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领跑者5000论文

2015-01-30山东半岛高压麻粒岩中锆石的UPb定年及其地质意义

中国学术期刊文摘 2015年3期
关键词:花岗岩

山东半岛高压麻粒岩中锆石的U-Pb定年及其地质意义

刘平华,刘福来,王舫,等

领跑者5000论文

地球科学综合

山东半岛高压麻粒岩中锆石的U-Pb定年及其地质意义

刘平华,刘福来,王舫,等

在山东半岛早前寒武纪变质基底中,高压麻粗岩常常呈透镜体或不规则脉状体广泛分布于TTG片麻岩之中.锆石中矿物包体激光拉曼测试、阴极发光图像分析及原位U-Pb定年结果表明,山东丰岛高压麻粒岩中锆石成因十分复杂,可划分为3种类型:第一类锆石显示明显或弱的岩浆结晶环带,部分锆石保存磷灰石(Ap)等矿物包体,U-Pb定年结果显示岩浆锆石记录了2890~2915 Ma和2510~2763 Ma两组207 Pb/206 Pb年龄,表明研究区变质基底在中太古代末期和新太古代至少存在两期岩浆事件;第二类为变质锆石,保存了典型的高压麻粒岩相包体矿物组合石榴石(Grt)+单斜辉石(Cpx)+斜长石(Pl)+石英(Qtz)+金红石(Rt)+磷灰石(Ap),记录的207Pb/206Pb年龄集中在1850~1900 Ma,应代表高压麻粒岩峰期高压麻粒岩相变质时代;第三类也为变质锆石,保存了峰后中低压麻粒岩相包体矿物组合斜方辉石(Opx)+斜长石(Pl)+石英(Qtz)+磷灰石(Ap)±角闪石(Amp),记录的拼Pb/206Pb年龄集中1820~1840 Ma,应代袁高压麻粒岩峰后中低压麻粒岩相退变质时代.该项成果不仅查明了山东半岛早前寒武纪变质基底麻粒岩中变质锆石普遍保存了高压麻粒岩相包体矿物组合,而且准确限定了麻粒岩的原岩形成时代、峰期高压麻粒岩相变质时代和峰后中低压麻粒岩相退变质时代的年代学格架,对深入探讨华北克拉通东南缘高压麻粒岩的成因机制及其形成的动力学背景具有重要的科学意义.

高压麻粒岩;锆石;U-Pb定年;变质时代;山东半岛

来源出版物:地学前缘, 2011, 18(2): 33-54入选年份:2012

中国东南部中生代基性岩脉时空分布与形成机理

娄峰,马浩明,刘延勇,等

摘要:中国东南部发育的基性岩脉见于中生代各个时期,其年龄从内陆至沿海逐渐变新,与区内花岗岩年龄有相同的变化趋势,但两者活动高峰期不重合.基性岩脉主要发育于花岗岩体内部的拉裂带,鲜见穿过花岗岩上方或周围的沉积变质盖层.中生代各时期的基性岩脉与相应时期的中酸性和基性火山岩浆活动具有清晰的分带现象.进一步研究表明,基性岩脉与同期基性火山岩应是同源不同相的产物,而中酸性喷发的岩浆与基性喷发(侵入)的岩浆,则可能分别来自壳内熔融层和壳下(地幔)熔融层或壳内岩浆层的上部和下部.中酸性与基性岩浆活动的“错峰”现象和基性岩脉带的“迁移”现象,均与本区中生代陆壳系统的内能变化有关.

关键词:基性岩脉;花岗岩;壳内熔融层;岩浆喷发带

来源出版物:地学前缘, 2011, 18(1): 15-23入选年份:2012

亚洲大地构造基本特征和演化规律

杨巍然,王杰,梁晓

摘要:根据中国学者的开合构造观点,分析了亚洲大地构造基本特征和演化规律,提出构造集群、构造运动程式等一些新的认识.(1)亚洲划分为11个大地构造旋回并归纳为大陆基底形成、泛大陆和超大陆形成与发展以及现代板块构造与陆内演化三大阶段.(2)以23条俯冲带或碰撞带为骨干,划分了以西伯利亚陆块、古中华陆块、印度陆块和太平洋板块为核心的北亚、中亚、南亚和东亚4个构造集群,以及11个二级和86个三级构造单元.构造集群系指具有成生联系的陆块、大小不同的地块和各个时期造山带的聚合体;两个构造集群间存在一个构造结合区.(3)亚洲构造变形特点为:中亚构造集群基本呈东西向展布,分别受围绕西伯利亚陆块分布的向南突出的弧形构造和围绕印度陆块分布的主体向北北东突出的弧形构造(仅内弧出现了向南突出的喜马拉雅弧)的挤压,它们同时又被北北东向展布的东亚构造集群强烈改造,从而形成了复杂的构造格局,表明古中华陆块在亚洲大地构造演化中起着中流砥柱的重要作用.(4)亚洲大地构造时空演化与全球同步经历了哥伦比亚古陆、罗迪尼亚古陆和潘基亚古陆形成的 3次重要造陆事件.在此过程中,中亚构造集群独具特色:哥伦比亚古陆1850 Ma形成,稍早于南亚构造集群(1800 Ma)和北亚构造集群(1800~1600 Ma);罗迪尼亚古陆830 Ma形成,晚于南北两侧的900~1000 Ma;潘基亚古陆210 Ma形成,也比全球普遍于250 Ma形成的时间晚.印支运动的广泛发育和强烈影响是中亚构造集群乃至亚洲最显著的特征.(5)总结出背向俯冲对接式、单向运移拼贴式和原地开合手风琴式 3种构造运动程式.背向俯冲对接式的动因是地幔对流(软流圈对流或地幔柱对流);单向运移拼贴式可能与地幔上升产生的地幔层流有关;原地开合手风琴式推测是深部地幔“热点”周期活动所致.

关键词:亚洲;开合构造;构造旋回;构造集群;构造结合区;构造格局;构造运动程式

来源出版物:地学前缘, 2012, 19(5): 1-17入选年份:2012

页岩气资源评价方法与技术:概率体积法

张金川

摘要:目的:页岩气资源是泥、页岩层系中赋存的天然气总量,是我国最具发展潜力的非常规油气类型之一.页岩气资源评价是我国当前大力推进的工作重点,但由于其特殊的聚集机理,传统的资源评价方法无法直接应用.研究我国页岩气资源评价和参数厘定方法、建立有利区优选标准,是目前我国页岩气发展亟待解决的关键问题和难点问题,对我国页岩气理论研究和勘探开发实践具有重要意义.

方法:论文以国内外页岩气资源评价特点对比为基础,对国内外大量泥页岩和页岩气参数进行了统计分析,结合我国页岩气聚集地质条件和勘探开发现状,确定了我国页岩气资源评价起算条件.重点针对页岩气聚集没有唯一确定的物理边界、我国页岩气地质类型复杂、认识程度低、关键参数难以准确把握等特殊性,基于资源量计算体积法原理,采用概率法思路,将计算过程中的所有参数表示为不同概率条件下地质过程及计算参数发生的概率可能性.结合离散型和连续型参数分布特点,依据各参数概率分布规律和取值原则,研究了页岩气资源评价关键参数的获取和概率赋值方法.采用统计分析、图件分析等方法对计算参数进行概率分布特征研究和条件赋值,主体采用正态或正态化分布函数对所获得的参数样本进行数学统计,分析确定五特征值或三特征值等不同概率条件下的参数值.对于所确定的各种参数,按照体积法基本原理进行概率计算,得到不同概率条件下的资源量计算结果,从而建立了页岩气资源量计算方法和资源评价工作流程,并进一步形成了页岩气选区技术.建立了页岩气远景区、有利区和目标区优选参数体系,提出了我国海相、海陆过渡相及陆相页岩气的选区标准.选区时应在侧重于含气量预测及开发条件分析的原则下,对地质和地表工程等要素进行综合分析、依据各类信息的权重进行定性-定量叠合确定有利区.

结果:这些创新性研究成果为我国系统地页岩气资源评价提供了基础和依据,被国土资源部选定、采纳并推广为全国首次页岩气资源潜力调查评价及有利区优选方法.应用该方法,评价获得我国页岩气地质资源量为134.42×1012m3(不含青藏区)、可采资源量为25.08×1012m3,优选有利区180个,评价结果已由国土资源部向社会发布,并用于国家页岩气发展战略规划制定,为我国的页岩气工业发展奠定了良好基础.

结论:我国页岩气地质条件复杂,理论研究和勘探开发实践尚处于探索阶段.结合应用分析,认为概率体积法是适合于我国现阶段页岩气资源评价的一种有效方法,可适用于不同勘探程度、盆地条件及沉积类型的评价单元,也可推广作为海内外页岩油气资源评价的主要方法.

关键词:页岩气;资源评价方法;概率体积法;资源量;有利区

来源出版物:地学前缘, 2012, 19(2): 184-191入选年份:2012

深入探索全球变化机制—国家自然科学基金委重大研究计划的战略研究

《全球变化及其区域响应》科学指导与评估专家组,汪品先

摘要:全球变化作为历史上第一个由科学界提出的全球性政治问题,强有力地推动着学科发展.同时,国际主流意识在全球变暖问题上几十年来的巨大变化和当前面对的剧烈争论,反映出全球变化理论认识上的不成熟性.当前,我国全球变化研究已获得国家重大科学研究计划的支持,国家自然科学基金委可以集中力量支持变化机制基础理论的深入探索,从地球系统科学的高度、在更大的时空范围内研究变化机理,力争在基础理论上有所突破.全球变化的机制,主要涉及温室气体的气候效应、CO2与生源要素循环和气候系统中的水循环三大基础科学问题.建议我国针对基础问题,结合本身特色,聚集力量采取以下举措:(1)开展长期观测-科学和技术的结合;(2)穿越时空尺度-不同过程的辨识;(3)促进学科交叉-发展比较行星学等学科;(4)设置大型计划-发挥我国自然条件的优势.藉以揭示地球系统的运行机制,促使我国的相应学科尽早实现从跟踪到创新、从“原料输出型”到“深加工型”的转变.

关键词:全球变化;温室效应;碳循环;水循环;地球系统

来源出版物:中国科学(地球科学), 2012, 42(6): 795-804入选年份:2012

华北克拉通破坏

朱日祥,徐义刚,朱光,等

摘要:《华北克拉通破坏》重大研究计划,围绕克拉通破坏的时空范围、克拉通破坏的浅部效应和深部结构响应、克拉通破坏的动力学机制等核心科学问题,开展了系统与深入的探测、测试与研究.计划执行四年来的重要研究进展包括:(1)发现华北克拉通岩石圈厚度以及地壳-上地幔结构存在显著的空间差异,确定了华北克拉通破坏的时空范围;(2)厘定了华北克拉通古生代、中生代、新生代岩石圈的属性,发现了晚中生代华北克拉通岩石圈地幔富水而新生代岩石圈地幔贫水的特征;(3)根据岩浆作用和浅部地质响应的相关性,证实了地表地质构造受控于克拉通破坏的深部过程;(4)发现太平洋板块俯冲是华北克拉通破坏的主要动力因素的证据,揭示了华北克拉通破坏在板块构造体系中的科学意义.

关键词:重大研究计划;研究进展;克拉通破坏;华北

来源出版物:中国科学(地球科学), 2012, 42(8): 1135-1159入选年份:2012

生态系统响应全球变化的陆地样带研究

周广胜,何奇瑾

摘要:为从机理上理解、评估和预测陆地生态系统对全球变化的响应,国际地圈生物圈计划在全球共启动了15条全球变化陆地样带,其中2条在中国,即中国东北样带和中国东部南北样带.从植物碳氮代谢、生物多样性、生态系统功能与碳收支及样带生态系统的变化趋势等方面较系统地总结了围绕中国这2条全球变化陆地样带的最新研究进展,加深了全球变化与陆地生态系统相互作用过程与机制的理解,提出未来中国全球变化陆地样带研究应充分利用我国特殊的生态与环境及区域特色,重点针对陆地生态系统对全球变化的适应性、地球系统相互作用的生物-物理-化学-社会过程与管理、土地利用变化的动力学过程与机制、灾害性天气气候的生态效应及其调控机制和全球变化模拟预警系统开展研究,做出一些在国际上既有显示度又服务于我国社会经济可持续发展的研究成果.

关键词:陆地样带;全球变化;中国东北样带;中国东部南北样带

来源出版物:地球科学进展, 2012, 27(5): 563-572入选年份:2012

气候变化影响下水资源脆弱性评估方法及其应用

夏军,邱冰,潘兴瑶,等

摘要:气候变化和人类活动影响下的水资源脆弱性评价,是将气候变化影响纳入水资源规划管理、提出缓解气候变化不利影响的适应性对策的重要科学依据.针对与气候变化影响的水资源系统的敏感性和抗压性相联系的脆弱性与适应性问题,提出变化环境下水资源脆弱性评估理论体系和一般性公式.进一步,以水资源供需安全为出发点,采用温度、降雨双参数弹性系数和有水资源基础,直观、简单的水资源关键性指标体系方法,提出气候变化和人类活动背景下水资源脆弱性评估模型.将模型应用于缺水最严重的海河流域,评价了现状和未来情境下流域水资源的脆弱性情况.结果表明:整体上海河流域水资源脆弱性偏高,且平原区较山区更脆弱;气候因素对流域水资源的脆弱性影响明显,未来如不采取措施,海河流域的水资源脆弱性将进一步加重.

关键词:气候变化;水资源脆弱性;评估模型;海河流域

来源出版物:地球科学进展, 2012, 27(4): 443-451入选年份:2012

覆盖区矿产综合预测思路与方法

成秋明

摘要:目的:覆盖层对矿产预测的影响可以归为两个方面:一方面如果覆盖层厚度和范围都较大,它的存在必然会影响覆盖区的基础地质填图质量和地质认识水平,这样最终必然会影响矿产预测和找矿效果;另一方面尽管覆盖层的厚度和范围都不是很大,对较小比例尺的地质填图工作和基础地质认识影响不大,但对找矿信息如地球化学异常信息的获取仍然有较大的影响.由于覆盖层的影响,在具有深度风化或异地运移的覆盖层地区开展矿产勘查与评价会遇到诸多困难:(1)缓弱信息获取困难:由于覆盖层的作用,使得勘查地球物理尤其是勘查地球化学技术所能提供的直接或者间接找矿信息往往为缓弱信息,识别这些信息对于研究地质过程和预测隐伏地质体,包括矿体均有重要意义;(2)复合叠加信息的分解和识别困难:在地球表面测量或者通过航空和卫星遥感技术获得的地球物理和地球化学信息往往是混合、复合、叠加的信息,造成信息叠加的原因不仅有多重地质过程(包括成矿地质过程)的叠加作用,同时还与覆盖层的叠加作用有关,分解复合和叠加信息是去粗取精、去伪存真的过程,对覆盖区矿产预测格外重要;(3)找矿信息的缺失和不完整的困难:由于覆盖层的影响带来地质观察的不便,往往会造成覆盖区所能获得的地学信息的缺失和不完整,这样最终必然给综合研究以及矿产勘查带来很大困难.如何克服以上三方面的困难是开展覆盖区矿产预测的核心问题,业已成为国际性难题.

方法:面对上述问题,提出了覆盖区矿产综合预测基本思路和关键技术,讨论了非线性矿产预测理论和方法如何在覆盖区矿产综合预测中发挥作用,重点论述了(1)覆盖层中地球化学元素迁移机理与覆盖层对地表地球化学异常的屏蔽和衰减作用;(2)如何识别由于覆盖层影响而造成的“弱”且“复杂”的地球化学异常;(3)如何综合具有缺失或不完整的多元勘查信息达到提高覆盖区矿产综合预测精度、降低预测不确定性的目的.

结果:运用上述方法以东天山戈壁沙漠覆盖区海相火山岩型铁矿、大兴安岭南部草原覆盖区铁多金属矿、武夷山层控矽卡岩型铁矿等矿床预测为例,建立了推断包括铁镁质火山岩、中酸性侵入岩、矽卡岩和热液蚀变等成矿或控矿地质要素的综合信息模型,以及基于综合预测要素建立的覆盖区矿产预测后验概率证据权模型和模糊逻辑模型,开展了3个不同覆盖类型的矿产综合预测与评价.

结论:奇异性理论和分析方法可以有效地提取水系沉积物地球化学和地球物理(重、磁)弱异常,合理分解复合叠加异常,不仅可以在出露区圈定成矿远景区,而且在戈壁沙漠覆盖区、第三系、第四系覆盖区等均可圈出具有重要资源潜力的远景区,这些远景区往往会被传统的预测方法所忽视.

来源出版物:地球科学—中国地质大学学报, 2012, 37(6): 1109-1125入选年份:2012

大别-苏鲁区超高压(UHP)变质岩的多阶段构造折返过程

索书田,钟增球,周汉文,等

摘要:追溯和重塑超高压变质岩由100多千米地幔深度折返至上地壳及地表的过程,对理解会聚板块边缘及大陆碰撞带的运动学和动力学是极为重要的.主要依据构造学、岩石学、地球化学和可利用的地质年代学资料,结合区域多期变形分析,大别-苏鲁区超高压变质岩的折返过程至少可分解出 4个大的阶段.块状榴辉岩记录了三叠纪(约 250~230 Ma)大陆壳岩石的深俯冲/碰撞作用.超高压变质岩早期迅速折返发生于超高压峰期变质作用(P>3.1~4.0 GPa,T≈800±50℃)之后,处于地幔深度和柯石英稳定域,相当于区域D2变形期阶段.分别与区域变形期D3、D4和D5对应的折返过程,以及后成合晶、冠状体等卸载不平衡结构发育和减压部分熔融作用2个中间性构造热事件,均发生在地壳层次.网络状剪切带在折返过程的不同阶段和不同层次均有发育,标志着在超高压变质带内的变质和变形分解作用曾重复进行.着重指出,超高压变质岩的折返,主要是由大陆壳的深俯冲/碰撞和伸展作用控制的构造过程,且受到俯冲带内、带外诸多因素的约束,其中水流体就起关键作用.

