结构显示:S波速度分布特征与地表地质和构造特征表现出较好的相关性,清晰地揭示了地壳内部的横向速度变化,鄂尔多斯东北缘区域在中上地壳的S波速度相对较高,而在下地壳-莫霍面顶部则变为低速异常,分析认为,浅部的高速异常可能与出露的玄武岩有关,而深部的低速异常可能与该区下方的岩浆活动相联系。
  • 摘要:华北克拉通是世界上古老克拉通遭受破坏的最佳例证之一.近年来多学科观测表明,华北克拉通壳幔结构变化复杂,东西差异显著,与其在显生宙复杂的构造演化过程、岩石圈改造和破坏的空间不均匀性相对应.然而,相对于华北克拉通东部,中、西部由于观测资料不足,目前对该区域深部结构的认识尚不完善,对其结构演化还存有争议.处于地球最外层的地壳,压力和温度较低,其横向和垂向结构变化包含了丰富的构造变形信息.华北克拉通的构造演化必然在其内部及邻区地壳中留下构造印迹.因此,深入研究华北克拉通中、西部及其邻区的地壳结构,能为研究华北克拉通的构造演化及其区域差异提供进一步的观测约束.文章利用噪声层析成像研究华北克拉通南段中、西部及其邻区祁连造山带地壳S波速度结构的结果显示,面波的相速度分布与研究区大尺度地质结构特征相符合。在5-15s短周期内,相速度主要和地壳的浅层结构相关,Rayleigh面波和Love面波在克拉通西部的鄂尔多斯盆地都表现出明显的低速结构。
  • 摘要:面波近地表探测技术主要利用了两种特性,一是在层状介质中传播时的频散性质;二是面波传播速度与介质的物理力学性质的密切相关性.主要研究内容包括:1)实际资料频散曲线的提取;2)频散曲线的正演;3)实际频散曲线与理论模型频散曲线正演结果拟合,最终得到反演结果.瑞雷波是沿自由界面传播的面波,瑞雷波频散曲线的正演是频散特性研究以及面波勘探技术中重要的一项,主要内容是根据弹性波动理论建立起关于己知介质模型中瑞雷面波速度与波动频率以及其它弹性参数之间关系的隐式方程,由此了解特定介质模型中的瑞雷波的频散特征。对瑞雷波频散曲线正演方面的研究就体现在瑞雷波在各种不同介质下的特征方程的建立和其特征方程的求解两个方面。计算瑞雷波频散曲线的方法有两种:一种是传统的解析法,一种是数值法。
  • 摘要:通过对瞬变电磁微分成像中视纵向电导二阶导数图像及其误差分析,提出各类型地电断面的深度校正误差函数,使得利用瞬变电磁法进行正演计算得到的深度误差尽可能的小。应用实际资料处理,显示出利用视纵向电导参数进行瞬变电磁测深资料解释在实用上的优越性。为了提高对电性层的分辨能力,在明确电导及其导数曲线物理含义的基础上,引入“以直代曲”的修饰性处理方法,实现电导参数的微分成像。通过对野外实测数据的计算及处理,表明本文提出的深度校正方法和层数校正方法是正确可信的,成像解释结果是可信的,实际例子的成像结果与实际结果吻合,进一步表明在实际中的应用是可行的。
  • 摘要:随着瞬变电磁法的发展,在复杂环境下的应用越来越多,对探测装置的灵活性要求越来越高,对小线圈的需求也越来越迫切,文中通过实验,对瞬变电磁法多匝小回线装置进行研究.本文使用边长1×1m线框,并采用重叠回线和中心回线两种装置形式进行实验,研究发射线圈匝数、接收线圈匝数、发射电流及发射线圈排列方式等因素对感应电动势曲线的影响,以期优化小线圈瞬变电磁探测装置.实验结果验证了关断时间与发射线圈匝数近似成正比的关系;固定发射电流下接收到的感应电动势信号强度主要受发射线圈和接收线圈匝数的影响;发射线圈排列方式对探测结果影响不大;通过对不同装置的探测结果进行分析,中心回线和重叠回线能够达到同样的效果,中心回线具有很好的应用前景.
  • 摘要:本文设计了一套基于Fornan Cuda并行化的加权共轭梯度算法,用于解决大规模重磁三维反演中的矩阵存储与计算问题。该算法包含了CPU-GPU通讯、共享显存使用与分配、数据存储等一系列优化,引入了速度-显存平衡参数,特别针对有图形用户界面的系统进行了循环时间控制,使得代码不仅可以将计算速度提高到原来的几十倍甚至几百倍,并使得同时可以在工作站、甚至在较低配置的个人电脑上使用。
  • 摘要:P-SV转换波勘探是目前寻找裂隙型油气藏最好的地球物理手段之一,而转换点位置的准确性直接关系到P-SV转换波勘探的成果质量.本文在Snell定律的基础上推导了起伏地表条件下的P-SV转换点位置方程,获得并论证了其唯一的解析解,为转换波地震勘探提供相应的理论指导.
  • 摘要:目前矿井瞬变电磁法的理论基础均基于阶跃场源激励下的瞬变响应,但由于发射回线为非纯电阻性负载,激励场的切断需要一定的时间,致使激发源波形在线圈中发生变化,常规关断效应的校正方法会引入误差,使反演结果与实际情况存在较大差异.本文利用Duhamel积分推导出斜阶跃激励下瞬变响应的解析式,无需关断效应的校正,可直接进行视电阻率的计算,并对关断效应所引起响应的畸变程度进行了分析.结果表明:关断效应对瞬变场的影响主要体现在“早期”,引起的畸变会延迟到关断点之后的一定时间,随着观测时间的增加畸变程度逐渐减弱,“晚期”阶段两种响应(阶跃响应与斜阶跃响应)的曲线重合;关断时间越长所引起的畸变延迟的时间越长,畸变程度越大.
  • 摘要:频谱分析在信号处理中的重要分析手段,MATLAB中可以利用函数FFT来计算序列的离散傅里叶变换,便捷完成信号的采集、处理和频谱分析.文中利用Tesseral建模软件正演模拟,对地震信号应用傅里叶分析的方法,求出与信号时域波形相对应的频率函数,利用matlab编程软件对正演结果进行频谱分析、功率谱分析,验证了该方法的有效性.