关键词:大别-苏鲁区;超高压(UHP)变质岩;折返过程;楔状挤出;伸展薄化;变形和变质分解作用;构造学;水流体

来源出版物:地球科学—中国地质大学学报, 2012, 37(1): 1-17入选年份:2012

四川盆地西部栖霞组热液白云岩中的自生非碳酸盐矿物

黄思静,李小宁,黄可可,等

摘要:热液环境是碳酸盐重要的成岩环境之一,MVT铅锌矿床和某些白云岩储层都与之有关.通过薄片观察、扫描电镜和能谱分析,在四川盆地西部中二叠统栖霞组白云岩地层中发现了一些自生非碳酸盐矿物和焦沥青,包括伊利石、萤石、氟磷灰石、石英、重晶石和黄铁矿等,它们赋存于具不同结构的白云石的晶间/晶内孔隙和溶解孔隙中,尤其是非平直晶面鞍形白云石的溶解孔隙中.赋存自生矿物的白云石主晶的包裹体均一化温度主要分布在80~180℃之间,最高可达240℃以上.白云石溶解空间中萤石、氟磷灰石(也包括方解石)等以Ca作为阳离子自生矿物的存在,反映热液白云石沉淀后温度降低造成的流体性质的改变和白云石的溶解,热液蚀变作用还造成了伊利石的形成和黏土矿物的强迫热演化,白云石晶间焦沥青的存在则代表了有机质因热蚀变而发生的强迫成熟和过成熟.川西栖霞组碳酸盐岩的热液蚀变作用发生在距今259 Ma左右(中二叠世末)的东吴运动期间,与峨眉山玄武岩有关的热事件伴生.该期间古热流达60~80 mW/m2,甚至更高,持续时间约6 Ma,此时栖霞组白云岩地层的埋藏深度<500 m,因而热液蚀变过程与地热增温无关.白云岩地层中各种自生矿物和非正常有机质热演化形成的焦沥青的存在为川西栖霞组碳酸盐岩所经历的热液环境成岩作用提供了依据.

关键词:四川盆地西部;栖霞组;热液蚀变;萤石;氟磷灰石;重晶石;有机质强迫成熟;黏土矿物的强迫热演化

来源出版物:成都理工大学学报(自然科学版), 2012, 39(4): 343-352入选年份:2012

未来不同气候变化情景下我国玉米产量的初步预测

熊伟,杨婕,林而达,等

摘要:玉米是我国重要的粮食和饲料作物,研究气候变化对我国玉米产量的影响有重要意义.采用区域气候模式与CERES-MAIZE模型相结合的方法,模拟了基准气候(BS,1961—1990年)和A2、B2两种温室气体排放方案下2011—2100年我国雨养和灌溉玉米产量,初步预测了未来不同气候情景下玉米产量的变化状况.结果表明,如果保持现有的玉米生产状况,气候变化将导致我国玉米主产区的玉米单产普遍降低,总产下降,给玉米生产带来一定经济损失.A2气候变化情景对我国玉米产量的负面影响要大于B2情景.CO2肥效作用可以在一定程度上缓解这种负面影响,其缓解作用对雨养玉米更明显.未来全国玉米主产区的雨养和灌溉玉米的稳产风险及低产出现的概率将会增大,总产的年际波动更剧烈.由于目前研究结果是未考虑农业生产的适应措施而得出的,可能会高估气候变化的负面影响.

关键词:气候变化情景;玉米产量;CERES-MAIZE模型;A2、B2情景

来源出版物:地球科学进展, 2008, 23(10): 1092-1101入选年份:2013

基于时序MODIS NDVI的黑河流域土地覆盖分类研究

顾娟,李新,黄春林

摘要:归一化植被指数(NDVI)是植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子,其时序数据也已成为基于生物气候特征开展大区域植被和土地覆盖分类的基本手段.基于时序NDVI数据的土地覆盖分类,即通过提取NDVI时间信号所包含的植被生物学参数,构建起一个包含植被生物学信息的分类特征空间.利用2006年重建得到的MODIS NDVI 16天合成时间序列数据,并结合1 km分辨率的DEM数据、野外实地调查资料等辅助数据,综合分析了不同土地覆盖类型对应的时序NDVI谱线及其第一、二谐波的特征阈值,建立决策树对黑河流域的土地覆盖开展分类研究.结果表明,基于时序MODIS NDVI谱线特征的决策树分类精度为78%,KAPPA系数为0.74.利用1 KM时序MODIS NDVI时间序列获得较为准确的黑河流域土地覆盖类型是可行的.

关键词:MODISNDVI;时间序列;土地覆盖;分类;黑河流域

来源出版物:地球科学进展, 2010, 25(3): 317-326入选年份:2013

页岩气的赋存形式研究及其石油地质意义

张雪芬,陆现彩,张林晔,等

摘要:页岩气是以游离、吸附和溶解状态赋存于暗色泥页岩中的天然气,其赋存形式具有多样性,但以游离态和吸附态为主,溶解态仅少量存在.综述了页岩气的赋存形式及其影响因素,包括页岩气成因、页岩的物质组成(有机碳含量、矿物成分、岩石含水量)、岩石结构(孔隙度、渗透率)和温度、压力等.认识影响不同形式页岩气赋存量的地质因素,有助于利用容积法评估页岩气地质储量的水平,因为游离态页岩气的含量取决于页岩的有效孔隙度和含气饱和度,而吸附态页岩气的含量则受页岩的气体吸附能力影响.认为发展页岩孔隙结构表征技术,研究页岩气在粘土矿物表面和纳米孔隙中的吸附行为,可以进一步了解不同地质条件下页岩气的赋存形式,并为页岩气的资源评价提供更为准确的参数,因此它们将是页岩气下一步研究的重点之一.

关键词:页岩气;赋存形式;地质储量;粘土矿物;纳米孔隙

来源出版物:地球科学进展, 2010, 25(6): 597-604入选年份:2013

砂质碎屑流概念及其在鄂尔多斯盆地延长组深水沉积研究中的应用

李相博,付金华,陈启林,等

摘要:砂质碎屑流是近年来日益受到重视的一种新的砂体成因类型,其相关理论是对“鲍玛序列”和“浊积扇”等深水沉积理论的部分否定和完善.阐述了砂质碎屑流概念精华与存在问题,指出只有进一步结合我国陆相盆地沉积不断完善该理论,才能提高勘探成功率,从而促进我国石油工业的发展.同时运用砂质碎屑概念,将鄂尔多斯盆地湖盆中心深水区延长组长6段沉积划分为砂质碎屑流、经典浊积岩和滑塌岩3种沉积物重力流及牵引底流等.研究认为砂质碎屑流在该地区最为发育,其空间分布主要受深水坡折带控制,且陡坡与缓坡分布模式明显不同,前者大致平行于坡折带分布,后者垂直于坡折带分布.最后指出,由于砂质碎屑流分布面积广,厚度大,成藏条件优越,是鄂尔多斯盆地今后最为有利的勘探新领城之一.

关键词:砂质碎屑流;理论精华;问题缺陷;深水沉积;延长组;鄂尔多斯盆地

来源出版物:地球科学进展, 2011, 26(3): 286-294入选年份:2013

黑河流域生态-水文过程综合遥感观测联合试验总体设计

李新,刘绍民,马明国,等

摘要:介绍了黑河流域生态-水文过程综合遥感观测联合试验的背景、科学目标、试验组成和试验方案.试验的总体目标是显著提升对流域生态和水文过程的观测能力,建立国际领先的流域观测系统,提高遥感在流域生态-水文集成研究和水资源管理中的应用能力.由基础试验、专题试验、应用试验、产品与方法研究和信息系统组成.其中,①基础试验:搭载微波辐射计、成像光谱仪、热像仪、激光雷达等航空遥感设备,开展一系列关键生态和水文参量的观测;发展遥感正向模型及反演和估算方法.形成覆盖全流域的水文气象综合观测网,为流域生态-水文模型研究提供更有代表性的模型参数、驱动数据及更高精度的验证数据.构建无线传感器网络,度量生态水文模型所需的若干关键的驱动、参数和模型状态的空间异质性.开展航空遥感定标和地基遥感试验.依托传感器网络,并辅之以地面同步和加密观测,开展遥感产品真实性检验.②专题试验:开展非均匀下垫面多尺度地表蒸散发观测试验,采用密集的涡动相关仪、大孔径闪烁仪与自动气象站的观测矩阵,为揭示地表蒸散发的空间异质性,实现非均匀下垫面地表蒸散发的尺度扩展,发展和验证蒸散发模型提供基础数据.③应用试验:在流域上、中、下游分别开展针对积雪和冻土水文、灌溉水平衡和作物生长、生态耗水的综合观测试验,将观测数据和遥感产品用于上游分布式水文模型、中游地表水-地下水-农作物生长耦合模型、下游生态耗水模型,通过实证研究提升遥感在流域生态-水文集成研究和水资源管理中的应用能力.加强试验将在2012年5月起按中游、上游、下游的顺序展开,全流域持续观测期为2013—2015年.在各类试验的支持下,开展全流域生态-水文关键参量遥感产品生产,发展尺度转换方法,建立多源遥感数据同化系统.

关键词:生态水文;遥感试验;流域观测系统;黑河流域;航空遥感;水文气象;无线传感器网络;真实性检验

来源出版物:地球科学进展, 2012, 27(5): 481-498入选年份:2013

全球气候增暖对甘肃农作物生长影响的研究进展

邓振镛,张强,徐金芳,等

摘要:系统总结了甘肃省科技攻关重大项目“甘肃干旱生态环境对全球气候变暖的响应研究”等 3个课题的主要成果和研究进展.在揭示甘肃省现代气候变化基本特征是冬暖夏干的基础上,比较系统地综述了越冬作物(冬小麦、冬油菜)、喜凉作物(春小麦、马铃薯、胡麻)和喜温作物(玉米、棉花、酿酒葡萄)等8种主要农作物的生长发育、适生种植区高度和种植面积、产量和品质等对现代气候变化的响应特征.现代气候变化对甘肃农作物生长的影响非常突出,已对农作物安全生产与农业可持续发展构成了严重威胁.其研究结果为建立现代农业发展模式,旱作农业生产机制,农作物安全生产提供科学的指导意见.

关键词:甘肃省;农作物;气候变化;响应

来源出版物:地球科学进展, 2008, 23(10): 1070-1078入选年份:2013

黑河流域遥感—地面观测同步试验:科学目标与试验方案

李新,马明国,王建,等

摘要:介绍了黑河流域遥感-地面观测同步试验的科学背景、科学问题、研究目标以及观测试验方案和观测系统布置.总体目标是,开展航空-卫星遥感与地面观测同步试验,为发展流域科学积累基础数据;发展能够融合多源遥感观测的流域尺度陆面数据同化系统,为实现卫星遥感对流域的动态监测提供方法和范例.以具备鲜明的高寒与干旱区伴生为主要特征的黑河流域为试验区,以水循环为主要研究对象,利用航空遥感、卫星遥感、地面雷达、水文气象观测、通量观测、生态监测等相关设备,开展航空、卫星和地面配合的大型观测试验,精细观测干旱区内陆河流域高山冰雪和冻土带、山区水源涵养林带、中游人工绿洲及天然荒漠绿洲带的水循环和生态过程的各个分量;并且以航空遥感为桥梁,通过高精度的真实性验证,发展尺度转换方法,改善从卫星遥感资料反演和间接估计水循环各分量及与之密切联系的生态和其他地表过程分量的模型和算法.由寒区水文试验、森林水文试验和干旱区水文试验,以及一个集成研究-模拟平台和数据平台建设组成.拟观测的变量划分为5大类,分别是水文与生态变量、驱动数据、植被参数、土壤参数和空气动力参数.同步试验在流域尺度、重点试验区、加密观测区和观测小区4个尺度上展开.布置了加密的地面同步观测、通量和气象水文观测、降雨、径流及其他水文要素观测网络;使用了5类机载遥感传感器,分别是微波辐射计、激光雷达、高光谱成像仪、热红外成像仪和多光谱CCD相机;获取了丰富的可见光/近红外、热红外、主被动微波、激光雷达等卫星数据.

关键词:遥感试验;寒区水文;干旱区水文;森林水文;黑河流域

来源出版物:地球科学进展, 2008, 23(9): 897-914入选年份:2013

青藏高原东缘川西地区的现今构造变形、应变分配与深部动力过程

张培震

摘要:青藏高原东缘的川西地区是中国大陆南北地震带的中段,构造变形复杂,断裂活动强烈,控制着一系列历史强震的发生,2008年5月12日汶川8.0级地震就发生在南北地震带中段的龙门山断裂带.川西地区构造变形图像、运动特性和深部驱动机制的研究,不仅对于理解青藏高原东边界的动力过程具有重要意义,还有助于认识南北带未来强震危险性.研究表明,北西西走向的鲜水河断裂是中国大陆内部活动最强烈的断裂带之一,左旋走滑速率达9~11 mm/A,其左旋走滑运动在东部的石绵一带被分解到了安宁河、大凉山和则木河等断裂带之上,仍以左旋走滑为主;再向南,左旋剪切走滑运动沿小江断裂带发生,并以8~9 mm/A的走滑速率进入云南,跨过著名的红河断裂,延伸入缅甸境内.龙门山断裂则以地壳缩短和右旋走滑为特征,但其总体滑动速率只有约3 mm/A.GPS观测结果也证实了这种运动方式和应变分解图像.青藏高原东边界的构造变形可能是一种近似连续的旋转弧形构造,以左旋剪切为主要特征,只是在向北东方向突出的弧顶部位出现少量的挤压逆冲构造.造成这种弧形左旋走滑运动的深部驱动机制可能是中下地壳的流动.因为川西高原的中下地壳流变强度比正常地壳软弱,并且其与临近四川盆地和华南地块的地壳厚度差达20~30 km、地貌高度差达3000~4000 m,从而形成能够驱动中下地壳软弱层发生流动的横向压力差,从底部拖曳着被断裂切割的上部脆性地壳,发生以左旋走滑为主的变形和运动,并导致应变在不同的断裂上积累和释放,形成强烈地震.这种由北西西走向左旋剪切转换为近南北向左旋剪切兼挤压的变形模式在中国大陆具有普遍意义.

关键词:龙门山断裂;汶川地震;南北地震带;下地壳流动

来源出版物:中国科学(D辑), 2008, 38(9): 1041-1056入选年份:2013

个人终端消费导向的碳足迹研究框架——支撑我国环境外交的碳排放研究新思路

樊杰

摘要:碳足迹揭示了终端消费领域人类活动对于全球气候变化的影响,是碳排放研究从生产层面转向消费层面的重要标志.开展碳足迹研究可以揭示人类终端消费活动导致的碳排放以及消费能力、消费结构与碳足迹的关系,并最终服务于我国的环境外交.在分析传统生产层面碳排放研究、总结碳足迹研究最新进展的基础上,从气候变化研究领域中就人类活动进行研究的3大核心命题——“规律、权益、策略”出发,提出了碳足迹研究的基本理念、基本假设和基本判断,总结了相应的原则.最后,对生存型、发展型和奢侈型消费及相应碳排放进行了初步的判断和核算.

来源出版物:地球科学进展, 2010, 25(1): 61-68入选年份:2013

黄土高原陆面过程试验研究(LOPEX)有关科学问题

张强,胡向军,王胜,等

摘要:主要讨论了黄土高原陆面过程野外科学试验研究项目的有关科学技术问题.首先从科学和现实角度说明了开展黄土高原陆面过程试验研究(LOPEX)的意义,并从黄土高原陆面过程野外观测和特征分析、黄土高原陆面水分过程特征及其对生态生理过程的影响、黄土高原陆面过程参数化研究等3个方面介绍了该科学试验研究项目的主要研究内容和重点要解决的科学问题,而且还初步探讨了黄土高原陆面过程试验研究的技术难点以及解决这些技术难点的主要科学技术思路.

关键词:黄土高原;陆面过程;试验研究;尺度耦合;参数化

来源出版物:地球科学进展, 2009, 24(4): 363-371入选年份:2013

珠江三角洲黑碳气溶胶及其辐射特性的观测研究

吴兑

摘要:大气气溶胶的气候效应和环境效应研究是当今国际科技界的热门研究话题.而气溶胶的辐射特征是评估气候变化的重要参数.对广州番禺大气成分站2004~2007年黑碳仪观测的黑碳浓度与吸收系数,浊度计观测的散射系数,以及导出的单次散射反照率进行了分析讨论.主要结果如下:使用黑碳仪观测黑碳浓度与吸收系数,必须与国际公认的仪器进行对比观测,对资料进行校准和订正,才能得到质量保证的资料序列.分析表明黑碳浓度月均值在3.1~14.8 mg·m-3之间变化,4年来黑碳浓度逐年下降;每年年均值下降1 mg·m-3左右,旱季浓度较高,多年平均为8.9 mg·m-3,雨季浓度比较低,多年平均为8.0 mg·m-3,月均值极大值出现在2004年12月份,月均值极小值出现在2007年7月份,黑碳浓度4年均值为8.4 mg·m-3.计算的散射系数月均值在129~565 mm-1之间变化;吸收系数月均值在32~139 mm-1之间变化,单次散射反照率月均值在0.71~0.91之间变化,2004~2007年的年均值分别为0.80,0.82,0.79,0.84.使用3台黑碳仪,分别同步观测PM10,PM2.5,PM1中的黑碳,结果表明PM2.5占到PM10的大约90%;PM1占到PM2.5的大约68%;黑碳气溶胶主要存在于细粒子中.将相距8 km的广州番禺大气成分站(海拔141 m)与番禺气象局(海拔13 m)在一年中的观测结果进行对比,两站黑碳浓度的变化趋势比较一致,居于山顶的大气成分站的黑碳浓度总是低于平原的番禺气象局,两站的年均值也相差近4 mg·m-3,表明黑碳气溶胶在近地面浓度较高,在高度较高的大气成分站浓度较低.

关键词:珠江三角洲;黑碳气溶胶;散射系数;吸收系数;单次散射反照率

来源出版物:中国科学(D辑), 2009, 39(11): 1542-1553入选年份:2013

中国东部燕山期大规模岩浆活动与岩石圈减薄:与大火成岩省的关系

张旗,金惟俊,李承东,等

摘要:论述了大规模岩浆活动与岩石圈减薄的关系,指出软流圈地幔与地壳直接接触时,即岩石圈最大减薄时(岩石圈地幔厚度为0),岩石圈厚度等于地壳厚度.中国东部岩石圈最大减薄的时间在燕山期,在这之前和之后,岩石圈是厚的.讨论了中国东部大规模岩浆活动与板块俯冲的关系,认为中国东部燕山期岩浆活动与太平洋板块没有关系;中国东部不属于环太平洋构造带,不是安第斯型活动陆缘,中生代玄武岩不具有岛弧玄武岩的特征,从中酸性岩浆岩得不出岛弧的结论,从三叠纪开始的古太平洋板块扩张方向的演变也不支持板块向西俯冲的认识.认为中国东部燕山期大规模岩浆活动可能与超级地幔柱的活动有关,是一种新的大火成岩省类型.文中将大火成岩省分为两类:一类为B型大火成岩省,部分熔融发生在岩石圈底部,以发育玄武岩为特征;另一类为G型大火成岩省,部分熔融发生在下地壳底部,以发育大规模花岗质岩浆为特征.根据中国东部大规模岩浆活动的时空分布分出5个大火成岩省:鄂霍茨克(大兴安岭北端)、张广才岭-小兴安岭、华北-大兴安岭、华南和东部沿海大火成岩省.认为岩石圈减薄可以产生多种效应,是地壳演化的最重要的动力学因素,但唯独与地壳浅部的伸展事件无关.还评论了流行的岩石圈减薄的见解,认为流行的见解将岩石圈减薄定位在新生代(岩石圈厚80~120 km)是似是而非的,不是科学的命题.

关键词:岩石圈减薄;大规模岩浆活动;超级地幔柱;大火成岩省;燕山期;中国东部

来源出版物:地学前缘, 2009, 16(2): 21-51入选年份:2013

生物土壤结皮研究:进展、前沿与展望

李新荣,张元明,赵允格

摘要:生物土壤结皮是由隐花植物和相关土壤微小生物与表层土壤颗粒胶结而形成的复合体,与维管束植物覆盖一样,它是干旱区地表的重要覆盖类型(其盖度达 40%).生物土壤结皮是荒漠生态系统组成和地表景观的重要特征,在不同生物气候区的荒漠景观过程、土壤生态过程、土壤水文过程、土壤生物过程和地球化学循环过程,以及干旱半干旱地区生态修复过程中发挥着重要作用.关于生物土壤结皮的研究是地学和生物学学科交叉的前沿研究领域,已成为国际干旱区地袁过程研究的重要核心科学问题之一.综述了国内外该领域最新研究进展,分析了研究的趋势,讨论了其前沿科学问题和未来研究的重点,以期促进我国生物土壤结皮的研究,加深对我国干旱半干旱区地表过程的认识.

关键词:生物土壤结皮;隐花植物;土壤生态水文过程;生物过程;地球化学循环过程

来源出版物:地球科学进展, 2009, 24(1): 11-24入选年份:2013

嫦娥一号激光测距数据及全月球DEM模型

李春来,任鑫,刘建军,等

摘要:激光高度计是搭载在CE-1上的主要载荷之一,用于月球表面的地形测量.2007年11月28日02点22分,激光高度计成功获得第一个探测数据,截止到2008年12月4日,总共获取了约912万个探测数据,数据覆盖全月面.我们利用这些探测数据制作了空间分辨率为3 km的全月DEM模型,月表地形地貌特征反映明显,地形细节表达层次分明、清晰可辨.DEM模型的平面定位精度为445 m(1σ),高程测量精度为60 m(1σ).根据这一DEM模型,测得月球表面最大高差为19.807 km,最高点位于Engel'gardt撞击坑东缘(158.656°W,5.441°N,+10.629 km),最低点位于Antoniadi撞击坑底部(172.413°W,70.368°S,-9.178 km).通过比较,CE-1的激光高度计DEM模型,在精度和分辨率上明显优于美国ULCN2005,与日本SELENE激光高度计DEM模型相当,测量到的最高点与SELEN结果相似,但CE-1数据新发现了比SELEN结果更低的最低点.

关键词:CE-1;激光高度计;DEM模型;月球地形

来源出版物:中国科学(D辑), 2010,(3): 281-293入选年份:2013

汶川地震强余震(MS≥5.6)的震源机制解及其与发震构造的关系

郑勇

摘要:目的:在2008年5月12日汶川8.0级地震之后,发生了数十个M>5,数百个M>4以及更多的M>3的余震,固定和流动地震台站对这些地震进行了较完整的监测.由于灾区目前建筑物和山体受主震的破坏,这些余震极可能造成二次灾害.震源机制解直观地反映了地震破裂几何特征和运动学特征,是研究区域构造应力的基础.因此,震源机制解和震源深度是了解强余震的震源性质,分析其与发震构造的关系,对理解余震的孕震机理以及分析未来可能的发生趋势和危险性所不可或缺的参数.本文利用P波到时数据对M>3的余震进行重新定位.采用“裁剪-粘贴”法,获得了较大余震的震源机制解(Ms≥5.6).

方法:本文利用震时四川区域台网、水库台网和震后架设的流动台网的地震记录,首先采用Geiger方法确定主震和余震序列的绝对震源位置,再利用双差定位方法对地震序列进行相对定位以期获得更精确的震源位置.同时,采用Cut和Paste(CAP)方法,利用近震地震数据反演震源机制解.

结果:基上文提到的方法和数据,我们对ML≥3.0的余震序列进行了精确定位,共计算了2153个地震,获得1999个地震的深度解,定位误差为:东西1.4 km,南北1.6 km,垂直2.7 km,走时的均方根残差为0.34 s.精确定位的结果显示,几乎所有的余震都分布在汶川主震断裂面附近,从南到北,余震分布区域长达330 km以上,可以分成3个部分:(1)南部区域从103.3°E,30.8°N开始,向北延伸至104.4°E,31.9°N.该区域的地震密度相当高,且分布区域的宽度也比其他两个区域宽.在主震的发震震中以北20 km附近有一个明显的三角状余震群,该余震群分布呈北东-南西走向,从北西-南东走向米亚罗断裂的东部端点开始,延伸至南西-北东走向的彭灌-茂汶断裂带上,震源深度较深,与主震的滑移情况一致.(2)中部区域从北川附近开始延伸至平武一带(104.9°E,32.3°N).该区域的余震密度比南部和北部区域都小,且分布宽度也是最窄的,震源深度主要集中在5~15 km.(3)北部区域开始于104.9°E,32.3°N,然后沿着青川-平武断裂带一直延伸至陕西省内.且该区域的震源深度也比较深,5月25日的6.4级最大余震的深度在18~19 km,几乎是北部区域震源最深的地震.基于精确定位的结果,我们反演了10个5.6级以上强余震的震源机制和深度,结果如图5所示.这10个强余震分布在龙门山断裂带的几个主要断层上,包括中央主断裂带(由北川-映秀断裂和茶坝-林庵寺断裂组成)、后山断裂带(包括茂汶-汶川断裂)和青川断裂.

结论:基于观测报告和局部地震图我们对大于3.0级的余震进行了重定位并计算了10个大于5.6级的强余震的震源机制,通过分析我们发现以下特征:(1)余震主要集中在汶川8.0级主震的狭窄破裂带上.(2)余震主要发生在构造强度比较大地区.(3)较大余震均发生在汶川地震主震的破裂区域.(4)时间序列显示强余震越来越倾向于发生在破裂区域的北部,并且在主震发生后两个月里震源机制已经改变了许多.

来源出版物:中国科学(D辑), 2009, 39(4): 413-426入选年份:2013

中亚构造域多期叠加斑岩铜矿化:以阿尔泰东南缘哈腊苏铜矿床地质、地球化学和成岩成矿

薛春纪

摘要:目的:斑岩铜矿供给世界接近70%的铜矿资源,它们或主要在中-新生代形成于环太平洋构造域和特提斯-喜马拉雅构造域,或主要在晚古生代形成于中亚构造域.矿床学家在环太平洋构造域研究提出了洋-陆俯冲斑岩铜矿经典模型;在特提斯-喜马拉雅构造域研究新提出陆-陆碰撞斑岩铜矿认识.而中亚构造域经历了早期洋-陆俯冲、晚期陆-陆碰撞以及陆内活化等地质过程,那么这里斑岩铜矿与哪种地质过程有关?是否不同地质过程都有斑岩铜形成?成矿控制因素和矿床基本性质有何不同?论文试图理解这些备受关注的课题.

方法:新疆青河县新近发现哈腊苏铜矿床,正在进行的勘探证实铜储量具有大型前景.它位于中亚构造域腹地,处在阿尔泰东南缘、靠近额尔齐斯构造变形带,是包括Oyu Tolgoi铜金矿床等在内的南蒙古斑岩铜成矿带的组成部分.这个区域经历了古生代中期的洋-陆俯冲、古生代晚期的陆-陆碰撞以及其后的陆内活化等地质过程,铜成矿机制有斑岩型、热液脉型和火山岩型等不同认识.该文以哈腊苏新发现的两处铜矿为对象,通过矿床地质、岩相学矿相学、地球化学和 U-Pb、Re-Os、Ar-Ar同位素测年等研究揭示铜成矿特征,认识中亚构造域斑岩铜矿控制因素和基本性质.

结果:哈腊苏铜矿区主要出露中泥盆统基性火山岩(含苦橄岩)及侵入其中的不同时期含铜蚀变斑岩体,包括花岗闪长斑岩、斑状花岗岩、石英二长斑岩和石英闪长斑岩等,斑岩SiO2含量57.24%~65.45%,其中花岗闪长斑岩δ18OV-SMOW=7.9%~8.6‰,(εNd)t=7.3~8.5(接近于MORB值),(87Sr/86Sr)t=0.70383~0.70410(接近原始地幔值).矿区含铜蚀变斑岩全岩矿化(Cu 0.2%),矿体(Cu 0.3%以上)呈透镜状和不规则分枝脉状,产状与斑岩体相仿,95%以上矿体产于斑岩体内.围岩蚀变从矿体到斑岩再到基性火山岩围岩,发育钾钾长石黑云母化、黑云母绿泥石化、青磐岩化的分带,后期脉状线型钾长石化叠加于早期面状弥散型钾硅酸盐蚀变之上.没有次生硫化物富集现象,原生铜矿石出现细脉浸染型和脉状叠加型两种自然类型,前者以“黄铁矿+黄铜矿+辉钼矿”为典型金属矿物组合,后者呈在前者背景上的“石英+黄铁矿+黄铜矿”脉状叠加矿化,相对于前者,后者Cu、Au品位明显偏高(分别达到Cu2.21%、Au0.83g/t)、微量和稀土元素总量降低、微量元素蛛网图和REE配分曲线更为平缓,Eu正异常更加显著.细脉浸染型铜矿石中共生黄铁矿-黄铜矿的硫同位素温度计指示斑岩型铜成矿温度420~560℃.铜矿石硫化物δ34SV-CDT主体在-1‰~-4‰,矿石硫源自幔源斑岩体(有地层硫酸盐还原硫少量混入);黄铁矿 206Pb/204Pb=18.052~18.461,207Pb/204Pb=15.501~15.606,208Pb/204Pb= 37.813~39.335,与矿床所在区域喀拉通克岩浆Cu-Ni硫化物接近,成矿金属主体来自幔源斑岩;脉状矿化叠加型铜矿石中含铜硫化物石英脉晶出母液(δ18OV-SMOW=6.4‰~10.2‰,δDV-SMOW=-89‰~-80‰)具有岩浆水的O、H同位素组成特点.成岩、成矿和热液蚀变的年代学研究获得:(1)含铜蚀变的斑状花岗岩381.6±2.5 Ma和花岗闪长斑371.8±9.6 Ma的U-Pb谐和年龄、细脉浸染型铜矿石中辉钼矿376.9±2.2 Ma的Re-Os等时线年龄,是洋-陆俯冲期斑岩成岩成矿的年龄记录;(2)含铜蚀变石英二长斑岩265.6±3.7 Ma的U-Pb谐和年龄和脉状叠加型铜矿石中钾长石269.2±3.2 Ma的Ar-Ar坪年龄,是陆-陆碰撞晚期斑岩铜矿化蚀变的年龄记录;(3)含铜蚀变石英闪长斑岩215.8±4.6 Ma的U-Pb谐和年龄和脉状叠加型铜矿石中钾长石198.2±2.3 Ma~206.4±2.7 Ma的Ar-Ar坪年龄,是陆内构造岩浆活化期的年龄记录.

结论:哈腊苏铜成矿的花岗闪长斑岩岩浆起源于地幔或下地壳;基性火山喷发、幔源岩浆侵入、多期矿化叠加是哈腊苏铜成矿的关键条件;多期构造-岩浆-热液矿化叠加作用是哈腊苏铜成矿的显著特征.

来源出版物:地学前缘, 2010, 17(2)入选年份:2013

基于GPS资料约束反演川滇地区主要断裂现今活动速率

王阎昭,王恩宁,沈正康,等

摘要:以GPS数据给出的川滇地区(96°~108°E,21°~35°N)速度场为约束,依据研究区已知断裂分布情况建立连接断层元模型,用最小二乘方法反演了该地区主要活动断层的现今错动速率.结果显示,印藏碰撞引起的北北东向推挤和高原隆升引起的重力势能作用造成青藏高原物质东向挤出.遇到来自稳定华南块体的阻挡后,高原东南部物质相对稳定欧亚板块转向南东方向继而向南运动,使得川滇地区围绕喜马拉雅东构造结作顺时针转动,造成川滇地块东侧断裂作左旋走滑活动,而其西侧断裂以右旋走滑活动为主.其中甘孜.玉树、鲜水河、安宁河、则木河、大凉山、小江断裂及其向南西方向延伸的部分和打洛.景洪、湄沾断裂构成青藏高原东南部东向挤出的东北边界和东边界,左旋速率分别为0.3~14.7,8.9~17.1,(5.1±2.5),(2.8±2.3),(7.1±2.1),(9.4±1.2),(10.1±2.0),(713±2.6)和(4.9±3.0)mm/A.青藏高原东南部东向挤出的西南边界似乎不是由单一断裂带构成,而是在较宽范围内形成的一条右旋剪切带.位于红河断裂北东侧的南华-楚雄-建水断裂和西南侧的无量山断裂带、龙陵.澜沧断裂活动性较强,分别具有(4.2±1.3),(4.3±1.1)和(8.5±1.7)mm/A的右旋走滑活动.但金沙江断裂目前基本不活动,红河断裂的活动性不强.龙门山一带没有发现明显的地壳活动,而其西北方向的活动带(龙日坝断裂)约有(5.1±1.2)mm/A的右旋走滑分量.川滇菱形块体内部的一些断裂表现出较强的活动性,其中理塘断裂左旋走滑速率为(4.4±1.3)mm/A,拉张速率(2.7±1.1)mm/A;玉农希断裂及其周边地区右旋剪切形变速率为(2.7±2.3)mm/A,地壳缩短速率(6.7±23)mm/A.丽江-小金河断裂中段活动性强于北段和南段,达到左旋走滑(5.4±1.2)mm/A,拉张(0.5±1.0)mm/A.与此同时,讨论了不同断裂锁定深度对结果的影响,并得到鲜水河断裂的锁定深度为15 km,70%置信区间为11~19 km.上述反演结果表明,研究区存在多条错动速率非常有限的活动断裂,将地壳分割成多个相互运动的地块,青藏高原的东向挤出通过这些断裂的活动被吸收和调整,而不是少数大型走滑断裂的快速走滑造成向东南方向的“逃逸”.

关键词:川滇地区;GPS;连接断层元;断裂活动速率

来源出版物:中国科学(D辑), 2008, 38(5): 582-597入选年份:2013

南海西北次海盆地壳结构:海底广角地震实验结果

吴振利,李家彪,阮爱国,等

摘要:利用完整穿越南海西北次海盆及其两侧大陆边缘的海底广角反射/折射地震测线,反演了该地区的地壳结构.该测线总长484 km,共投放海底地震仪(OBS)14台,台站间距30 km,组合枪阵激发总容量5160 in3(1 in3=16.3871 cm3).结合同测线多道地震资料,通过OBS数据的精细处理和初始建模,利用射线追踪正反演技术,获得了西北次海盆地壳速度结构模型.结果表明,地壳厚度从上陆坡的21 km减薄至下陆坡的14 km,在西北次海盆为7.7 km;莫霍面埋深从上陆坡的21 km上升到海盆中央的11 km.西北次海盆和东部次海盆的地壳速度结构相似,都为大洋地壳,但不同的是层1(沉积层)增厚,层2减薄,该特点在东部次海盆尤其明显.西北次海盆及其两侧边缘构造形态和速度结构对称分布,存在共轭关系,其陆缘张裂机制属纯剪切模式.模型中的西北次海盆北侧陆缘下地壳没有发现高速层,这为南海北部陆缘西部非火山型地壳性质提供了新的证据.西北次海盆海底扩张规模小、时间短,且层2可能经历了玄武岩岩浆的不对称溢流,这可能导致西北次海盆磁条带异常的模糊化.