  • 摘要:本文利用一阶速度一应力交错网格有限差分弹性波方程,对三种震源(压力源、剪切源、集中力源)分别进行了二维和三维数值模拟。根据模拟结果,对比了各震源的多种加载方式,分析了地震波场的物理机理和理论公式,得出正确的力源加载方式。并将各震源加载方式推广到各向异性介质中,探讨了震源与裂缝介质中横波分裂之间的关系。此外,对震源产生球面波的波形进行了详细讨论。
  • 摘要:本文针对偶极子微元理论存在的问题,对由直接偶极子和叠加偶极子近似引起的相对误差进行分析,并探索性提出点电荷载流微元直接时域求解的思路,来提高瞬变电磁场解的精确度。正演模拟计算和野外数据分析均表明上述方法能够在近源区得出更加精确的解,能够有效的用于TEM近源区响应的计算。
  • 摘要:利用地球物理方法,快速实现对于煤层顶板富水性定量评估,一直还是空白。本文将在钻孔抽水试验所得的煤层顶板涌水量与钻孔位置瞬变电磁法测量所得的煤层顶板视电阻率值之间,建立一种涌水量-视电阻率定量化对应关系;根据这一对应关系,根据间接定量化地预测评估出其钻孔外其它位置处的煤层顶板涌水量,从而为煤矿安会生产提供重要的参考依据。
  • 摘要:历史上,煤矿领域未开展系统的矿井定位工作,煤矿地质灾害的时空分布特征一直未被科学揭示.近期,随着中国数字地名库的公布,作者对研究时段内5896起煤矿灾害事故的矿井进行了空间定位,按照时空顺序“回放”后,发现中国煤矿地质灾害并不是随机分布,而是“要么不发生,要么就在邻近地区连续发生”,呈现非常典型的丛集特征,同时,部分伴随周边5级以下地震活动.在目前所认识的各致灾要素中,能够引发各种不同类型的灾害集中连续发生的,只有地应力扰动,大量伴随煤矿灾害的微地震有可能成为煤矿地质灾害前后区域构造应力场发生扰动的地球物理证据.该现象对于地壳应力研究和煤矿应力灾害研究可能具有更多的启发意义.
  • 摘要:煤变质与岩浆作用的关系,主要是从煤变质程度与上覆地层厚度的不对应关系得出来的.人们在利用希尔特规律分析煤的变质程度时发现,在上覆地层厚度较小时,同样能出现区域性的大规模高变质烟煤和无烟煤.这种现象很难用上覆岩层压力和地温梯度来解释.用动力变质作用解释也有困难,因为,动力变质仅具有局部性的作用,不可能导致区域性的大规模高变质烟煤和无烟煤的出现.促使煤变质的主要因素是温度、压力和时间,其中温度具有决定性的作用.
  • 摘要:本文以时间域有限差分法为基础,模拟了覆盖层影响下典型地质体地-井瞬变电磁响应特征,分析了覆盖层影响因素。结果显示,当低阻体在钻孔旁边时,其响应为一个极值点,改点对应低阻体中心;当低阻体在钻孔正下方时,地-井响应曲线表现为“双高一低”的极值特征,高极值点对应低阻体上下边界,低极值点对应低阻体中心。低阻覆盖层存在时,因“趋肤效应”作用使覆盖层的响应强度强于低阻体,当发射场源离钻孔足够远时,覆盖层影响可以忽略,低阻体响应强度更与覆盖层-低阻体电阻率的比值有关。
  • 摘要:本文采用C2,C3相干体属性技术对煤田断层进行解释,取得了较好的效果。相干体技术表征断层的细节特征,和只依据断点和断距的常规煤田构造解释相比,大大提高了解释成果的可靠性。随着相干算法的不断改进,C3相干算法比C2相干算法的分辨率更高,能更清晰地识别断层。相干体这一地震属性技术应用在煤田地震勘探中,提高断层的解释精度对于煤炭开采具有参考价值和借鉴意义。
  • 摘要:激发极化法是以地下目标体在人工电场作用下发生的物理和电化学效应(激发极化效应)差异为基础的一种电法勘探.这种方法是利用在充、放电过程中,由于电化学作用产生随时间变化的附加电场而产生激发极化效应,测量电流变化后的电位差.激发极化法简称激电法又分为直流(时间域)激发极化法和交流(频率域)激发极化法两种,并分别用极化率η和频散率P来表示岩、矿石的激发极化特征.目前,对于隐伏矿尤其是埋深较大的矿体来说,其他电法勘探尤其是感应类电磁法具有较大的勘探深度,对控矿构造的划分也较为明显,然而对于是否存在金属硫化物矿床尤其是浸染状矿体的判断较为困难,因此要应用激发极化法,需要加大勘探深度。而目前采用的激电类方法受仪器性能限制,发射功率小,限制了发射极距的加大,因此采用大功率的激电方法可以有效地提高勘探的深度,这种方法具有发射功率大、供电电流强的特点,可以有效压制干扰信号,提高信噪比,在寻找深部及隐伏硫化物金属矿体时具有良好的找矿效果。
  • 摘要:简要回顾了煤矿地质保障系统的提出背景,重点总结分析了地面物探与矿井物探的技术现状和存在问题,并与国内石油物探、国外物探同行的技术发展进行了对比,预测了“十三.五”期间煤炭物探技术发展的走向.
  • 摘要:本文研究的目的在于将煤田面波信息"变废为宝",通过面波频散曲线的反演可获得近地表的横波速度结构和地质分层.面波频散的反演方法有很多,线性化方法如拟牛顿法、最小二乘法、共轭梯度法,非线性方法目前比较成熟的是遗传算法、模拟退火算法.粒子群算法是一个新的群体智能算法,具有算法简单,收敛速度快等优点,近年来已经得到了广泛的关注和发展.由于瑞雷波基阶模式的能量占主导,本文仅反演了面波基阶频散信息.