关键词:海底广角地震;大洋地壳;西北次海盆;海底扩张

来源出版物:中国科学(地球科学), 2011, 41(10): 1463-1476入选年份:2013

华南早中生代从印支期碰撞构造体系向燕山期俯冲构造体系转换的形变记录

张岳桥,徐先兵,贾东,等

摘要:华南地区中生代动力体制经历了从特提斯构造域向滨太平洋构造域的转换,但对这种动力体制转换发生的时间和产生的地质效应则存在不同的认识.通过分析华南印支-早燕山构造层(D-J1-2)广泛发育的褶皱构造,识别了早中生代两个世代褶皱构造的横跨叠加型式,发现早期近东西向褶皱构造具有南北成带、晚期NNE向褶皱构造具有东西分区的区域展布特征.基于地层接触关系和早中生代岩浆岩和火山岩同位素年代学数据统计分析,认为这两组叠加褶皱构造清楚地记录了华南早中生代两期挤压事件,近东西向褶皱是对印支早期华南地块南北边缘碰撞造山事件的远程响应,NNE向褶皱则起源于燕山早期((170±5)MA)古太平洋板块向华南大陆之下低角度俯冲作用.两者发生转换的时代在中晚侏罗世之交.伴随这两期构造挤压而产生的地壳增厚分别诱发了华夏地块三叠纪和晚侏罗世地壳深熔作用和岩浆侵入活动.华南两组叠加褶皱构造的识别为进一步探讨早中生代从碰撞动力构造体系向俯冲动力构造体系转换提供了关键的构造地质学依据.

关键词:华南地块;叠加褶皱;印支期碰撞褶皱体系;早燕山期俯冲褶皱系统;构造动力体制转换

来源出版物:地学前缘, 2009, 16(1): 234-247入选年份:2013

2050年大气CO2浓度控制:各国排放权计算

丁仲礼,段晓男,葛全胜,等

摘要:本文的主要目的是为即将开始的控制大气CO2浓度的国际谈判,在一些核心问题上提供定量数据.作者指出:要实现控制大气CO2浓度的长远目标,在目前由少数国家主导的且备受争议的减排话语下是难以完成的,必须建立以各国排放配额分配为基石的全球责任体系.本研究首先论证了“人均累计排放指标”最能体现“共同而有区别的责任”原则和公平正义准则,然后设定2050年前将大气CO2浓度控制在470 ppmv的目标,接着以1900年为时间起点,对各国过去(1900~2005年)人均累计排放量、应得排放配额以及今后(2006~2050年)的排放配额做了逐年计算,并根据1900~2050年的应得配额数、1900~2005年的实际排放量、2005年的排放水平、1996~2005年排放量平均增速这四个客观指标,将世界上大于30万人口的国家或地区分为四大类:已形成排放赤字国家、排放总量需降低国家或地区、排放增速需降低国家或地区、可保持目前排放增速国家.2005年前,G8国家大多已经用完到2050年的排放配额,累计形成的赤字价值已超过5.5万亿美元(以每吨CO2价值20美元计),这些国家即使今后实现其提出的大幅度减排目标,它们在2006~2050年的人均排放量上还会大大高于发展中国家,并还将形成6.3万亿美元的排放赤字,发展中国家由于历史上人均累计排放低,大部分处在第3和第4类,即今后尚有较大的排放空间,中国尽管可占全球2006~2050年总排放配额的30%以上,但今后只有降低排放增速,才能做到配额内排放,最后围绕与国际谈判相关的9个问题,提出了作者自己的看法.

关键词:气候变化国际谈判;人均累计排放;排放配额

来源出版物:中国科学(D辑), 2009, 39(8): 1009-1027入选年份:2013

5.12汶川地震堰塞湖危险性应急评估

陈晓清,崔鹏,程尊兰,等

摘要:5.12汶川地震诱发了33处堰塞湖,威胁下游居民安全.根据收集数据情况,选择堰塞湖的坝高、最大库容和坝体结构作为分级指标,建立了单个堰塞湖渍决危险性评估方法,对21个重点堰塞湖进行应急危险性评估,初步评估为1个处于极高危险、7个处于高危险、5个处于中危险、8个处于低危险.考虑同一流域堰塞湖群的联动效应,建立了流域堰塞湖危险性评估方法,相应提高部分堰塞湖的危险等级.为了方便排险安排,给出了高危险堰塞湖的危险性次序,从高到低依次有唐家山、老鹰岩、南坝、小岗剑上、肖家桥、唐家湾、罐子铺和岩羊滩.由于评估时间紧迫,最后提出了此次评估中存在的问题,并提出了改进建议.

关键词:汶川地震;堰塞湖;危险性应急评估

来源出版物:地学前缘, 2008, 15(4): 244-249入选年份:2013

2008年汶川Ms8.0级地震的深部构造环境——远震P波接收函数和布格重力异常的联合解释

楼海,王椿镛,吕智勇,等

摘要:对龙门山及其邻近地区20个宽频带地震台站的记录提取远震P波接收函数,并应用H-K叠加方法,求得每个台站下方的地壳厚度和波速比.以此为约束,进一步作接收函数反演,获得各个台站下方的S波速度结构.后龙门山与松潘-甘孜地块的地壳速度结构相似,而前龙门山的地壳速度结构则与四川盆地相似.由此说明,中央主断裂带是青藏高原东部与扬子地块之间主要的边界断裂.松潘甘孜地块至后龙门山中南部地区存在下地壳低速层,有利于中上地壳物质的滑脱作用.远震接收函数和布格重力异常的分析结果支持龙门山断裂带深部构造为滑脱.逆冲型的论断.在松潘-甘孜地块内可能具有双层的滑脱构造.上层滑脱发生在10~15 km的深度上,该滑脱带表现为高温韧性滑脱剪切带.下层滑脱则发生在30 km左右的深度上,其下方为青藏高原东部广泛存在的下地壳流.布格重力异常的分析表明,在中上地壳,四川盆地的密度较高,松潘.甘孜地块密度相对较低.龙门山断裂带位于密度较高的一侧,是松潘.甘孜地块向东南方的四川盆地逆冲的结果.在地壳下部,四川盆地为高P波速度和高密度区,表明地壳物质是坚硬的.松潘-甘孜块体是低S波速度和低密度区,表明物质比较软弱.高密度块体阻挡了青藏高原东部下地壳物质向四川盆地下方的流动.受印度板块往北运动的影响,青藏高原下地壳物质向东流动.中上地壳物质向东运动受到刚性强度较大的扬子地块的阻挡,在龙门山断裂带上产生应力集中,导致中央断裂带上应力突然释放,产生汶川MS8.0级地震.

关键词:龙门山断裂带;汶川MS8.0级地震;深部构造环境;远震P波接收函数

来源出版物:中国科学(D辑), 2008, 38(10): 1207-1220入选年份:2013

巴颜喀拉地块东部龙日坝断裂带的发现及其大地构造意义

徐锡伟,闻学泽,陈桂华,等

摘要:在青藏高原东缘NE向龙门山断裂带西北侧约200 km的巴颜喀拉地块东部,由GPS复测发现存在一条宽阔的NE向右旋剪变带,变形速率达4~6 mm/A.卫星影像解译和野外考察表明:这一右旋剪切带对应了以往被忽略的、新生的NE向龙日坝断裂带.龙日坝断裂带北东段由走向N54°±5°E、相距约30 km的两条平行分支断层组成.这两条分支断层沿线晚第四纪断错地貌发育,北支龙日曲断层具有较大的逆冲分量,南支毛尔盖断层为纯右旋走滑断层.依据矢量合成原理可知,龙日坝断裂带北东段晚更新世以来平均右旋滑动速率为(514±2.0)mm/A,垂直滑动速率约0.7 mm/A,地壳缩短率约0.55 mm/A.龙日坝断裂带的存在和发现可以很好地解释青藏高原东缘的大地构造与动力学特征:以龙日坝断裂带为界,巴颜喀拉地块分为西部阿坝和东部龙门山两个次级块体;龙门山次级块体的整体缩短和隆升反映出从龙门山断裂带到龙日坝断裂带是巴颜喀拉地块南东向运移过程中由于受到华南地块的强烈阻挡而形成的后展式推覆构造系统,并成为青藏高原东缘承载新生代晚期至今地壳变形的一种活动地块边界构造类型.龙日坝断裂带正是这一系统中晚第四纪新生的活动断裂带.

关键词:青藏高原东缘;活动地块;新生断裂带;断层滑动速率;推覆构造

来源出版物:中国科学(D辑), 2008, 38(5): 529-542入选年份:2013

安徽庐枞(庐江-枞阳)盆地火山岩的年代学及其意义

周涛发,范裕,袁峰,等

摘要:庐枞盆地是长江中下游地区最重要的火山岩盆地之一,发育有龙门院、砖桥、双庙和浮山4组以橄榄安粗岩系为特征的火山岩地层.通过对4组火山岩中熔岩的锆石LA-ICP MS同位素定年,得到各组火山岩形成的时间分别为:龙门院组(134.8±1.8)MA、砖桥组(134.1±1.6)MA、双庙组(130.5±0.8)MA和浮山组(127.1±1.2)MA.庐枞盆地内火山岩皆形成于早白垩世,火山岩浆活动发生的起止时间约为135~127 MA,持续时间在8~10 MA左右.包括庐枞盆地在内的长江中下游地区各火山岩盆地均不存在侏罗纪火山岩浆活动.研究结果为进一步探讨和认识长江中下游及中国东部中生代构造-岩浆-成矿作用提供了新的年代学成果.

关键词:LA-ICP;MS同位素定年;火山岩;形成时代;庐枞盆地

来源出版物:中国科学(D辑), 2008, 38(11): 1342-1353入选年份:2013

青藏高原东部地壳上地幔S波速度结构——下地壳流的深部环境

王椿镛,楼海,吕智勇,等

摘要:在青藏高原东部沿30°N布设由26个台站组成的远震观测剖面.用远震P波接收函数反演方法获得了该剖面下方0~80 km深度范围的S波速度结构.反演的结果揭示了沿剖面不同构造块体的地壳速度结构横向变化特征.从喜马拉雅东构造结北侧的林芝,往东北方向的地壳逐渐增厚;地壳厚度在班公.怒江缝合带为最大值,达72 km;进入羌塘地块,减至65 km;至巴颜喀拉地块,为57~64 km;至四川盆地,仅为40~45 km.剖面的巴塘以东部分与2000年完成的竹巴龙-资中人工地震测深剖面重合,由远震接收函数确定的 S波地壳结构与由人工地震测深获得的 P波地壳结构在莫霍界面和壳内主要界面的深度上有很好的一致性.在羌塘地块和巴颜喀拉地块,沿观测剖面的下地壳(30~60 km深度范围内)普遍存在低速异常,而四川盆地下地壳则属于正常的速度分布.剖面通过的各构造单元地壳平均波速比(泊松比):拉萨地块1.73(σ=0.247),班公.怒江缝合带1.78(σ=0.269),羌塘地块1.80(σ=0.275),巴颜喀拉地块1.86(σ=0.294)和扬子地块1.77(σ=0.265).羌塘地块和巴颜喀拉地块具有下地壳S波低速异常、复杂的莫霍过渡带以及地壳高泊松比的特征,预示下地壳物质处于热和软弱状态,这是青藏高原东部存在下地壳流的深部环境.下地壳韧性物质的流动可能起因于从高原内部至外部上地壳内重力势能的变化.

关键词:青藏高原东部;地壳上地幔结构;远震接收函数;下地壳流

来源出版物:中国科学(D辑), 2008, 38(1): 22-32入选年份:2013

2008年汶川大地震的时空破裂过程

张勇,冯万鹏,许力生,等

摘要:利用全球地震台网(GSN)记录的长周期数字地震资料反演了2008年5月12日四川汶川MS8.0地震的震源机制和动态破裂过程,并在反演所得结果的基础上定量分析了汶川大地震同震位移场的特征,探讨了汶川大地震近断层地震灾害的致灾机理.反演中采用了单一机制的有限断层模型,使用了从全球范围内挑选的、方位覆盖较均匀的21个长周期地震台垂直向记录的P波波形资料.通过反演得出:汶川大地震的发震断层走向为225°、倾角为39°、滑动角为120°,是一次以逆冲为主、兼具小量右旋走滑分量的断层;这次地震所释放的标量地震矩为 9.4×1020~2.0×1021NM,相当于矩震级 MW7.9~8.1.汶川大地震是在破裂长度超过300 km的发震断层上发生的、破裂持续时间长达90 s的一次复杂的震源破裂过程.整个断层面上的平均滑动量约2.4 m,但断层面上滑动量(位错)的分布很不均匀.有4个滑动量集中且破裂贯穿到地表的区域,其中最大的两个,一个在汶川-映秀一带下方,最大滑动量(也是本次地震的最大滑动量)所在处在震源(初始破裂点)附近,达7.3 m;另一个位于北川一带下方,一直延伸到平武境内下方,其最大滑动量所在处在北川地面上,达5.6 m.其余2个滑动量集中的区域规模较小,一个在康定以北下方,最大滑动量达1.8 m;另一个位于青川东北下方,最大滑动量达0.7 m.汶川地震整个断层面上的平均应力降约18 MPA,最大应力降约53 MPA.由反演得到的断层面上滑动量分布计算得出的汶川大地震震中区地表同震位移场表明,汶川大地震地表同震位移场的分布特征与该地震烈度分布的特征非常一致,表明了汶川大地震的大面积、大幅度、贯穿到地表的、以逆冲为主的断层错动是致使近断层地带严重地震灾害在震源方面的主要原因.

关键词:汶川大地震;地震破裂过程;同震位移

来源出版物:中国科学(D辑), 2008, 38(10): 1186-1194入选年份:2013

火山岩天然气成藏要素时空匹配及对成藏的控制作用:以徐家围子地区深层为例

付广,王有功

摘要:通过研究徐家围子地区深层火山岩气藏3个主要成藏要素-沙河子组气源岩、火山岩圈闭和断裂输导通道的时空匹配关系,得到该区火山岩圈闭与沙河子组气源岩在空间上可以直接接触,也可以在空间上相距一定距离,但均由断裂沟通连接.沙河子组气源岩、火山岩圈闭和断裂输导通道在泉头组沉积末期-青山口组沉积中期、嫩江组沉积末期和明水组沉积末期三者时间匹配关系最好,有利于天然气在火山岩中大规模富集成藏.通过3个主要成藏要素时空分布与火山岩气藏分布之间关系研究得到,沙河子组气源岩区、Ⅰ、Ⅱ类火山岩储集圈闭和断裂分布在空间上共同控制着火山岩气藏的形成与分布.泉头组沉积末期-青山口组沉积末期、嫩江组沉积末期和明水组沉积末期应是该区火山岩气藏形成的主要时期,3个主要成藏要素良好的时空匹配关系是造成该区深层火山岩中能形成大、中型气田的根本原因.

关键词:徐家围子地区;火山岩;成藏要素;匹配关系;圈闭;断裂;源岩

来源出版物:地球科学—中国地质大学学报, 2008, 33(3): 342-348入选年份:2013

西准噶尔包古图成矿斑岩年代学与地球化学:岩石成因与构造、铜金成矿意义

唐功建,王强,赵振华,等

摘要:西准噶尔包古图地区的一些小型斑岩体或脉岩与铜金矿化的关系非常密切,引起了人们的广泛关注.报道了一些斑岩的LA-ICP-MS锆石U-PB定年结果和岩石地球化学成分资料.Ⅱ、V岩体的石英闪长斑岩中岩浆结晶锆石的定年结果分别为314.9±1.7MA和309.9±1.9 MA,Ⅲ岩体的闪长玢岩中岩浆结晶锆石的定年结果为313.9±2.6 MA,表明包古图地区的岩体形成于晚石炭世.包古图地区小岩体的岩石富NA、高SR,贫Y和YB,无明显的EU异常,具有埃达克岩特征,同时有些岩石富集MGO(3.93%~4.78%),具有高的 MG#(68~74),类似高镁安山岩.结合区域地质和岩浆岩的资料,认为:(1)包古图地区的小岩体形成于晚石炭世的岛弧环境,并可能与石炭纪的洋脊俯冲有关,其中埃达克质岩为俯冲洋脊两侧的板片熔融而形成,而高镁闪长岩类为俯冲板片熔体与地幔橄榄岩相互作用的产物;(2)包古图地区的铜金矿床也很可能与洋脊俯冲有关,高氧逸度的板片熔体上升并与地幔橄榄岩相互作用,这使得地幔中的金属硫化物不稳定,释放出金属成矿物质,从而使得CU、AU等在熔体中不断富集而形成矿床.

关键词:锆石U-PB定年;埃达克岩;高镁闪长岩;洋脊俯冲;板片窗;西准噶尔;中亚造山带

来源出版物:地球科学—中国地质大学学报, 2009, 34(1): 56-74入选年份:2013

数据中心集成开发技术:新一代GIS架构技术与开发模式

吴信才

摘要:目的:当GIS应用的领域越来越广泛,导致GIS应用系统需要访问分布在多个数据源的异构数据,从而需要整合诸如文档、数据库属性表等非空间数据.与此同时,GIS应用系统本身的构架也变得越来越复杂.为了使新一代GIS应用系统能处理多种数据库的异构数据,利用多种GIS平台的功能协同工作,同时用户能真正参与到系统的开发过程中并自发地对新的需求做出响应.基于“面向服务的GIS架构”的“搭建式、插件式、配置式”集成开发技术来构建以“数据中心集成开发”为代表的新一代GIS开发技术.

方法:从以下 5个方面进行数据中心集成开发技术研究:(1)为解决访问多源异构数据,设计一种强兼容性的数据仓库.可以在同一个框架下,把来自不同生产厂商、不同格式、不同标准和分布在不同位置的数据统一在一个系统之下,即实现对分布式多源异构空间数据的管理能力.(2)为利用多种GIS平台的功能,设计一种定义完备的功能仓库.支持和管理以多种方式(组件、插件、流程、动态库、程序片断和脚本)提供的功能,并能对这些功能以一种一致的方式进行调用和执行.(3)为解决功能整合,研究构建各种数据的集成与交换技术.研究通过目录配置、可视化配置和搭建充分利用功能仓库和数据仓库的管理机制,于功能仓库中已经有的资源和针对具体业务开发相应业务插件,从而配置、搭建出具体业务的应用系统的解决方案.(4)为构建搭建式平台,研究搭建技术.研究一系列的完整语义的地理数据处理功能,研究对流程、表单、应用程序界面、数据等完整的搭建方案(由一系列的程序模块及数据组成).(5)为使用户参与到应用系统开发中来,研究应用集成技术.它根据行业的标准建立起功能与界面相分离的具有高度可定制性的应用系统解决方案,以更容易地适应需求的变动、使用户参与到设计开发过程中,可以使功能模块达到搭建级别的可复用,并实现功能重组.

结果:完成设计的数据中心由3个主要的功能集群组成.包括仓库系统、工作空间系统、设计管理与部署系统.仓库系统包括:元数据仓库、目录系统、功能仓库、数据仓库、资源注册与发现系统、权限系统、数据资源与功能资源和驱动体系;工作空间系统包括:地图文档及工程管理、图层及其扩展体系、集成视图和交互体系;设计管理与部署系统包括:设计器、工作流、框架界面、帮助系统、查询检索系统和插件体系.其中数据中心具体可以分为用户层、框架层、功能插件层和仓库管理层.随着开发项目领域的扩展,功能插件层不断被丰富,并在仓库管理层的构件仓库中被统一管理和维护;仓库管理层除了利用构件仓库管理维护用户开发的插件资源和功能资源外,还利用数据仓库负责访问存放于各分布的服务器、工作站、主机上的数据资源;在框架层,用户基于框架层进行搭建、配置式二次开发,得到具体业务的解决方案,并运行;表示层直接面向客户,提供异构数据表现和信息可视化功能,运行于Windows系列操作系统.

结论:利用数据中心集成开发平台,不需要编码或少量编码即可实现复杂的应用,可将开发周期缩短50%~80%,可以做到“一次搭建、处处运行”.同时提高了系统的可靠性和稳定性,从而提高了系统的开发质量.数据中心采用基于组件和面向服务的架构体系,利用工作流技术实现了业务处理和协同办公;采用跨平台数据、信息交换技术实现了信息共享;采用多媒体文档存储及管理技术实现了文档数据库管理;并能快捷构建应用系统.数据中心还支持多用户在线、多事务并发等应用模式,对用户提交的请求进行快速反应.针对海量数据(如TB级)的多用户/多系统调用等情况,通过建立缓冲池等措施,有效地改善速度,保证应用系统的正常运行.

来源出版物:地球科学—中国地质大学学报, 2009, 34(3): 540-546入选年份:2013

汶川地震的岩石圈深部结构与动力学背景

朱介寿

摘要:中国西部地区由于受到印度板块向北推移挤压,青藏高原强烈变形,高原内部及其边缘的活断层上经常发生强烈地震,是大陆内部最活跃的地震区.汶川8级地震就发生在青藏高原东缘的松潘一甘孜地块与扬子地块交界的龙门山主中央断裂带上.作者利用面波层析成像、跨龙门山的被动源地震观测、爆破地震剖面的结果对震源附近的岩石圈结构和动力学特征进行研究,发现松潘一甘孜地块与扬子地块的岩石圈结构与性质有重大差异.扬子地块岩石圈显示为高速、坚固和稳定特性,而松潘-甘孜地块为低速、软弱及易于破碎.在松潘-甘孜地块中,中地壳内普遍存在一个低速层,它是引起中上地亮推覆运动的滑脱层,龙门山的推覆构造就是上部地壳仰冲的结果.汶川地震震源深度为14 km,正好位于龙门山推覆体的映秀-北川主中央断裂带上.

关键词:汶川地震;青藏高原东缘;龙门山;被动源地震剖面;爆破地震剖面;面波层析成像;推覆体与断裂带

来源出版物:成都理工大学学报(自然科学版), 2008, 35(4): 348-356入选年份:2013

冰冻圈变化及其影响研究的主要科学问题概论

丁永建

摘要:冰冻圈变化及其影响日益显著并受到广泛关注.系统梳理了目前国际冰冻圈科学研究的主要关注热点,认为冰冻圈的变化机理、冰冻圈与气候相互作用、冰冻圈变化的影响与适应等构成了国际冰冻圈科学研究的4大科学问题.冰冻圈变化机理是冰冻圈科学研究的基础领域,冰冻圈与气候相互作用是当前着力加强的重点,冰冻圈变化的影响日益受到关注,但研究基础还较薄弱,冰冻圈变化影响的适应机制是尚处在萌芽状态的研究领域.围绕上述重大科学问题,紧抓冰冻圈变化过程中的动力响应与时空差异性问题,气候模式中冰冻圈过程的精细化描述问题,准确认识影响的时空尺度与程度问题和脆弱性评价方法和指标体系等科学问题,是寻求科学突破的关键.以全球的视野审视冰冻圈的变化过程,从有机耦合的角度探讨气候模式中的冰冻圈过程,以多因素、多过程综合与集成的手段辨析冰冻圈变化的影响,从方法创新上寻求科学评估冰冻圈变化脆弱性及适应性的突破途径,是未来研究的重点.

来源出版物:地球科学进展, 2013, 28(10): 1067-1076入选年份:2013

地球物理学

首都圈西北部地区地壳介质地震各向异性特征初步研究

吴晶,高原,陈运泰,等

摘要:本研究使用首都圈数字地震台网2002年1月~2003年12月的波形记录资料,采用SAM方法,进行了剪切波分裂的分析,得到首都圈西北部地区地壳介质地震各向异性的初步结果.根据对有3条以上可靠记录的14个台站的统计分析,得到首都圈西北部地区的剪切波分裂的统计平均结果为:快剪切波平均偏振方向为 NE69.9°±44.5°,慢剪切波平均时间延迟为 4.44±2.93(MS/KM).研究认为,NE69.9°±44.5°的快剪切波平均偏振方向暗示了该区域的水平主压应力方向,快剪切波偏振方向的第一优势取向揭示了NWW近E-W方向的原地水平主压应力的构造意义,凸现了NWW向的张家口-蓬莱断陷带.通过快剪切波偏振方向,本研究进一步证实,位于活动断裂上的台站的快剪切波偏振方向的优势取向与断裂走向一致,认为南口-孙河断裂和夏垫断裂是两个活动断裂,而八宝山断裂可能是个并不太活跃的活动断裂.华北盆地里的快剪切波偏振方向显示出复杂的分布特征,对应了盆地凹陷区里许多断裂互相交汇造成区域主压应力场受到局部调整的复杂图像.研究还认为慢剪切波时间延迟急剧的梯度变化可能与地壳深部的温度变化有关联.

关键词:首都圈;地震各向异性;剪切波分裂;快剪切波偏振方向;慢剪切波时间延迟;活动断裂

来源出版物:地球物理学报, 2007, 50(1): 209-220入选年份:2012

基于半解析法有效和快速估计GRACE全球重力场的精度

郑伟,许厚泽,钟敏,等

摘要:首先基于半解析法建立了新的GRACE卫星K波段测量系统星间测速、GPS接收机轨道位置和加速度计非保守力误差联合影响累计大地水准面的误差模型;其次,基于各关键载荷精度指标的匹配关系,论证了误差模型的可靠性;最后,基于美国喷气动力实验室(JPL)公布的2006年的GRACE LEVEL 1B实测误差数据,有效和快速地估计了120阶全球重力场的精度,在120阶处累计大地水准面的精度为18.368 cm,其结果和德国地学研究中心(GFZ)公布的EIGEN-GRACE02S全球重力场模型符合较好.该文的研究为将来国际卫星重力测量计划(如GRACE FOLLOW-ON,360阶)中高阶全球重力场模型精度的有效和快速估计提供了理论基础和计算保证.

关键词:GRACE;半解析法;联合误差模型;全球重力场

来源出版物:地球物理学报, 2008, 51(6): 1704-1710入选年份:2012

南海东北部及邻区深部结构的综合地球物理研究

郝天珧,黄松,徐亚,等

摘要:南海东北部及邻区,特别是洋陆转换带地区的复杂地壳结构特征一直是南海岩石层结构研究的热点.该文在PN波地震层析成像结果和深部地震探测剖面的约束下,利用重力数据建立该区两条剖面的密度模型.两条重力剖面二度半密度正反演的拟合结果支持琼粤隆起至吕宋岛弧区一带的地壳结构中存在下地壳高速层的观点,同时认为台西南盆地的拟合结果表明南部凹陷区仍属于过渡型地壳.该文认为剖面AA′和剖面BB′的构造属性虽然均总体倾向于火山岩型,但二者的地质结构并不完全一致,表明了北部陆缘深部结构的横向差异与构造属性的复杂.

关键词:南海东北部;密度剖面;反演;拟合;大陆边缘

来源出版物:地球物理学报, 2008, 51(6): 1785-1796入选年份:2012

地震叠前时间偏移的一种图形处理器提速实现方法

李博,刘国峰,刘洪

摘要:新近发展的图形处理器(GPU,GRAPHIC PROCESSING UNIT)通用计算技术,现已日趋实用成型,并获得诸多应用领域的广泛关注.对油气勘探专项资料处理技术的运用而言,概因GPU与中央处理器(CPU)的计算性能的甚大差异,致使GPU这一通用计算技术在石油工业中的应用研究正在有效开展.该文仅借助于油气勘探中广泛使用的叠前时间偏移,旨在于扼要阐明其基于GPU应用的有效性;文中还提出一种利用GPU实现地震叠前时间偏移的软件构件方法,并针对非对称走时叠前时间偏移所拓展的应用软件提供一种具体实现架构.与以往用个人计算机(PC,PERSONAL COMPUTER)或者PC集群所用的叠前时间偏移相比,该文方法可甚大地提高计算效率,从而在石油物探资料处理中可显著地节约计算成本和维护费用.文中实际例证也表明,基于GPU进行高性能并行计算,当是适应目前石油工业中大规模计算需求的一个重要发展途径.

关键词:非对称走时叠前时间偏移;图形处理器;GPU通用计算;统一计算设备架构

来源出版物:地球物理学报, 2009, 52(1): 245-252入选年份:2014

汶川Ms8.0级地震余震分布及周边区域P波三维速度结构研究

吴建平,黄媛,张天中,等

摘要:利用川滇地区长期积累的地震走时观测资料和汶川地震余震观测资料对汶川地震震源区及周边区域地壳和上地幔P波三维速度结构进行了研究.结果表明,浅部P波速度分布与地表地质之间具有很好的对应关系.龙门山断裂带在20 km以上深度表现为高速异常带,彭灌杂岩体和宝兴杂岩体为局部高速异常区.龙门山断裂带中上地壳的局部高速异常体对汶川地震的余震分布具有明显的控制作用.在余震带南端,余震全部发生在与宝兴杂岩体对应的高速异常体的东北侧;在余震带的中段,与彭灌杂岩体对应的高速异常体在一定程度上控制了余震的分布;在余震带的东北端,宁强-勉县一带的高速异常体可能阻止了余震进一步向东北扩展.龙门山断裂带中上地壳的P波高速异常表明介质具有相对较高的强度,在青藏高原物质向东挤出过程中起到了较强的阻挡作用,有利于深部能量积累,在30 km深度之下,扬子地块具有明显的高速特征,其前缘随深度增加向青藏高原方向扩展,在下地壳和上地幔顶部已达到龙门山断裂带以西.

关键词:汶川地震;地震定位;层析成像;龙门山断裂带;青藏高原

来源出版物:地球物理学报, 2009, 52(2): 320-328入选年份:2014

汶川8.0级地震地表破裂带与岩性关系

王萍,付碧宏,张斌,等

摘要:2008年汶川8.0级地震沿龙门山断裂带内的映秀-北川断裂和灌县-安县断裂分别形成约230 km和70 km的地表破裂带.震后地质考察研究表明,伴随地震断层出露地表的滑动面大多沿炭质泥岩和煤层发育.与1:5万区域地质图进行对照,显示映秀-北川地震破裂带的西南段(虹口-清平段)和灌县-安县地震地表破裂带的展布与龙门山地区上三叠统须家河组煤系地层的出露范围相一致.龙门山地区的上三叠统须家河组地层中的薄煤层、炭质泥岩层以及志留系、寒武系的炭质页岩层是易于产生滑动的柔性岩层,易形成滑脱面或成岩片夹于断层带中.汶川地震产生的复杂地表破裂带足龙门山逆冲推覆构造带沿地表构造层中夹有煤层等柔性岩层的断层产生B型滑动的结果.

关键词:汶川8.0级地震;地表破裂带;断层滑动面;上三叠统须家河组;软弱地层

来源出版物:地球物理学报, 2009, 52(1): 131-139入选年份:2012

汶川8.0级地震前区域地壳运动与变形动态过程

江在森,方颖,武艳强,等

摘要:利用GPS等观测资料研究了2008年汶川8.0级地震前的区域地壳运动与构造变形、应变积累,以及大区域地壳运动微动态变化过程,结合同震位移场分布等分析、讨论了汶川地震前近 10年区域地壳变形的表象所反映的大震孕震最后阶段的物理过程.结果表明,发生汶川8.0级地震的龙门山断裂带1999—2004年相对稳定的华南地块无明显的相对运动,2004—2007年有一定程度的相对运动显示,以右旋活动为主,年速率为1.6 mm/A.龙门山断裂带西北侧的巴颜喀拉地块东部为右旋剪切为主兼有推挤的大尺度缓慢变形状态,右旋扭动变形率为2.1±0.2(10-8/A),地壳总体缩短变形率为-0.7±0.1(10-8/A).由GPS基准站资料计算的基线时间序列显示,2005年以来大尺度北东向地壳缩短的相对运动明显增强,青藏块体相对华南地块的北东向运动明显增强.对汶川大地震前应变积累的特殊性等问题进行了初步讨论,分析认为.汶川大地震的发生是四川盆地两缘的龙门山断裂带受到其西侧巴颜喀拉地块推挤导致大尺度、长时期、缓慢的地壳应变积累的结果.在发震前不仅龙门山断裂带为显著闭锁状态,且孕震区域可能存在地壳弹性变形趋于极限后难以发生变形的相持阶段,大尺度地壳运动与动力环境的动态变化对汶川大地震的发生有促进影响.

关键词:汶川MS8.0地震;GPS;地壳运动与变形;动态过程;孕震过程

来源出版物:地球物理学报, 2009, 52(2): 505-518入选年份:2012

利用DEMETER卫星数据分析汶川地震前的电离层异常

曾中超,张蓓,方广有,等

摘要:DEMETER卫星由法国于2004年6月发射,高度约为665 km,圆轨道且经过极区,其主要目的是研究与地震有关的电离层异常.2008年5月12日6:28(世界时)在四川省汶川县(31.02°N,103.37°E)发生了Ms8.0级的特大地震.该文分析了在震前一周内DEMETER卫星观测到的电离层异常.这些异常主要包括:(1)卫星在震前4天和5天经过震中附近时,记录到电子浓度、电子温度和氧离子浓度出现剧烈变化(变化率均超过20%);(2)在震前3天和7天,卫星探测到增强的电磁辐射.同时利用ELF频段(0~1250 HZ)的三分量电场和磁场数据,对异常电磁辐射作了进一步的分析(计算了电场功率谱、磁场功率谱、波矢方向和极化特性等).另外,考查了观测期间的地磁指数,由此得出观测到的异常现象不大可能由地磁活动引起.最后,对震前出现的这些电离层异常的可能的物理机理进行了讨论.

关键词:汶川地震;LAI耦合;电磁辐射;等离子体浓度

来源出版物:地球物理学报, 2009, 52(1): 11-19入选年份:2014

华北克拉通岩石圈有效弹性厚度及其各向异性研究

郑勇

摘要:目的:华北克拉通地处欧亚大陆的东南部,是全球典型的克拉通再活化地区之一,其演化过程和空间构型一直是地球科学界关注的焦点.岩石圈力学强度控制着大陆岩石圈对长期载荷的响应及其演化过程和空间构型.而岩石圈有效弹性厚度(Te)是表征岩石圈力学强度的参数之一,其定义为一假想的、上覆于非黏性流体的、在相同载荷作用下产生与真实岩石圈相同弯曲的弹性板的厚度,表征了岩石圈在长期载荷(>105 年)作用下抵抗变形的能力.本文基于布格相关性法研究华北克拉通Te及其各向异性,初步探讨华北克拉通岩石圈的形变模式和破坏机理.