  • 摘要:页岩气、煤层气等非常规油气田的加速开发促进了微地震压裂监测技术的快速发展.初至拾取作为压裂监测处理的基础,其准确性及效率在微地震事件处理中具有重要意义.本文提供了一种结合偏振信息的基于互相关约束下的优化长短时窗比值法微地震事件自动拾取技术,以增强某个微地震事件在不同检波器上的响应,从而提高拾取的准确性,实现在信噪比较低的环境下的微地震事件的拾取.
  • 摘要:额济纳旗位于内蒙古自治区西部的银根-额济纳旗盆地,气候炎热、干旱少雨,是典型的荒漠覆盖区之一.由于荒漠覆盖区近地表分布有厚度不等和非常坚硬的特高阻盐碱壳层,而在壳层之下往往形成较低的大地电阻率,这种独特的地电结构使得常规电法的应用效果较差.而音频大地电磁测深法具有信息真实、不受高阻层屏蔽、易于采集、较为经济等特点,是很有前景的荒漠覆盖区的物探方法之一.目标矿区以往进行了多种物探方法,并未取得明显的勘查成果,本文拟通过应用音频大地电磁测深法来寻找与侵入岩及断裂构造有关的多金属矿信息.指出音频大地电磁测深法在荒漠覆盖区应用中具有一定的可行性,在隐伏岩体空间定位、揭示深部控矿构造方面能够发挥相应的作用。
  • 摘要:本文对DLT煤矿实采煤样样品进行了超声波各向异性测试,通过对所得波形数据进行各向异性速度计算、能量衰减各向异性分析,获得了煤样方位各向异性特征,得到了煤样中裂隙发育的主方向.根据矿区地质资料,通过检验表明了采样点附近构造发育情况与煤样实测数据的解释成果相吻合,可为地震解释提供指导.
  • 摘要:本文采用数值模拟和物理模拟实验对矿井全空间瞬变电磁法多分量响应进行了研究,结果发现:X分量反应了沿测线方向的异常信息,其曲线形态为双峰异常,峰值位于异常体边界位置附近,而双峰之间的最小点位于异常体中心位置;Z分量响应曲线为单峰异常,异常位置位于异常体中心.物理实验规律与数值模拟规律基本一致,多方向的响应结果为更好地确定含水构造的发育范围提供了依据.
  • 摘要:本文在矿井直流电法三维正反演研究的基础上,通过对巷道透视、并行电法、钻孔透视以及孔巷联合透视等不同观测方式下的大量三维模型正反演计算结果进行对比分析,提出了用于煤矿工作面水害探测的孔巷联合电透视法。根据防治水和瓦斯治理要求,煤矿井下布有一定数量的探/放水钻孔和瓦斯抽放钻孔,借助这些钻孔开展孔-巷联合探测,可以实现真正意义上的三维电法观测。给出了不同埋深异常体在孔-巷联合探测方式下的反演结果,结果表明孔巷联合探测方式可以准确反映异常体的展布范围、埋深位置和立体形态,可以满足深部煤炭资源开采防治水工作的需求。
  • 摘要:本文利用GRACE卫星RL05月重力场模型数据进行了有益的尝试,并成功提取出了该地震的同震和震后形变.此次地震发生在负值向正值过渡的形变梯度带上,并不在极值区。整个区域同震形变沿板块边界与其垂直方向呈现明显的正负四象限分布,其西北与东南呈负变化,西南与东北呈正变化。震前,震中的东北方向出现大范围的形变正变化,东南方向出现大范围的形变负变化,并且在震中附近出现与板块边界方向基本一致的局部形变正异常区;震后,震中及上述区域均出现了反转变化。震后两年,震中及附近区域形变一直处于负变化,表明震后两年研究区域仍处在震后恢复阶段。
  • 摘要:基于球面小波理论构建了GNSS速度场与应变场的多尺度估计模型,探讨了球面小波位置和尺度的确定、模型正则化因子和参数的求取等问题.利用负位错理论生成了震间闭锁断层模拟数据,估计并分析了闭锁状态的走滑断层区域应变场分布,结果与实际应变分布相吻合.实现了多尺度应变场检测地壳形变异常的模拟试验.结果表明,不同空间影响范围的地壳形变信息会在相应尺度的应变场中得以体现,小尺度应变场具有局部地壳形变异常检测的能力.最后,利用陆态网2009-2011年共1970个GNSS连续站和区域站的观测数据,构建了中国大陆GNSS多尺度应变场的估计模型.由速度梯度和应变张量解算了最大主应变率、最大剪应变率、最大面膨胀和旋转率四个物理量,分析了不同尺度下中国大陆精细的地壳形变特征.
  • 摘要:本文利用ALOS-2和SENTINEL-1A宽幅干涉测量方法获得尼泊尔地震的InSAR同震形变场并确定断层几何特征,并对尼泊尔地震滑动机制进行反演.
  • 摘要:正则化是解决地震滑动分布反演中不适定性问题时通常采用的方法.大多数滑动反演研究中在所有断层子块上施加相同程度的正则化.但是,通过对不同反演参数使用不同正则化参数的非均匀正则化却很少被讨论.在其他学科领域(比如图像恢复领域研究),非均匀正则化被发现比均匀正则化有更好的表现.在本研究中,讨论在非均匀正则化在地震滑动分布反演中的表现.实验结果显示,非均匀正则化的参数如果设置合理,它获得的反演结果比均匀正则化结果有着明显更低的均方误差(MSE).而合理的正则化参数设置与正则化方程的匹配程度有关.基于上述发现,提出一种两步非均匀正则化方法.首先,使用均匀的正则化参数计算初始滑动分布反演结果.然后,根据初始反演结果计算正则化方程的匹配程度,根据匹配度来重新设定正则化参数.最后,根据新设定的正则化参数进行再次反演获得更精化的结果.试验结果表示,两步非均匀正则化方法与均匀正则化方法对比,可以获得更低的均方误差(小10%).使用本研究中提出的方法去研究仲巴地震的滑动分布情况,结果发现该地震为一个正断层性质地震,只有一个滑动集中分布区,断层滑动大多埋在3km-10km范围,最大滑动有1.07m.用两步非均匀正则化方法获取的滑动分布光滑程度比均匀正则化方法获得的结果要低.