方法:在本文的研究中,我们使用以地形和布格重力异常为信息源的布格相关性法研究Te及其各向异性.首先,采用Fan小波分析法,通过严格控制Fan小波叠加的角度范围分别求取地形和布格重力异常间的各向同性和各向异性观测相关性.再由假设内部载荷来自Moho面起伏加载的Forsyth薄板模型计算各向同性预测相关性,采用正交各向异性薄板模型解算各向异性预测相关性.最后,将观测相关性和预测相关性通过最小二乘法迭代拟合反演获得各向同性Te及其各向异性.

结果:各向同性结果显示,在华北克拉通东部、中部和西部Te存在明显的差异.鄂尔多斯地块、河淮盆地的Te值均较高,30~65 km;中华北克拉通、南北重力梯度带及鲁西隆起Te值较低,约10~25 km;郯庐断裂带两侧Te有非常大的差异,西侧的Te明显小于东侧.Te的各向异性结果显示不同块体Te各向异性的大小或方向存在差异,研究区内地震大多分布在Te各向异性大小或方向转变的区域.Te各向异性方向(Te的弱轴方向)与地震波SKS的快波方向在华北克拉通西部阿拉善块体、山西裂谷带南部的秦岭-大别区域趋于垂直;鄂尔多斯、山西裂谷带地区Te各向异性与SKS各向异性近似平行;此外,Te各向异性与现今构造应力场间的相关性不明显.

结论:基于数值结果,我们得到如下几点结论:(1)华北克拉通不同块体Te存在明显的差异.从大体上看,Te的低值区对应于地质时期发生过多次构造事件的断裂带、裂谷带以及块体边界,Te的高值区对应于冷的、古老的大陆块体.并且,在鄂尔多斯块体以南的秦岭-大别造山带Te不存在明显的低值区,暗示该地区岩石圈内不存在可供物质流动的通道.(2)不同块体Te各向异性的大小或方向存在差异,并且研究区内地震大多分布在Te各向异性大小或方向转变的区域.这可能说明Te各向异性整体一致的刚性块体有利于应力的传输或转移,使应力积累到块体周边的Te相对较弱、Te各向异性大小或方向发生改变的区域,有助于地震的孕育.(3)通过Te各向异性与SKS各向异性比较研究表明,华北克拉通西部阿拉善块体岩石圈变形趋于垂直连贯变形模式,各向异性源自地幔橄榄石晶格的优势取向.鄂尔多斯地区和河淮盆地Te各向异性具有整体一致性,属于稳定的克拉通块体,各向异性源自历史构造事件的“化石”各向异性.河淮盆地以北至渤海湾盆地的东克拉通地区Te各向异性呈现大体一致的走向,各向异性可能主要来自于晚三叠纪以来的构造伸展作用.克拉通中部Te各向异性相比东西部有明显的转变,各向异性的分布特征可能与太平洋板块的俯冲导致的中-新生代克拉通的再活化有关.此外,Te各向异性与现今构造应力场间的相关性不明显,体现出华北克拉通的复杂的构造应力特征.

来源出版物:地球物理学报, 2012, 55(11): 3576-3590入选年份:2012

“国家数字测震台网数据备份中心”技术系统建设及其对汶川大地震研究的数据支撑

郑秀芬,欧阳飚,张东宁,等

摘要:“十五”期间中国地震观测系统得到了迅速的发展,中国地震局地球物理研究所于 2007年底完成“中国数字地震观测网络”项目“国家数字测震台网数据备份中心”技术系统的建设.该数据备份中心可以准实时地接收并存储全国1000多个固定地震台站的信号,具备海量数据校验、数据格式转换、以用户定制方式截取地震事件波形数据和数据网络下载的功能.到目前为止,已累计为国内10多个科研单位开展的70多项研究提供了近70 TB海量波形数据的服务,特别在快速开展的汶川特大地震震后相关研究中提供了重要的数据支撑和保障作用.该文介绍了“国家数字测震台网数据备份中心”技术系统建设、汶川特大地震数据服务快速响应、大地震快速响应波形数据自动截取系统建设,以及对地震学及相关科学研究的数据支持情况.

关键词:测震数据备份中心;技术系统建设;地震数据支持;汶川地震

来源出版物:地球物理学报, 2009, 52(5): 1412-1417入选年份:2013

地震火山地层学及其在我国火山岩盆地中的应用

王璞珺,张功成,蒙启安,等

摘要:火山地层,物源来自于地下,搬运和分散方式有岩浆流、碎屑流、空落堆积及它们的再搬运,是不同于所有沉积地层的“异化地层”.与层序地层学研究沉积地层类似,火山地层学着重研究火山岩系的层序界面和内部充填样式,通过地震层序分析刻画成因地层单元和地层对比关系.应用地震火山地层学在南海北部陆缘带识别出向海倾斜反射(SDR)、向陆流、外高和供给岩墙等表征火山裂谷陆缘的地震-地质单元;在松辽盆地识别出组-段-旋回三级层序界面,和垂向加积、侧向前积、披盖沉积、造丘和穿切五种充填样式.目前,火山地层学研究分为陆内和陆缘两个方向.陆内盆地的中小尺度地震相-火山岩相的研究精度高;而陆缘盆地大尺度地震-地质单元的成果更具普适性.二者取长补短、互为借鉴,将成为今后地震火山地层学研究的重要方向.

关键词:异化地层;地震火山地层学;南海盆地;松辽盆地;向海倾斜反射(SDR)

来源出版物:地球物理学报, 2011, 54(2): 597-610入选年份:2013

火山地层结构特征及其对波阻抗反演的约束

唐华风

摘要:目的:近年来火山岩油气藏已成为我国能源接替的重要新领域.但火山岩具有复杂地层结构,使得火山岩储层的准确预测变得十分困难,阻碍了勘探开发的进程.本文以吉林省九台和长春大屯典型火山岩露头,开展火山岩地层结构模式研究.选取松辽盆地南部具有似层状结构的火山岩体,分别利用层状模型和似层状模型约束井震联合波阻抗反演,分析其对波阻抗反演结果的影响,探索适合火山地层特征的储层地质-地球物理综合预测方法.

方法:首先利用大比例尺地质填图方法,对松辽盆地东南缘火山岩露头进行地层结构测量和统计分析,建立火山地层结构模式;其次在其它条件相同的情况下,针对典型火山岩体分别利用层状模型和似层状模型模拟地层结构,约束稀疏脉冲波阻抗反演,在此基础上进行反演结果的对比分析.

结果:松辽盆地东南缘九台下白垩统营城组酸性火山岩和长春大屯古新统富锋山组中基性火山岩露头揭示,火山地层是由似层状、层状和块状结构组成的复合体.酸性火山岩常见似层状结构和块状结构,其中似层状结构的岩层倾向和倾角变化大,与地层顶底面表现为斜交;从火山机构喷发中心到远端的同一方向的岩层具有倾向相同、倾角逐渐变小、岩层厚度也逐渐变小的趋势;岩层的几何外形通常是透镜、席状、板状、楔状和丘状的复合体;上述特征明显区别于沉积岩地层的层状结构.中基性岩常见层状结构,其内部岩层原始产状多为水平或近水平,内部岩层与地层顶底界面多为平行-近平行关系,岩层倾向、倾角变化小、岩层厚度横向变化小;岩层的几何外形通常为席状、板状;上述特征与沉积岩地层结构相似.选取松辽盆地南部长岭断陷YS2井进行火山地层结构单元的识别,可划分为5个单元,各单元内岩性岩相、产状特征相同,总体上具有似层状结构的特征.分别进行似层状结构与层状结构模型约束下的波阻抗反演,对比反演结果可知,地层结构模型的选择对波阻抗反演结果有显著的影响,从而影响火山储层的位置、厚度和分布范围的预测结果,其结果可能漏识储层、也可能夸大储层分布.

结论:松辽盆地营城组火山岩整体上以似层状结构为主,部分为层状结构,少量块状结构.似层状结构火山岩不能沿用层状结构模型的刻画方法.火山地层结构的刻画需要在明确火山地层结构单元的基础之上,根据情况沿单元的顶面或底面趋势进行内插才能得到更为准确的地层结构模型;对于上部未被改造的地层结构单元以平行于顶面来拟合,对于上部遭受不均匀改造的地层结构单元以平行于底面来拟合.在此基础上开展波阻抗反演,才能使反演结果进一步逼近真实情况.

来源出版物:地球物理学报, 2011, 54(2): 620-627入选年份:2013

巴颜喀拉块体北和东边界大地震序列的关联性与2008年汶川地震

闻学泽,杜方,张培震,等

摘要:2008年汶川地震发生在巴颜喀拉块体的东边界.为了探讨区域动力学背景与该地震发生的关系,本文基于活动构造、震源机制解、GPS站速度、地震破裂展布以及历史大地震活动等资料分析巴颜喀拉块体北、东两个边界断裂系统的运动、变形以及大地震序列发生的关联性.结果表明:由于受到华南地块的阻挡,巴颜喀拉块体朝东-南东方向的“逃逸”运动一表现为该块体北边界的左旋走滑断层作用-在该块体的东边界转换成为逆冲或缩短兼走滑断层作用,亦即该块体的运动对其东边界断裂系统具有显著的“加载”作用.这种加载作用也反映在该块体北和东两个边界大地震序列发生的关联性上.19世纪中—晚期至2001年期间,一个由8次事件组成的大地震序列使巴颜喀拉块体北边界总长度的2/3破裂,该序列同时具有加速应变释放以及事件的间隔逐渐缩短的特征,反映最晚自1902年以来该块体发生了加速运动.作为对这一加速运动的响应,巴颜喀拉块体东边界大约自1933年以来发生一个由3次事件组成的大地震序列,也显示出加速释放以及事件的间隔逐渐缩短的特征;2008年汶川地震正是该响应序列中的最新事件.东边界的响应型大地震序列的发生至少滞后于北边界的数十年,可能与该块体的非刚性运动有关.另外,这两个大地震序列的事件序次-时间关系有助于分析该块体北与东边界的中-长期地震危险性.

关键词:巴颜喀拉块体;边界断裂系统;大地震序列;构造动力学;汶川地震

来源出版物:地球物理学报, 2011, 54(3): 706-716入选年份:2013

2010年玉树地震地表破裂带典型破裂样式及其构造意义

孙鑫喆,徐锡伟,陈立春,等

摘要:野外调查表明,青海玉树MS7.1地震发生在青藏高原中部甘孜-玉树断裂的玉树段上,在玉树县结古镇至隆宝镇之间产生了一系列包括剪切破裂、张剪切破裂、压剪切破裂、张性破裂及其不连续岩桥区出现的鼓包或陷落坑(拉分盆地)、高寒地区特有的冰裂缝等地表破裂单元,它们斜列组合成整体走向约300°、长约65 km、最大同震左旋位移2.4 m的地表破裂带,具有变形局部化的基本特征.玉树地震地表破裂带整体上可划分为长约15 km的结隆次级地表破裂带和长约31 km的结古次级地表破裂带,两者呈左阶羽列,其间无地表破裂段长约17 km,对应于Mw6.4和Mw6.9两个次级地震事件.地表破裂类型、基本组合特征等显示出甘孜-玉树断裂两盘块体的运动方式以纯剪切的左旋走滑为主,从一个方面反映了青藏高原物质存在着向东的逃逸和挤出现象.

关键词:玉树地震;地震地表破裂带;甘孜-玉树断裂;逃逸构造;青藏高原

来源出版物:地球物理学报, 2012, 55(1): 155-170入选年份:2013

天气尺度瞬变扰动的物理分解原理

钱维宏

摘要:大气变量可以在时空域内物理分解成四个部分.前两个是纬圈-时间平均的对称部分和时间平均的非对称部分,分别由太阳辐射和海陆分布热力调节的季节变化引起,并形成规则的逐日气候.第三部分是由年际和季节内的热带海洋或极地热力强迫引起的纬圈平均瞬变对称扰动,可形成大气变量的行星尺度指数循环.第四部分是一些复杂的天气尺度瞬变非对称扰动.大气变量中的逐日天气尺度瞬变扰动,可以用于指示区域持续性的干旱、暴雨、低温和热浪等极端天气事件.天气尺度瞬变扰动天气图能在极端天气事件的预报中发挥应有的作用.

关键词:物理分解;天气尺度;瞬变扰动;天气图;极端天气事件

来源出版物:地球物理学报, 2012, 55(5): 1439-1448入选年份:2013

2008年汶川8.0级地震发震断裂的滑动速率、复发周期和构造成因

张培震,徐锡伟,闻学泽,等

摘要:2008年5.12汶川大地震发生在中国大陆南北地震带中段.由于龙门山断裂带历史上只发生过3次6~61/2级强震,而且其晚第四纪构造活动速率很低,以至于对其潜在地震危险性认识不足.为什么在龙门山地区突发大地震,该地震具有哪些特征?其成凶机制是什么?该文在地震地质科学考察的基础上,利用震前的GPS观测结果,试图对卜述问题进行一些初步的思考和探讨.结果表明,5.12汶川大地震足龙门山断裂带的映秀一北川断裂突发错动的结果,地表上形成200多公里长的地表破裂带;灌县-江油断裂在地震中也发生了破裂,形成的地表破裂带长达60多公里.震前的GPS观测表明,横跨整个龙门山断裂带的滑动速率不超过~2 MM/YR,单条断裂的活动速率不超过~1 MM/YR,与地震地质研究结果和历史地震记录相一致.利用地震地质考察和地震波反演得到的最大同震位移可以获得相当于5.12汶川大地震的强震复发周期为2000—6000年.龙门山断裂带发育在破裂强度很大的变质杂岩体中,断裂带本身在剖面上呈"犁形"或"铲形"结构,有利于能量积累,形成破坏性巨大的地震.所以,5.12汶川大地震是一次低滑动速率、长复发周期和高破坏强度的巨大地震,是一种值得高度重视和深入研究的新的地震类型.

关键词:5.12汶川大地震;龙门山断裂带;高破坏强度;新地震类型

来源出版物:地球物理学报, 2008, 51(4): 1066-1073入选年份:2013

龙门山断裂带地壳精细结构与汶川地震发震机理

雷建设,赵大鹏,苏金蓉,等

摘要:利用2001年1月至2008年6月四川固定地震台网和临时地震台站记录到的大量P波到时资料,反演了龙门山断裂带及周边地区的地壳精细三维P波速度模型.结果表明,汶川主震以北和以南地区的结构存在较大差异,以北地区的龙门山断裂带具有很强地壳不均匀性,这与该区发生了大量汶川地震的余震相一致.这些结果有意义地改进了前人对龙门山断裂带仅为不同块体过渡带的认识.汶川主震震源区下方存在有明显低波速异常体,表明流体可能存在于龙门山断裂带内.这些流体可能直接影响汶川大震的形成.该文的成像结果为下地壳流沿龙门山断裂带上浸提供了可靠的地震学证据.

关键词:地震不均匀性;龙门山断裂带;汶川地震

来源出版物:地球物理学报, 2009, 52(2): 339-345入选年份:2013

汶川Ms8.0地震余震序列重新定位及其地震构造研究

陈九辉,刘启元,李顺成,等

摘要:综合利用川西流动地震台阵观测数据和震后应急地震观测台站的震相数据,采用双差地震定位方法对汶川地震的余震序列进行了精确重新定位,并对汶川地震的地震构造进行了深入研究.其结果显示,汶川地震序列从彭灌杂岩南缘开始破裂,主震及其余震破裂带长约350 km,在大部分区域宽约20~30 km,其宽度和空间形态沿破裂带显示了强烈的分段和非均匀特征.坚硬的彭灌杂岩对余震的非均匀性分布和汶川地震复杂的破裂过程起到了重要的控制作用.以松潘-甘孜地块中地壳低速层顶部为底边界,余震主要分布在4~24 km深度范围内的龙门山东缘上地壳高速层内.余震深度分布削面清晰地显示了映秀-北川断裂和灌县江油断裂以及汶川-茂汶断裂在20~22 km深度合并为剪切带的特征.小鱼洞到理县方向存在一条长度超过60 km的垂直于龙门山走向的余震分布条带,综合震源机制解和地震破裂过程的研究结果,我们推测,这是坚硬的彭灌杂岩体底部在长期应力积累作用下发生破裂的反映,并成为汶川地震释放出巨大能量的主要原因.

关键词:汶川MS8.0地震;余震序列重新定位;地震构造;龙门山断裂带;地震台阵

来源出版物:地球物理学报, 2009, 52(2): 390-397入选年份:2013

利用P波初动资料求解汶川地震及其强余震震源机制解

胡幸平,俞春泉,陶开,等

摘要:通过查阅国家地震台网、各省区域地震台网和流动地震台网,以及IRIS数据中心给出的一些国际台站的数字波形记录,读取P波初动方向,利用格点尝试法计算了2008年5月12日汶川8.0级(MS)特大地震以及其后发生的部分强余震(44次)的震源机制解.这组震源机制解是对哈佛大学已公布的9个地震的最佳双力偶解的很好补充.

关键词:汶川地震;震源机制解;P波初动;格点尝试法

来源出版物:地球物理学报, 2008, 51(6): 1711-1718入选年份:2013

油气勘探新领域:火山岩油气藏——松辽盆地大型火山岩气田发现的启示

冯志强

摘要:在传统油气地质理论认识中,火山岩往往被认为不生不储不盖,且其形成时的高温会破坏成藏,因而在勘探中要尽量避开,甚至将其视作“禁区”,排除在油气勘探的重点目标之外.虽然火山岩油气藏偶有发现,但是火山岩油气藏的勘探潜力没有被很好的认识到.自本世纪初,通过观念转变和理论与技术创新,大庆油田在松辽盆地徐家围子断陷深层火山岩天然气勘探获得重大突破,已探明几千亿方天然气储量,使火山岩由原来的油气勘探“禁区”变为“靶区”.从而带动了全国的火山岩油气勘探,在三塘湖、塔里木、下辽河和渤海湾等盆地又新探明了一大批火山岩油气田,充分证实了火山岩的巨大勘探潜力,促使国内油气储量的不断增长.研究表明,无论是基性火山岩、中性火山岩,还是酸性火山岩,尽管孔隙结构和类型有所不同,有的以原生孔隙为主,有的以次生孔隙为主,不同类型的火山岩但都可以成为良好的储层.不同成分和结构的火山岩有时会叠置在一起构成岩相组合,不同岩相叠置在一起会构成一个岩相叠合区,多种岩相叠合区涉及的层位多、岩性丰富,相变也多,储集性能往往很好,火山口附近多种岩相叠合区成为寻找火山岩油气藏的有利目标.盆地深部地层形成于盆地发育早期,这个时期构造活动强烈,火山活动频繁,喷发期次多,规模相对较大,火山岩体在盆地深层,所占体积较大,在物性相同的情况下,火山岩可以提供更多的储集空间,而岩浆成因的火山岩结构支撑强度大,抗压性好,可塑性小,能够很好地保存原生孔隙,加之火山岩的脆性大,受后期构造活动改造期次多,有利于裂隙的形成和保存;火山岩的原生孔隙和构造裂缝也是后期热液改造作用必要通道,在后期溶蚀用用下产生大量的次生孔隙.同时,盆地发育早期,不仅火山作用强烈,旋回、期次多,而且盆地拉伸强度大,沉降速率大,多为非补偿型沉积,这种多旋回性的火山作用往往与快速沉降的非补偿型沉积序列互层,可形成多套有效的生储盖组合.另外,不仅沉积层的有机烃源岩可以为火山岩储层提供有机气,而且火山岩作用往往与深部地质作用关系密切,在火山岩岩浆上升过程或期后,大量的幔源无机气从地幔逃逸,尤其是CO2气体,可以通过深大断裂、火山通道,充注到火山岩孔隙之中,形成无机成因气藏.因此,与沉积岩相比,深层火山岩具有体积大、储层物性受埋深影响小、孔渗条件好等三大优势,成储条件也相对较好,油气来源也具多样性,因此深层火山岩必然是油气勘探的有利目标.虽然我国东、西部具有形成两个万亿方火山岩大气区的地质条件,但由于深层火山岩埋深大,勘探难度大,受资料限制难以对资源潜力形成全面的客观认识,探明率偏低,而就全球而言,火山岩油气勘探的程度普遍都很低,火山岩油气资源潜力以往被大大低估了,因此火山岩油气藏必将成为未来油气勘探的重要领域.

来源出版物:地球物理学报, 2011, 54(2): 269-279入选年份:2013

汶川Ms8.0地震:地壳上地幔S波速度结构的初步研究

刘启元,李昱,陈九辉,等

摘要:2008年5月12日我国四川省汶川地区发生了震惊世界的MS8.0地震.历史上,同类地震在大陆内部极为罕见.该地震深部构造背景的研究对理解其成因极为重要.该文利用中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室在川西地区布设的大规模密集流动宽频带地震台阵记录的远震P波波形数据和接收函数非线性反演方法,得到了沿北纬31°线的19个台站下方120 km深度范围内的s泼速度结构及台站下方地壳的平均泊松比.该观测剖面穿越了主震区,总长度约为420 km.我们的结果揭示了川滇地块、松潘-甘孜地块和四川盆地三个不同地块构造差异.上述三个地块的地壳结构特征概括为:(1)四川盆地前陆壳幔界面向西侧倾斜井有较为明显的横向变肜,地壳厚度存在46~52 km的横向变化,中下地壳S波速度存在横向变化,地壳平均泊松比值较高(0.28~0.31),但在龙门山断裂带附近,显示了坚硬地壳的特征,地壳平均泊松比仪为 0.2;(2)松潘-甘孜地块地壳厚度由西侧靠近鲜水河断裂的60 km,向东减薄为52 km,在14~50 km深度范围内存在S波速度2.75~3.15 km/s的楔状低速区,其厚度由西侧的~30 km向东逐渐减薄为~15 km,相应区域的地壳平均泊松比高达0.29~0.31;(3)鲜水河断裂西侧,川滇地块地壳结构相对简单,地壳厚度为58 km,并在26 km深度存在约10 km厚度的高速层,地壳内平均泊松比约为0.25;(4)汶川大震区在12~23 km深度上具有近乎4.0 km/s的S波高速结构,而其下方的地壳为低速结构,地壳平均泊松比0.31~0.32,汶川大震的余震序列主要分布在高速介质区域内.该文的结果表明松潘-甘孜地块的地壳相对软弱;而且并不仔在四川盆地向西侧的俯冲,我们认为在青藏高原东向挤压的长期作用下,四川盆地强硬地壳的阻挡作用可导致松潘-甘孜地块内部蓄积很大的应变能量以及上、下地壳存壳内低速层顶部边界的解耦,在龙门山断裂带附近形成上地壳的铲形逆冲推覆.汶川大地震及其邻近区域所具有的坚硬上地壳和四川盆地的阻挡作用为低应变率下的高慢度应力积累创造了必要条件,而松潘-甘孜地块长期变形积累的高应变能构成了孕育汶川大地震的动力来源.

关键词:汶川地震;接收函数反演;泊松比;流动地震台阵;地壳上地幔结构

来源出版物:地球物理学报, 2009, 52(2): 309-319入选年份:2013

2008年汶川Ms8.0地震发生过程的动力学机制研究

朱守彪,张培震

摘要:2008年5月12日汶川地震突发在现今并不活动的龙门山断裂带上,该地震发生的动力学机制问题引起广泛关注.文中利用黏弹性接触问题的有限元方法,考虑重力作用,对青藏高原东缘的应力场空间分布及其随时间的演化进行了数值模拟,结果显示应力在空间由分散分布逐渐向龙门山及周边地区转移集中.基于前人的研究成果及计算分析,初步认为汶川地震孕育发生的动力学过程如下:青藏高原的物质东流在向东运动过程中由于受到稳定的四川盆地的阻挡,一部分东流物质在川西地区囤积,造成龙门山隆升;高角度(50°~70°)、犁状的龙门山断层面上的正应力随着川西高原向东运动而不断增大,导致该断层的闭锁性逐步加强,并且分布在断层附近的变质杂岩为存贮高密度弹性应变能提供物质保障.但另一方面随着青藏高原较柔软的下地壳物质的不断向东运动,囤积的东流物质对龙门山断裂带上盘的推挤作用会不断加强,从而导致断裂带上剪应力越来越大;当剪应力超过摩擦强度时,断层解锁产生滑动,发生地震.模拟结果还表明龙门山断层面上的摩擦系数较高,断裂带上地震的平均复发周期约为3163年,这与其他资料结果有一致性.

关键词:黏弹性有限元;物质东流;动力学机制;汶川地震

来源出版物:地球物理学报, 2009, 52(2): 418-427入选年份:2013

四川汶川8.0级地震震源过程

王卫民,赵连锋,李娟,等

摘要:2008年5月12日在青藏高原与四川盆地交界的龙门山山脉发生了Ms8.0级强烈地震,引发山体滑坡等地质灾害,造成了大的人员伤亡和经济损失.该文利用远场体波波形记录合近场同震位移数据,根据地质资料和地震形成的地表破裂轨迹,造了一个双“铲状”有地震断层模型,利用反演技术重建地震的破裂过程.结果显示汶川大地震主要是沿龙门山造带的映-川断裂和灌县-江油断裂发生的逆冲兼右旋走滑破裂事件.断层面上的滑分布显示两个高滑动区先后发生在地震破坏最为重的映秀和北川地区,最大滑动量高1200~1250 cm,且破裂过程也显示一定的复杂性.地震破裂的平均走滑量略大于平均滑,与多种观测资料获得的震前龙门山断裂带构造变形相一致,推断是由于长期区域应力场用和龙门山地区特殊的物质组和结构孕育了这次千年尺度的强烈地震.

关键词:汶川地震;震源过程;有限断层模型;同震位移;波形反演

来源出版物:地球物理学报, 2008, 51(5): 1403-1410入选年份:2013

2008汶川Ms 8.0地震发生的深层过程和动力学响应

滕吉文,白登海,杨辉,等

摘要:汶川Ms8.0强烈地震发生在一条现今并不活动的龙门山构造带上,造成了以汶川、映秀为中心及其周边地域的严重破坏和人员的重大伤亡.然而强烈震发生前却未见有可能的确切征兆或浅表层异常活动,即浅层过程与地震发生的深层过程并不匹配.为此对这次强烈地震“孕育”、发生和发展的深层过程进行了分析和探讨,初步研究表明:①在印度洋板块与欧亚板块陆一陆碰撞、挤压作用下,喜马拉雅造山带东构造结向NNE方向顶挤、楔入青藏高原东北缘,迫使高原深部物质向流展,在受到以龙门山为西北边界的四川盆地阻隔下,一部分物质则转而向东南侧向运移;②龙门山地带在地形上差达500500 m左,地壳厚度在龙门山西北部为60±5 km左右,四川盆地为40±2 km左右,而龙门山地带与其、西两侧相比则为壳厚度变化幅度达15~20 km的突变地域,即为应力作用的耦合地带;③中、下地壳和地幔盖层物质以地壳低速层、低阻层深20~25 km)为第一滑移面,以上幔软流层顶面为第二滑移面,且在四川盆地深部“剐性”物质阻隔下,深部壳、幔物质以度在龙门山构造带和四川盆地的耦合地带向上运移(或称逆冲),且在龙门山地表三条断构成的断裂系向下延伸到20 km左深处汇聚,二者强烈碰撞、挤压、震源介质破裂;在质与能量的强烈交换下,应力得到释放,故形成了这次Ms8.0强烈地.为此从深部初揭示了这次强烈地震“孕育”、发生和发展的深层动力过程.

关键词:汶川地震;物质运移;深层过程;汇聚地带;动力学响应

来源出版物:地球物理学报, 2008, 51(5): 1385-1402入选年份:2013

孕震断层的多锁固段脆性破裂机制与地震预测新方法的探索

秦四清,徐锡伟,胡平,等

摘要:通过建立孕震断层中锁固段的临界破坏-断裂力学与其蠕变过程联系,发现每个锁固段断裂点与加速应变能释放起点的累积BENIOFF应变之比,有着依赖于锁固段个数的指数律关系,指数函数的底数为1.48.在最后一个锁固段破坏以前,每一个锁固段的临界破坏一断裂过程表示一个中等强度或更大震级预震(PRESHOCK)的产生过程;在最后一个锁固段破坏之后,主震将发生.通过相当数量地震实例的回溯性预测分析,表明这一指数律能可靠地应用于中等强度预震和主震的预测.该方法能够在地震的中期、短期以及临震预报方面发挥作用.常数1.48很可能是表征中等强度或更大震级的预震和主震产生过程的普适常数.我们还对地震预报研究中某些有争议的问题进行了讨论,从理论和技术层面论证了本方法的适用性.

关键词:地震;断层锁固段;BENIOFF应变;常数

来源出版物:地球物理学报, 2010, 53(4): 1001-1014入选年份:2013

地震叠前逆时偏移高阶有限差分算法及GPU实现

刘红伟

摘要:目的:叠前逆时偏移技术是解决地震成像问题的有力工具,由于逆时偏移计算量及存储量巨大,无法适应工业生产的需要,逆时偏移一直没有在工业界得到广泛应用.本文针对叠前逆时偏移计算量大的问题,使用图形处理器(Graphic Processing Unit,简称GPU)来实现算法加速,使其达到工业生产的需求.

方法:和传统的集群相比,GPU具有计算核心多,硬件成本低,省电,省空间等优点,目前已经广泛应用于生命科学、医学设备、工业生产、电子设计自动化、制造、金融和通讯等行业.GPU已经逐渐成为下一代高性能计算的首选工具,本文的一项主要工作就是围绕利用GPU加速逆时偏移展开.炮域叠前逆时偏移的实现过程包括三个步骤:首先炮点波场沿时间正方向传播到最大时刻并将中间结果保存下来;然后检波点波场数据沿时间反方向传播,并读取炮点相应时刻的波场值;最后应用合适的成像条件,将所有炮的偏移结果累加得到最终偏移结果.波场传播采用上文中介绍的时间域二阶差分、空间域高阶差分格式.本文中我们选用互相关成像条件,原因是互相关成像条件容易实现,便于并行,不存在稳定性问题,并且可以处理多波至问题,不会丢失波场信息.

结果:波场传播和应用成像条件时空间中每个网格点都是解耦的,即独立的.所有网格点可以并行计算.并行粒度很小,每个线程只计算一个网格点或者几个网格点的值,与CPU集群适合大粒度并行不同,GPU计算核心多,对这种小粒度并行的问题更有优势.实验过程中选用的GPU型号是Tesla S1070,它由四块Tesla 1060显卡组成,每块显卡有240个计算核心和4GB的显存,选用的CUDA版本是2.3.1.作为对比,CPU的型号是Pentium(R)Dual-Core CPU E5200 @ 2.50GHz,配有2GBDDR2内存.计算密集的波场传播与成像部分借助GPU并行计算,中间结果需要借助通讯保存在CPU内存或硬盘上.需要指出的是,运用空间高阶差分法需要大量的内存读写,以三维8阶差分格式为例,每计算一个网格点的值需要读取网格点周围25个网格点的数据,内存读取冗余度(read redundancy)很高.针对这一问题,我们采用矩阵分片的思想,借助GPU共享存储器(share memory)机制重用内存数据,大幅度降低内存读取冗余度.逆时偏移测试过程中,我们选用了时间2阶中心差分,空间12阶中心差分算法,分别在CPU和GPU上测试,测试结果表明,Tesla 1060的计算速度比CPU快30倍左右.

结论:本文介绍了高阶有限差分法求解声波方程的稳定性条件和频散关系,据此给出了叠前逆时偏移的实现过程.通过和单程波方法相比较,逆时偏移突破了 90°倾角的限制,对垂直断层,盐丘内幕等陡倾构造成像效果显著,是单程波方法无法比拟的.但是逆时偏移计算量大,计算周期长,为此本文选择GPU实现算法加速,取得了30倍的加速比.本文关于GPU加速的研究仅限于单个GPU细粒度并行,对于大规模的三维叠前逆时偏移,单个GPU是无法满足生产规模的需要的,为此,需要多GPU间粗粒度并行、单GPU内部细粒度并行的算法,关于这方面的工作正在开展.

来源出版物:地球物理学报, 2010, 53(7): 1725-1733入选年份:2013

基于三亚VHF雷达的场向不规则体观测研究:2.东亚低纬电离层E区准周期回波

李国主,宁百齐,胡连欢,等

摘要:中低纬电离层E区不规则体准周期雷达回波现象,在地球不同经度区被观测到并开展了有关研究.本文利用三亚(109.6°E,18.4°N)VHF相干散射雷达2011年2月6日的观测,第一次给出了中国低纬电离层E区准周期回波的发生和变化特征.观测结果表明:准周期回波发生在地方时夜间2100-2200LT的110 km高度上,与连续性回波可同时发生;准周期回波斜纹在雷达探测的高度-时间-强度(HTI)图上可延伸5~20 km,持续时间为5~15 min,回波斜纹高度随时间以20~30 m/s下降,斜纹在HTI图上彼此间隔10 km和10 min左右.此外,雷达回波多普勒谱和雷达干涉分析显示不同高度准周期回波的多普勒速度随高度-时间表现出不同的变化趋势,与回波条纹斜率无明显联系,不同高度准周期回波对应的不规则体在东西方向也表现出截然不同的运动特征.分析结果表明,三亚电离层E区准周期回波的发生可能并不是由散块Es随着中性风周期性的经过雷达探测区域所致,而可能和Es中的扰动结构相关.

关键词:低纬电离层E区;准周期回波;场向不规则体;VHF相干雷达

来源出版物:地球物理学报, 2013, 56(7): 2141-2151入选年份:2013

青藏高原东缘现今三维地壳运动特征研究

王双绪

摘要:目的:青藏高原的地壳运动变形和地震活动与高原的形成演化关系密切,尤其是高原东缘地区地质构造结构复杂、地形地貌反差显著、深浅构造活动强烈、地震发生频度高强度大,是国内外地学专家研究的热点.特别是对2008年四川汶川8级特大地震前后地壳运动变形的研究颇多,但对青藏高原东缘现今三维地壳运动变形的整体特性与强震的关系研究还待深入.本文以大空间GPS观测和长时间尺度精密水准垂直运动背景相结合作为研究依据,以区域现今三维地壳运动的时空分布特征及其与大震的关系和机理研究为目的.以期得出对未来青藏高原东缘动力学深入研究具有参考意义和应用价值的结果.

方法:利用国家重大科学工程“中国地壳运动观测网络”、“中国构造环境观测网络”和相关地震科研项目1999—2011年GPS区域站观测资料,获得青藏高原东缘地区现今地壳水平运动速度场图像;结合地质构造动力环境和区内发生的特大地震事件,分析GPS观测反映的水平运动空间分布的分区差异性和时间变化的阶段性;并与本研究区1970s—2011年水准测量获得的垂直运动背景场进行对比;进而采用区域构造环境、大震活动与测地资料相结合的定性与定量综合分析和对比研究方法,进一步研究和探讨区域现今三维地壳运动的时空分布特征及其与大地震孕育发生的关系和机理.