  • 摘要:为消除ALOS-2雷达干涉测量数据中存在的轨道误差,同时削弱地形起伏导致的大气湿延迟效应,构建了高程与平面相关误差校正模型,精确获得尼泊尔地震同震地表形变场.此外,为削弱剧烈的地表起伏对反演断层滑动结果的影响,将形变量对应的高程信息加入反演过程,结合断层几何参数构建了考虑地形起伏的形变格林函数,反演获得最优的尼泊尔地震断层滑动模型.计算结果表明,此次地震断层滑动集中于地下6-15km深度范围内,并以走滑和逆冲运动为主,最大滑动量级达6.7m,InSAR反演模型残差为3.4cm,由反演模型计算得到的地震矩为6.56×1020NM,相应的矩震级Mw=7.88.
  • 摘要:本文针对PSInSAR算法中整体基线网络的布设方法及具体信息存储算法进行研究,利用附有距离限制原则的Delaulanay网络布设方法和邻接矩阵模型对基线边信息进行存储.为验证算法可行性,本文利用河南地区PALSAR影像中提取出的PS点及预先安装布设的人工角反射器点开展整体基线网络布设及信息存储试验.
  • 摘要:文中以EnvisatASAR的升、降轨和宽幅数据为数据源,利用基于先验知识的最小二乘迭代逼近法获取大柴旦地震地表三维同震形变.三维形变场解算结果表明,2008年Mw6.3地震垂直向形变主要发生在断层南盘,以隆升形变为主,最大隆升量约10cm,北盘沉降量小于-1cm.东西向形变在南盘呈向东运动的特征,最大运动量约4cm,北盘向西运动,最大运动量约为-2cm.2009年地震垂直向形变显示断层南盘抬升的特征,最大抬升量约27cm,北盘最大沉降量约-3cm.东西向形变表现为南盘向东运动,最大运动量约10cm,北盘向西运动,运动量约为-4cm.以视线向、垂直向、东西向形变结果作为约束条件,利用Okada模型,采用逆冲兼少量左旋走滑的发震断层参数,正演模拟2008年Mw6.3地震的三维形变场.垂直向模拟结果与垂直向观测结果最大残差约为1cm;东西向模拟结果与东西向观测结果残差值在mm级,解算结果跟模拟结果十分吻合,表明解算结果的可靠性.2008年和2009年大柴旦地震震源机制类型均为以逆冲性质为主,兼少量左旋走滑分量,这与印度板块向北俯冲造成青藏高原整体不断隆升,并向北东向侧向挤压的动力学背景较为一致.同时也说明,仅采用单一的视线向同震形变场是很难分离出具有少量走滑分量的发震断层,只有通过三维分解,从不同形变方向进行综合分析,才能得到正确的结果.
  • 摘要:搜集了覆盖小江-则木河-大凉山断裂带区域时跨2003-2010年的Envisat ASAR数据,然后对小空间基线(小于150米)长时间基线的干涉对进行干涉处理,由于该区域植被覆盖严重,相干性偏低,最终只有3幅干涉图保持了好的相干性,由于每一幅覆盖的时间间隔较长,所以所积累的形变量可观,便于形变监测。为了移除干涉图中的大气影响,从ECMWF气象模型数据中提取了大气湿延迟和干延迟,并对这三幅干涉图中的大气误差进行改正。然后对经过大气改正和轨道改正的干涉图进行累积平均,从而获取到该地区视线向的平均形变速率场。结果显示,横跨则木河断裂,北盘远离卫星运动南盘向着卫星运动,呈现出左旋走滑的运动模式,与地质解释结果相同。跨断层的速率场剖面显示,则木河断裂两盘相对运动量在卫星视线向达到了2mm/yr,与GPS观测量在视线向的投影量一致,表明了观测结果的准确性和可靠性。在其他几个断裂上,InSAR形变场上没有明显的反应,这是由于小江断裂近南北走向,起运动以走滑为主,形变方向几乎和卫星视线向垂直,而InSAR对南北向形变极其不敏感;而大凉山断裂的走向比小江断裂稍微偏北西,也不利于InSAR观测,再加上其年活动量较小,可以合理解释其在InSAR形变场上同样没有反应。
  • 摘要:本研究用三维有限元方法模拟了这种非均匀性岩石圈结构下的同震形变场,利用4幅ERS InSAR降轨数据和25个GPS站的同震位移数据,定量分析了岩石圈结构非均匀性对同震形变场和滑动分布反演的影响.
  • 摘要:Fukuda和Johnson(2010)提出了一种线性与非线性相结合的混合反演方法,在一个统一的贝叶斯理论框架下导出了地球物理模型中的参数(包括线性的和非线性的)验后概率密度函数的解析表达式,可以得到待求参数的各种统计特征,在理论上是严密和完美的,但在具体应用上存在反演效率低的问题.本文针对地震震源参数反演,特别是地震同震滑动分布反演问题,提出了一种改进的线性非线性反演算法,即在不同类数据及平滑矩阵的相对权比利用方差分量估计方法来确定的同时进行线性非线性反演断层几何参数和断层滑动量,称其为基于方差分量估计的线性非线性反演算法,通过模拟数据反演验证了方法的有效性.最后,将此方法应用于汶川地震的同震滑动分布参数反演,得到了理想的结果.
  • 摘要:根据喜马拉雅断裂系的构造形态,本文选用了反铲型单一断层结构,利用Alos-2和Sentinel-1数据进行联合反演,获得Gorkha地震及其最大余震Kodari地震的滑动分布模型,并计算了Gorkha地震对Kordari地震发震断层的库伦应力加载。
  • 摘要:随着GPS数据解算策略的不断优化,利用静态GPS观测可以获取越来越精确的三维(北、东、高)地壳形变信息——通过对GPS测站三维坐标时间序列的拟合,可以获取测站的三维速度以及季节性变化信息.研究利用Bernese5.2GPS处理软件,基于大网解算策略(所有RINEX文件进行统一整网解算),处理了1999~2014年中国区域约266个连续观测站以及超过2000个流动观测站的GPS观测数据,并对获取的266个GPS连续站三维坐标时间序列逐个进行长期趋势项、年周期项、半年周期项以及阶跃项(地震或天线变更引起)的拟合,拟合的残差离散度约为水平向1~2mm,垂直向3~5mm,从而获取精确的测站三维速度场以及季节项信息.
  • 摘要:本文提出利用全极化不同通道的数据融合算法来提高偏移量的精度。首先基于单通道配准的理论公式,变化形式后扩充到多通道配准的公式,计算得到的偏移量会产生多余观测值,利用最小二乘拟合去循环剔除粗差值的方法提高偏移量的精度。通过对美国科罗多河地区的Slumgullion landslide研究,用不同极化通道计算偏移量得到的结果进行比较,从结果中可以看出,不同极化通道计算得到的偏移量存在很明显的差异,证明了不同极化方式匹配会导致不同极化方式对同一地物的配准精度不一样。对比单极化得到的本没有形变的地方而出现大的偏移量,经多通道融合配准最小二乘拟合循环剔除粗差后得到了减弱,而且在单通道可能失相关的点,经过本文算法处理后能得到该点的偏移量。
  • 摘要:本文借鉴One-Class分类思想,利用最小超球体单类支持向量机方法从图像中提取倒塌建筑物。该方法的基本思想是在映射特征空间中寻求一个能把训练样本尽可能包围起来的最小超球,而非目标数据尽可能地排除在外,从而划分两个类别。本文所采用的单类支持向量机方法能够综合利用多种特征,而且由于只有一类训练样本,样本的选取和训练方便快捷。速度快是震后提取倒塌建筑物的重要需求,因此利用One-Class分类方法提取倒塌建筑物是有效可行的。
  • 摘要:大气延迟是时序InSAR参数估计中的主要误差源,基于现有的时序InSAR形变估计模型,本文重点讨论了大气延迟对时序InSAR参数估计的影响.现有InSAR时序形变估计理论基本上都是将形变分成两大部分:模型化的形变和非模型化的形变(又称残余形变),首先在时序上建立InSAR的高斯-马尔科夫模型,通过最小二乘理论将模型化的形变和地形残差估计出来,再针对模型残差,通过时空滤波将残余形变从大气延迟、时空失相关噪声、系统热噪声等噪声中分离开来,最后将两部分形变累加即为最终所求形变.基于这种思路,为了定量的评估大气延迟对上述两部分形变估计的影响,本文联合了南加州地区2008年3月到2010年9月的16景时序ASAR数据和同步的16景无云污染的时序MERIS水汽数据,基于传统小基线集算法,分别应用于两种小基线集干涉对:经过大气延迟改正和没经过大气延迟改正的小基线集干涉对.并对两种不同的小基线集干涉对所得的实验结果进行了对比分析,通过与位于SAR影像范围内的42个GPS站所观测到的结果进行对比,定量评估了大气延迟对时序InSAR参数估计的影响.
  • 摘要:合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)其基本原理是利用多个接收天线或单个天线多次观测得到的回波数据进行干涉处理,通过分析两幅雷达影像的相位差,得到地表高程信息或地表形变信息.但由于干涉相位存在相位缠绕的性质,需要对其进行相位解缠,才能得到真实的相位差.在解缠过程中,会存在一些问题,1)由于算法选取的不同,给解缠结果带来了不确定性;2)对于相位梯度过大的区域,干涉条纹过于密集,有可能出现错误的解缠结果.子带干涉法是一种无需或只需进行少量相位解缠,即可获得绝对相位差的方法.
  • 摘要:本文利用GPS和积累的星载SAR数据,利用InSAR技术研究了区内中强地震的变形参数及重要活动断裂的运动特征.对2013,2014年观测得到的两期LGN网络流动GPS观测数据进行了处理,分析了研究区及周边的现今水平运动特征。对于已有的具有较长观测历史的GPS台站,通过最小二乘拟合得到台站的水平线性运动速率、周期性运动特征等参数。
  • 摘要:本文选取汉川震区为研究区,以地表破裂带为界划分上、下盘,分别对GPS插值、对GPS和InSAR融合,再合并上下盘得到整个汉川同震三维形变场。为对比插值、融合方案的有效性,本文设计4种方案,选取20个GPS点参与插值、融合计算,并选取6个不同的GPS点作为检验点,得到东西向、南北向、垂直向的均方根误差。
  • 摘要:本文提出了一种新的方法,基于DISP影像数据进行南极冰盖表面冰流速制图。影像数据覆盖东南极大部分区域,具有较大的立体重叠区域,拍摄时间相隔2个月到1年。在对影像进行冰流特征匹配的基础上,基于视差分解进行冰流速制图。除了冰流图,本方法可以同时获取研究区域的地形模型。最后以东南极Rayner Glacier为例,绘制了20世纪60年代的冰流速图,结果与近期的冰流速进行了分析比较,并介绍了整个DISP冰流速制图项目的进展和结果。
  • 摘要:文章对南极现有遥感产品质量进行全面的了解和评估,包括对这些遥感产品源数据、提取方法等因素不确定性的分析和最终产品的精度评价,并对在南极大陆和区域尺度使用这些遥感数据存在的潜力和限制进行了讨论,给出了使用产品的建议。
  • 摘要:两极质量变化与全球气候变化有着极其重要的关联,尤其是冰盖融化对全球海平面变化有着直接的贡献.本文通过研究分析东南极Lambert冰川-Amery冰架系统(LAS)高程变化,利用ICESat激光高度计和CryoSat-2雷达高度计观测数据分别计算了2004-2008年,2010-2015年间LAS年际高程变化率.ICESat按照每年2-3个任务期的模式重复观测同一区域,因此,对于ICESat观测点,采用二次曲线拟合出卫星飞行轨道,然后沿着拟合轨道设置移动窗口,对每个窗口内观测点采用最小二乘模型求解年际变化率.最终,得到整个LAS区域2004-2008年呈3.14±4.13Gtyr-1的正平衡.
  • 摘要:全球气候变化是当前各国共同面临的重要挑战,对于南极地区冰架和冰川流速的长期连续观测,将为全球气候变化影响的定量估计与准确预测做出重要的贡献.本文主要介绍了通过SAR影像和光学影像对南极冰盖冰架和冰川流速测量的研究结果.SAR遥感影像具有全天候、全天时的对地观测能力,可以连续、动态的获取极地高分辨率的遥感影像数据.
  • 摘要:卫星测高和卫星重力是定量监测冰盖冰雪物质平衡的主要手段。Zwally,Wingham,Davis和Yang等利用卫星测高数据监测了两极冰盖高程变化;鄂栋臣、罗志才、杨元德和Chen等利用卫星重力GRACE数据监测了两极冰盖质量平衡状态。Ewert等和Lee等对两者联合比较分析。本文主要利用相同时间段的卫星测高和GRACE数据,分别获取南极冰盖物质平衡,然后进行相互对比,评估该时段南极冰盖物质平衡状态。
  • 摘要:本文将堆栈法(stacking)、主分量分析法(principal component analysis,简称PCA)和Karhunen-Loeve展开法(KLE)三种空间滤波方法应用于南极半岛区域GPS网络2010-2014年每日坐标时间序列.结果显示,三种方法均能有效提取南极半岛区域共性误差,且提取的一维共性误差结果十分相近,但PCA和KLE方法提取的一维共性误差振幅略微大于stacking方法.
  • 摘要:本研究初步评估了Landsat-7 ETM+SLC-off影像在山地冰川表面冰流提取的可行性和可靠性。本研究发现,采用上述两种条带修复方法修复后的Landsat ETM+SLC-off影像均可用于山地冰川冰流提取,这将为2003年之后冰流信息提供新的遥感数据源,对于长期、连续监测冰川运动具有重要意义。
  • 摘要:利用地基InSAR对该区域其中一条冰川进行了长约5小时的连续监测,初步分析结果表明,在雷达扫描距离、入射角等参数合理设置情况下,即使在积雪覆盖的冰川,也能够获取较强雷达回波信号,这为利用地基InSAR研究冰川活动提供了基础。冰流速结果表明,该冰川消融强烈,最大流速约为3.42mm/h。通过对比冰川上多个点沿雷达视线向的形变时间序列结果,冰川表面流速在观测时间内基本保持稳定,但不同位置的冰流存在较大差异。本研究是国内首次将地基InSAR技术成功的应用于山地冰川流速测量,为开展冰川研究探索了一种新的技术手段。
  • 摘要:本文采用升降轨和多时域InSAR资料对西藏拉萨市当雄地区的冻土形变进行分析。选取时空基线阂值分别为700天和150米,其中升轨生成121个小基线干涉图,降轨生成68个小基线干涉图。采用升轨和降轨资料对冻土水平和垂直形变进行了分析,结果表明冻土形变以垂直变形为主,年周期变形量均介于4-5.5cm之间,最大相对形变量达到了56mm,青藏铁路沿线、青藏公路沿线年周期形变量介于3-4cm。宁中盆地较相邻区域形变幅度较大,整体上表现出因冻融循环过程中冻土的构造变化而引起永久的压缩沉降趋势,同时呈现出和气温变化相一致的趋势,在冷季冻土活动层处于冻结状态,在暖季冻土活动层处于融化状态,地表融化下沉,8-9月份沉降量达到最大。
  • 摘要:在过去的十几年中,GPS积累了大量的观测数据,与此同时,GRACE重力卫星自2002年起也有相当数量的观测成果.考虑水文负荷以及全部负荷(水文、大气、非潮汐海洋)对地表形变的影响,针对欧洲区域的IGS台站过去10多年的GPS高程数据以及GRACE得到的垂向位移数据进行比对分析,发现二者均存在明显的季节性信号.并且,得到的GPS与GRACE符合程度的结果,较之前在同区域的研究成果有了显著提高.绝大多数观测台站的GPS高程时间序列去除GRACE得到的垂向位移时间序列后,加权均方根(WRMS)明显减少.通过进一步研究,认为,所选GPS高程时间序列的季节性信号的振幅和相位在欧洲区域有着较好的空间一致性,即较高质量的GPS数据,是引起二者符合程度提高的主要原因。此外,用尺度因子的方法对GRACE垂直位移的周年项振幅进行了恢复,旨在减弱由于空间滤波引起的信号泄漏,以进一步提高两种观测技术在季节性负荷形变研究上的一致性。尽管这种恢复方法并不完全适用于所有台站,但研究结果仍表明GRACE信号泄漏对于负荷形变的影响不可忽视。
  • 摘要:油田在开采过程中由于采油、抽水、注水使地层内的液压降低,土粒间有效应力增加,地层压密,形成区域性碟形洼地,引起油田开采区及周边区域地面沉降或上升,可导致形变区域内基础设施毁坏,房屋裂缝,地下管道扭曲、断裂等一系列地质灾害.目前常规的油田形变监测主要有精密水准测量,倾斜测量,GPS测量,但这些方法都是基于点观测,根本无法获得整个油田区域的变形数据.小基线集(SmallBaselineSubset,SBAS)技术可以一次性监测整个油田区域毫米级地表形变.本文基于SBAS技术,利用18景RADARSAT/2数据成功监测到了某油田在2010年10月至2015年8月开采过程中的地表形变时间系列变化以及注水后引起的地表反弹现象.研究发现在研究区年平均沉降速率范围在-168mm到168mm之间,存在多处明显的开采沉降漏斗,并且可以明显看出部分区域在采油后经过注入液态二氧化碳后引起的局部区域地表反弹.经过与同期实测的水准数据及注入的液态二氧化碳量换算的液压变化较吻合.因此利用InSAR技术监测采油过程中引起的地面形变具有广阔的应用前景.
  • 摘要:基于动力学原理,结合轨道与星间距离变率观测进行了GRACE时变重力场解算研究.数据处理步骤归结为:1)通过GRACE轨道产品计算动力学轨道;2)使用轨道残差和星间距离变率残差求解无约束重力场解。轨道计算之目的在于通过已有力学模型,调整初始状态参数以及加速计参数来逼近真实轨道,同时调整后的轨道用以计算星间距离观测的参考值。轨道收敛后,进行轨道残差、星间距离变率残差的计算以及相应的粗差探测,同时计算观测值对初始状态参数,加速度计数据偏差以及重力场系数偏微分,然后,联合轨道与星间距离变率的观测方程进行重力场的求解。
  • 摘要:随着高精度重力仪的发展,观测到这些敏感变化已经成为可能,分析研究负荷变化与重力响应之间的特征有助于建立适合当地水文特点的物理模型,为检测三峡库首区及其周边构造活动提供一定的依据,进而探讨区域地质环境的演变.本文首先在Tsoft下对安放在称归GNSS台站的gPhone101重力仪连续两年多(2012年6月一2014年8月)的观测资料进行了预处理,消除仪器掉格、尖峰信号、大地震干扰、突跳信号等影响;然后对预处理之后的数据进行了固体潮、海潮、极移、大气负荷效应各项改正,最后根据不同时期仪器漂移性能特征,采用分段多项式的方法去除仪器漂移,得到的最终残差主要成分即为三峡库区蓄水变化所引起的重力响应信息。经过处理的重力残差结果表明,蓄水变化所引起的重力响应与库区水位变化有较好的对应关系但不是完全的正相关变化,重力响应往往包含更复杂的地质效应。
  • 摘要:卫星遥感用于地震研究的优势在于其资料具有良好的动态连续性且覆盖范围广、信息量大、可比性强.本文选用中国静止气象卫星FY-2E的自旋扫描辐射器VISSR红外4通道(波长3.5-4.0um,为中波红外通道)的数据,采用小波变换和功率谱相对变化法对2013年4月20日的四川芦山地震进行了中波红外相对功率谱分析.结果表明:此地震的中波红外相对功率谱异常出现于4月中旬,呈条带状分布,与鲜水河走向一致,随时间推移震中西部异常消失;梁明剑等认为该次地震位于龙门山断裂带南段,此地震为龙门山断裂带持续向东南逆冲扩展、地壳挤压缩短的产物,而震中东南部出现的大面积显著热异常,可能与龙门山断裂带持续向东南逆冲扩展、挤压地壳导致地热平衡被破坏有关;从其时序曲线可以看出异常峰值出现在4月27日,即震后7天,达近4年数据的最大值,约为平均值的10倍,地震前后功率谱幅值大于2倍的持续时间为63天.
  • 摘要:植被具有改善区域气候、防止水土流失、美化环境等作用.本文以植被识别和变化为出发点和落脚点,以动力三角翼低空遥感系统为平台,整合低空遥感影像的处理手段和图像识别的方法,首先利用动力三角翼低空摄影测量系统获得的高分辨率数字影像在6参数畸变纠正模型下进行畸变纠正和图像增强,并提出了简单的图像分割方法,将完整的低空遥感影像分成若干图像对象,供后续使用.在特征提取时,只是利用颜色和纹理两个权重相等的主要特征进行特征提取,并进行归一化处理.然后基于最小差值法确定植被类型,并将此方法的分类情况与人工解译的情况进行对比,得出其满足分类的要求.然后将不同时间获取的低空影像与其对应时间的卫星影像进行异源配准.在整体上求出影像对应区域的归一化植被指数的情况下,判断植被的生长和覆盖情况,最后将两幅已经配准的不同时相的卫星影像进行叠合,得出区域中植被的变化情况,将其叠合图斑导入到ARCGIS中,求出其单一植被的消长量和消长率,从而揭示植被的变化情况.
  • 摘要:Observations from multiple spacecraft show that spectral energy distribution has a "break" at energy of 1-10MeV in some large CME-driven shocks.However,numerical models can hardly simulate this property due to the difficult for reaching its highest energy "tail".Previous numerical simulations have obtained maximum energy particles up to 1MeV,which were not enough to investigate this "break" property.
  • 摘要:本工作分析了太阳风中的线性磁洞事件,探测到在线性磁洞发生时存在垂直加热.根据WIND卫星在1AU处的探测数据,注意到在太阳风中存在连续的多次磁场下降,磁场强度的下降幅度约为50%,磁场下降的持续时间约为1分钟.通过对磁场矢量的时间序列进行MVA分析,磁场扰动呈现出线偏振特征,同时磁场下降前后磁场矢量的方向近似不变.根据前人的定义,符合这些特征的磁场下降事件被命名为线性磁洞.本工作旨在研究线性磁洞的成因机制,通过引入小波分解方法揭示线性磁洞发生时质子频率附近的波动类型.分析结果显示波动呈左手旋特征,为离子声波.,此外本工作研究的线性磁洞事件具有压力不平衡特征,根据前人理论分析这可能是磁洞的形成初期,由此推测太阳风中的线性磁洞的形成可能与垂直加热有关.
  • 摘要:太阳Ⅱ型射电暴是激波在日地空间传播的示踪器,它的辐射源区在驱动激波面上所处的位置是激波加速电子能力的指示灯.由于缺乏具有同时刻、同视场的光学和射电成像数据的Ⅱ型暴事件,Ⅱ型暴辐射区与激波的相对位置仍具有很大不确定性;这将影响Ⅱ型暴-激波速度的诊断结果,特别是对辐射源区在激波面上发生变化的Ⅱ型暴.本文给出了发生于2014年8月24日的一例Ⅱ型射电暴事件.联合分析AIA和NRH的成像观测数据,发现Ⅱ型暴的辐射区随频率/时间发生转移,由CME-激波的北侧转移至中部(仍落后于激波鼻端).还分析了源区位置转移的原因,讨论了辐射区转移现象对Ⅱ型暴-激波速度诊断的影响.
  • 摘要:众所周知,太阳在持续不断地向地球空间传输能量,这些能量经行星际传播与地球磁层相互作用而引发一系列扰动变化,进而形成灾害性空间天气事件,这些事件将会给社会带来巨大的经济损失以及其它重大危害.因此,空间天气越来越受到人们的重视.背景太阳风是研究行星际扰动传播预测空间天气状况的基础,磁流体(MHD)模拟是背景太阳风研究的重要手段,目前基于MHD方程日冕/行星际天气数值预报的三维数值研究在灾害性空间天气预报研究方面已成为重要研究手段,并在近几年取得了很大的发展.由于所要模拟的区域是从太阳表面一直延伸到行星际空间的某个位置,而在这样的空间环境中,太阳风中的等离子体的物理性质差别却很大,例如,马赫数的变化尺度由近日冕的低马赫数发展到行星际的高马赫数,且在近日冕处的马赫数非常小.因此,在太阳风三维数值模拟的过程中,目标之一就是寻求能够解决处于任意马赫数环境下的磁流体方程的数值算法,而本文所提出的PISO算法就是为了解决此问题.对于磁场散度的处理上,采用的是由Dedner等提出的广义的拉格朗日乘子法(GLM).这些虽然能够求解处于任意马赫数环境下的磁流体方程,但是在计算效率方面还有待提高.
  • 摘要:Measurements with DPS-4 digisonde at Hainan station(19.5oN,109.1oE)covering a solar cycle(2002-2012)during quiet time are analyzed to explore ionospheric temporal variations in low latitude region.Diurnal,seasonal,and solar activity variations of the ionospheric peak parameters(foF2,hmF2,and Chapman scale Height Hm)are studied.The results show that the winter anomaly in the daytime foF2 appears in different phases of solar activity and its duration increases as solar activity increasing.
  • 摘要:通量传输模型能够利用已有的光球层磁场观测数据估计磁场的变化趋势,在缺少观测数据或观测不良的条件下(如太阳背面和两极地区),获得磁场的分布情况。利用通量传输模型产生的面向地球一面的径向磁场分布图,将磁场分为强磁场区与弱磁场区两部分,并对表面面积进行加权,计算出经验公式中预测1,3,5天F10.7的最佳拟合系数。为了提高预测精度,将11年的数据分成三部分。用WH与Y两个版本的通量传输模型的拟合结果预测10.7-cm射电流量,与观测值基本接近,可以用来预报未来几天的F10.7数值。通过对比两个通量传输模型拟合结果的相关系数、平均绝对值误差、均方根误差及频次分布表,发现Y模型的拟合效果比WH的略好一些。
  • 摘要:本文基于张明等发展的SEP在行星际空间传播的模型,尝试将Parker太阳风速度解及WIND飞船观测的磁场实时数据融入模型中,研究不同的太阳风速度以及真实磁场分布对SEP在行星际空间中传播的影响.通过求解聚焦传输方程,模拟结果表明:快太阳风条件下,绝热冷却效应项发挥了更大的作用,使粒子能量衰减的更快,而慢太阳风对粒子的通量变化没有显著影响;加入观测的磁场数据时,粒子的全向通量剖面发生了比较明显的变化,具体表现在:通量峰值推迟到达、出现多峰结构、各向异性也发生一些改变。无论在太阳活动低年还是高年,不同能量的粒子的全向通量剖面和各向异性剖面都伴随着这些改变,模拟结果还发现峰值处的高能粒子的主要来源已经偏离了观测者的磁足点方向。此外,在真实磁场下,模拟分析了粒子源存在经纬度分布的差异时,观测到的粒子全向通量剖面的变化。结果表明真实磁场对粒子在行星际空间中传播有着重要的影响。
  • 摘要:在2.5维笛卡尔坐标系中,为了能够精确、稳定和高效的数值求解磁流体力学(MHD)方程,本文在具有TVD特性的Lax-Friderihcs差分格式基础上,采用GLM法改进磁场散度的计算,并引入耗散修正,从而发展了一种新的数值组合计算方法.在二维Rotor问题算例检验中,改进修正法能够得到稳定可靠的螺旋阿尔芬波结构.将其应用到磁云在背景太阳风运动物理过程中,能够在保证准确性和稳定性基础上,节省一半的计算机时,为向高维数值模拟的应用奠定了基础.
  • 摘要:宇宙线高能粒子最令人感到惊奇的性质莫过于其能谱分布,即单位能量间隔上分布的宇宙线流量.在横跨12个能量量级范围内,宇宙线能谱满足简单的负幂律分布.ACE飞船搭载的CRIS仪器利用其强大的容量,测量了24种银河宇宙线重离子成分从1997年8月至今的通量观测,能量覆盖范围从50MeV/nuc到500MeV/nuc,被认为是迄今为止最为可靠的宇宙线重离子观测数据.利用这些重离子通量的观测数据,揭示了第23和第24太阳活动周内宇宙线重离子的一系列重要规律:a)第24太阳活动峰年的宇宙线通量要比第23太阳活动峰年高出约40%;b)能量在60MeV/nuc-200MeV/nuc内的宇宙线重离子的元素丰度比不随动能变化;c)宇宙线重离子的元素丰度比和太阳黑子数呈明显的正相关关系.通过数据拟合还构建了宇宙线重离子的能谱模型.基于模型参数与太阳黑子数之间的强相关性,该模型还可以重现过去时间里的宇宙线能谱.与CREME96模型和BO模型相比,模型是基于ACE/CRIS的高精度观测数据,没有引入宇宙线在日球层空间中传播和调制的复杂物理背景,模型应用起来比较方便.总之,该模型可以给出近地空间30MeV/nuc-100MeV/nuc能量范围内宇宙线重离子元素较准确的能谱,对于研究近地空间辐射环境具有一定的意义.
  • 摘要:在1998-2014年期间,总共有49个在ICME中传播的激波.利用WIND卫星的观测数据,结合Rankine-Hugoniot关系,计算出了这49个激波的传播方向、速度、与周围磁场方向的夹角、阿尔芬马赫数以及上下游的压缩比.计算得到的激波数据与CFA网站上提供的激波参数进行比照,多数情况下,二者的差异很小.根据所得的激波方向及速度,可以拟合出上下游的磁场和速度场的情况,拟合的结果与直接的观测数据有不错的一致性.
  • 摘要:2013年4月20日,在龙门山南段的芦山县附近发生了一次Mw6.7级地震(陈运泰等,2013).震源机制解揭示芦山地震发震断层走向212°,倾角47°,滑动角93°(曾详方等,2013),属于逆冲型地震.本文综合浅表地质,人工地震反射剖面和余震序列精定位结果,对芦山地震的发震构造模型展开定量研究.研究发现芦山地震发震断层为发育在深度约20km滑脱层之上的逆冲断层,断层倾角在450~480之间,累计滑移量约3km左右。芦山地震活动断层及构造变形,符合简单剪切断层转折褶皱(FBF)模型。

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