结果:①青藏高原东缘地区GPS观测反映的现今水平运动存在着空间分布的差异性和时间变化的阶段性,不同构造地带水平运动强度和方式的差异,受控于青藏高原NE向挤压、向E挤出和绕东构造结旋转作用;而运动状态随时间变化的阶段性(尤其是汶川地震发震断裂及其相关构造地带)与特大地震的孕育、发生有关.②区域长时间尺度水准观测反映的地壳垂直差异运动主要表现为地壳受挤压形成山区隆升与盆地相对下沉的山、盆构造活动分异.地壳水平挤压缩短运动强烈的山区垂直隆升运动显著,而盆地的水平拉张运动与相对下沉相伴生.反映了青藏高原东缘地区在挤压、挤出、旋转动力环境下,区域现今三维地壳运动总体呈现为地壳受挤压缩短形成山区隆升、盆地伸展下沉的继承性运动总貌和总的趋势特征,且这种地壳挤压缩短隆升和盆地伸展下沉往往具有一定的共生性特征.但现今隆升最显著的贡嘎山地区的GPS水平速度场没有表现出明显的地壳缩短,可能与深部物质活动有关.③龙门山构造带上的汶川发震地段长期受压闭锁积累的应变能经Ms8.0特大地震集中释放之后处于松弛调整运动状态,但与之相关联的构造部位以及外围的西秦岭、川滇菱形块体东边界等构造地带应变积累可能仍在持续.

结论:基于GPS、精密水准等观测获得的青藏高原东部三维地壳运动速度场,反映了高原东缘现今地壳运动呈现不同构造区域运动特征的分区差异性和时间变化的阶段性.在印度板块北推引起青藏高原总体NE向运动的环境动力作用下,形成了地壳水平挤压缩短强烈地带、垂直隆升也相对显著的共生性特征.研究区域三维地壳运动尤其是三维差异运动动态变化,与特大地震的孕育发生密切相关,汶川地震前后龙门山构造区相对水平运动与垂直差异运动状态的变化,与震前断裂闭锁高应变积累和震后弹性回跳的基本事实一致.

来源出版物:地球物理学报, 2013, 56(10): 3334-3345入选年份:2013

地质学

东天山图拉尔根、白石泉铜镍钴矿床钴、镍赋存状态及原岩含矿性研究

秦克章,丁奎首,许英霞,等

摘要:图拉尔根、白石泉两处镍铜矿床的发现被认为是近年在新疆地区铜镍找矿中的重大突破,两者均属于和超镁铁-镁铁质杂岩有关的岩浆熔离贯入型矿床,前者更富含钴。矿石中磁黄铁矿-镍黄铁矿-黄铜矿共生为本矿床及同类矿床之共同特征。文章对岩体的含矿性及其中Co、Ni元素的赋存状态进行了研究,以等离子质谱对岩体中的Co、Ni、Cu及稀土元素分析和S元素丰度的湿法化学分析,揭示出两处岩体含矿性颇佳。通过X射线衍射、扫描电镜、电子探针分析并辅以常规显微镜,查明了Ni、Co两元素主要以独立的硫化物和硫砷化合物状态存在。在图拉尔根矿区发现的钴独立矿物镍辉砷钴矿和钴辉砷镍矿,属于辉砷钴矿和辉砷镍矿的同质多像变种。对此类金属矿物均作了较深入的分析与研究,为阐明矿床的成矿规律以及扩大找矿提供了重要的事实依据;也冀望对将来矿山选、冶方案的优化制定有所裨益。

关键词:超镁铁-镁铁杂岩;铜镍硫化物矿床;Co-Ni元素赋存状态;含矿性;图拉尔根;白石泉;东天山

来源出版物:矿床地质, 2007, 26(1): 1-14入选年份:2012

华南地区中生代以来岩石圈伸展及其与铀成矿关系研究的若干问题

胡瑞忠,毕献武,彭建堂,等

摘要:华南地区中生代以来存在大规模的岩石圈伸展作用,与伸展作用相对应,形成了大量花岗岩型、火山岩型和碳硅泥岩型铀矿床。文章详细总结了华南中生代以来岩石圈伸展作用和铀成矿作用的研究进展。通过系统分析,认为要深刻揭示岩石圈伸展与区域铀成矿的关系,至少尚有两大重要科学问题未解决:其一是华南白垩纪-第三纪岩石圈伸展和铀成矿的准确期次及其空间迁移规律;其二为岩石圈伸展期铀成矿的必然性或铀为什么会集中在岩石圈伸展期成矿。要解决第一个问题,需要对铀矿床和岩石圈伸展期形成的基性脉岩开展系统的高精度定年工作;要解决第二个问题,则需要系统研究成矿流体中CO2等气体组分在铀成矿中的作用及其成因。

关键词:白垩纪-第三纪;岩石圈伸展;幔源CO2;铀成矿;华南

来源出版物:矿床地质, 2007, 26(2): 139-152入选年份:2012

湖南芙蓉锡矿床40Ar/39Ar同位素年龄及地质意义

彭建堂,胡瑞忠,毕献武,等

摘要:文章以金云母、角闪石和白云母为测试对象,利用40Ar/39Ar同位素定年的方法,精确厘定了芙蓉超大型锡矿床的形成时间。研究结果表明,白腊水矿区3个金云母样品的40Ar/39Ar坪年龄分别为(150.6±1.0)MA、(157.3±1.0)MA和(154.7±1.1)MA;热液成因角闪石的坪年龄为(156.9±1.1)MA。淘锡窝矿区云英岩中2个白云母样品的40Ar/39Ar坪年龄为(159.9±0.5)MA和(154.8±0.6)MA;因此芙蓉矿床的形成时间为151~160 MA,这与骑田岭主体花岗岩的侵入时间(151~162 MA)相吻合。湘南地区的柿竹园超大型W-Sn-Mo-Bi-F矿床、新田岭大型W矿床、瑶岗仙W矿床和黄沙坪Pb-Zn多金属矿床的形成时间亦集中在150~160 MA之间,因此,湘南有色金属矿化集中区可能主要集中在150~160 MA发生成矿,这种大规模成矿作用可能与中生代华南岩石圈的拉张、伸展作用密切相关。

关键词:40Ar/39Ar年龄;金云母;角闪石;白云母;芙蓉锡矿床;湘南

来源出版物:矿床地质, 2007, 26(3): 237-248入选年份:2012

河南商城县汤家坪钼矿辉钼矿铼-锇同位素年龄及地质意义

杨泽强

摘要:为查明商城县汤家坪大型钼矿床形成的时代,建立钼多金属矿成矿模式,利用电感耦合等离子体质谱仪对汤家坪等3个钼矿床的7件辉钼矿样品进行了RE-OS同位素年龄测定,获得汤家坪钼矿床辉钼矿RE-OS等时线年龄为(113.1±7.9)MA,准确厘定其成矿时代为早白垩世;测得天目沟钼矿床辉钼矿RE-OS同位素模式年龄为(121.6±2.1)MA,大银尖钼矿床辉钼矿RE-OS同位素模式年龄为(122.1±2.4)MA,初步确定大别山钼成矿带的成矿年龄大约在(122.1±2.4)~(113.1±7.9)MA之间。结合前人研究成果,认为大别山北麓钼成矿作用的地球动力学背景为燕山晚期大别造山带在伸展机制下岩石圈减薄,中国中东部区域构造-动力体制由近EW向构造为主向近SN向构造为主的大转换时期。

关键词:辉钼矿;铼-锇同位素年龄;地球动力学背景;汤家坪

来源出版物:矿床地质, 2007, 26(3): 289-295入选年份:2012

小秦岭金(钼)矿床辉钼矿铼-锇定年及其地质意义

李厚民,叶会寿,毛景文,等

摘要:最近在河南灵宝小秦岭地区大湖金矿及其附近的泉家峪含金石英脉中发现了具有工业价值的钼矿化。为了研究小秦岭金矿集中区钼矿的成矿时代,笔者选取大湖金(钼)矿床及泉家峪石英脉型金钼矿体中的辉钼矿进行了RE-OS法同位素定年,在大湖钼金矿石中获得3个辉钼矿样品的RE-OS模式年龄,分别为(223.0±2.8)MA、(223.7±2.6)MA和(232.9±2.7)MA;泉家峪钼金矿石中2个辉钼矿样品的RE-OS模式年龄分别为(129.1±1.6)MA和(130.8±1.5)MA。这些年龄数据表明,该区的成矿作用不仅发生于燕山期,而且还发生在印支期。与金堆城、黄龙铺等典型钼矿床不同,大湖和泉家峪矿床中辉钼矿含铼很低,可能表明它们的成矿物质来自壳源。

关键词:RE-OS同位素定年;辉钼矿;金矿床;大湖;泉家峪;小秦岭

来源出版物:矿床地质, 2007, 26(4): 417-424入选年份:2012

豫西熊耳山寨凹钼矿床辉钼矿铼-锇年龄及其地质意义

李厚民,叶会寿,王登红,等

摘要:寨凹钼矿床位于河南熊耳山地区,是新近发现的穿插于太古宙太华岩群深变质岩中的辉钼矿石英脉型钼矿床。为了获得该钼矿床的成矿年龄,从10件采自辉钼矿石英脉的样品中挑选出辉钼矿单矿物进行RE-OS同位素年龄测定。10件辉钼矿样品22次测定结果的年龄最小值为(1680±24)MA,最大值为(1831±29)MA。其中10件辉钼矿粗粒(自然粒度)状态下13次测定结果的等时线年龄为(1686±67)MA,MSWD=16;4件研磨后粉末状辉钼矿9次测定结果的等时线年龄为(1804±12)MA,MSWD=1.09。两条等时线的仞始187OS值在误差范围内接近于0,表明187OS全部由RE衰变而来。上述结果表明,寨凹钼矿床形成于17~18亿年的中元古代早期,是目前中国已知最老的钼矿床,为中元古代早期华北克拉通伸展-裂解环境中构造-岩浆热事件所伴随的热液成矿作用的产物,与熊耳群火山岩浆活动有密切的时空和成因联系;辉钼矿的RE含量为4.832×10-6~0.665×10-6,平均3.045×10-6,表明成矿物质可能来自围岩地层。东秦岭地区从元古宙到印支期、燕山期的铜矿化构成该区的钼成矿谱系,寨凹钼矿床可能是该谱系中最早的端员。

关键词:RE-OS同位素定年;辉钼矿;钼矿床;成矿谱系;寨凹;豫西

来源出版物:矿床地质, 2009, 28(2): 133-142入选年份:2012

西藏甲玛等超大型铜多金属矿床勘查与研究新进展

唐菊兴,王登红

摘要:近年来在西藏重要成矿带的找矿重大突破,得到了中央及地方政府的重视,中央第五次援藏工作会议上做出决定,在西藏建设五大有色金属、铬铁矿、盐湖资源开发和资源储备基地。资源开发基地的建设必将重塑中国铜等有色金属资源勘查开

关键词:地方政府;找矿重大突破;铜多金属矿床;岩石地球化学特征;冈底斯成矿带;盐湖资源开发;超大型矿床;有色金属;斑岩型铜金矿床;西藏建设

来源出版物:矿床地质, 2011, 30(2): 177-178入选年份:2012

短波红外光谱技术在浅剥蚀斑岩铜矿区勘查中的应用:以西藏念村矿区为例

杨志明,侯增谦,杨竹森,等

摘要:作为世界上最重要的一种矿床类型,斑岩铜矿一直是工业界勘查的首选。对此类矿床的勘查,在中-深剥蚀程度的矿区相对简单,而在浅剥蚀的矿区则变得较为困难,这是因为在浅剥蚀的矿区,矿床热液/矿化中心很难快速有效定位。近年来,在矿产勘查领域逐渐得到广泛应用的短波红外光谱技术,可通过特定蚀变矿物反射光谱特征参数系统变化的规律来厘定热液/矿化中心,在块状硫化物及浅成低温矿床中显示出良好的应用效果,这为浅剥蚀斑岩铜矿热液/矿化中心的快速、有效厘定提供了一种途径。为此,文章选择了位于冈底斯斑岩铜矿带东段、剥蚀较弱的念村(即夏玛日)矿区,拟通过矿区样品短波红外光谱的系统测量,寻找出蚀变矿物反射光谱特征参数系统变化的规律,进而约束矿床热液/矿化中心。本次研究在念村矿区共识别出7种蚀变矿物,按出现频率由多至少依次为伊利石、绿泥石、蛋白石、叶蜡石、高岭石、绿帘石及多硅白云母;而且,矿区外围以伊利石-绿泥石±绿帘石蚀变矿物组合为主,向内逐渐过渡为伊利石±蛋白石、伊利石-叶蜡石±高岭石组合。通过对伊利石反射光谱特征参数的计算发现,伊利石结晶度及Al-OH吸收峰位,这些通常被认为与伊利石形成温度有关的光谱学参数,在该矿区呈现出系统的变化规律:在矿区东北部,伊利石结晶度较大(>1.6),Al-OH吸收峰位较小(<2203 nm),而该区域的外围,伊利石结晶度变小,Al-OH吸收峰位变大。这表明矿区东北部伊利石的形成温度更高,暗示该区域可能为矿床热液/矿化中心。因此,建议在本次研究所圈定的热液/矿化中心范围内,在适当开展物探工作的基础上,尽快布置勘查工程进行验证,以实现矿床的尽快查找和突破。

关键词:斑岩铜矿;短波红外光谱;伊利石结晶度;Al-OH吸收峰位;念村;冈底斯;西藏

来源出版物:矿床地质, 2012, 31(4): 699-717入选年份:2012

西藏冈底斯南缘努日铜钨钼矿床地质特征与矽卡岩矿物学研究

陈雷,秦克章,李光明,等

摘要:西藏山南地区努日铜钨钼矿床位于冈底斯火山-岩浆弧构造带东段南缘,是新近探明的一个大型矽卡岩型铜钨钼矿床。矿区内出露有白垩系比马组和旦师庭组及大量晚白垩世和古近纪的侵入岩。矿区内的矽卡岩呈层状、似层状产在白垩系比马组地层中,矽卡岩矿物主要为石榴子石、辉石、硅灰石、角闪石、绿帘石、符山石等;金属矿物主要有黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿、白钨矿、斑铜矿、黝铜矿等。电子探针分析结果表明,矽卡岩矿物中石榴子石主要以钙铁榴石和钙铝榴石为主,辉石主要为透辉石,角闪石属于镁角闪石-阳起石,帘石主要为绿帘石。矽卡岩类型在水平和垂向上具有较好的分带性,依次由石榴子石矽卡岩过渡到透辉石矽卡岩,再过渡到透辉石硅灰石矽卡岩,这种分带特征表现了流体交代作用的变化。矿化类型和矿化组合也具有一定的分带性,浅部以矽卡岩型钨矿化为主;随着深度的增加,逐渐过渡为脉状的铜矿体或铜钼矿体,在局部较深的钻孔中还有少量的斑岩型矿化,主要以铜矿化为主,伴有较弱的钼矿化。石榴子石组分在垂向和水平方向上均具有规律性的变化,由钙铁榴石占主体逐渐过渡为钙铝榴石占主体。成分剖面显示石榴子石的组分和化学成分随着环带的变化而变化,说明石榴子石是由一种脉动式流体形成的,可能是由流体化学成分的自身再平衡和生长过程中流体流量的改变而引起生长速率的改变共同实现的。通过含铁律比值(Kp)的计算,得出努日矿床形成于弱酸性、较强氧化状态。结合矽卡岩矿物分布和成分变化特征,推测努日矿区的矽卡岩可能是由深部侵入体分异出的热液沿着层间的破碎带或断裂,经过较远距离的运移,与地层中的碳酸盐岩发生交代作用而形成。渗透交代作用可能是形成矿区矽卡岩的主要原因,流体的温度和氧逸度变化对于形成不同的矽卡岩矿物具有重要作用。努日矿床的矽卡岩为浅部矽卡岩,可能存在统一的斑岩型-矽卡岩型成矿系统,深部具有较大的找矿潜力。

关键词:矽卡岩矿物;分带性;石榴子石环带;氧化还原条件;努日铜钨钼矿床;冈底斯南缘;西藏

来源出版物:矿床地质, 2012, 31(3): 417-437入选年份:2012

青海省东昆仑成矿带铁矿成矿规律与找矿方向研究

许长坤,刘世宝,赵子基,等

摘要:东昆仑成矿带位于西域板块南缘活动带与华南板块接合部位,属昆祁秦缝合系的昆仑缝合带。区内由昆北、昆中及昆南三条呈近东西向到北西西向平行展布的区域深大断裂,构成东昆仑复杂的构造格局,由此划分出三大构造成矿单元,即东昆仑北带、中带、南带。这三条大断裂均为切穿地壳或岩石圈的区域性长期活动深大断裂,不仅构成各地质单元的边界和控制岩浆岩分布,也控制了东昆仑隆起、凹陷带沉积盆地及沉积建造的展布,与次级北西、北北西向和北东向断裂一起,把不同时代地层和部分岩体切割成规模不等的断块(条),同时不同级次的断裂构造作为成矿的导矿场和储矿场,为各类矿床的形成提供了良好的迁移通道和赋存空间。该区地层主要集中发育在前寒武纪、早古生界奥陶-志留纪、晚古生代石炭-二叠纪、中生界三叠纪及新生代几个时间段中。在区域分布上,昆中、昆北带出露地层较相近,昆南带与昆北和昆中带有显著差异,反映为不同地层分区。岩浆活动非常强烈而频繁,分布亦十分广泛,主要分布在昆仑山北坡断隆带和祁漫塔格地区,在昆仑山主脊形成著名的东昆仑山花岗岩带,昆仑山南坡出露少量中酸侵入岩。岩浆活动始于元古代,止于新生代,表现为间歇性的火山喷发与岩浆侵入频繁交替。岩性从基性、超基性到酸性均有出露。主要活动时代为加里东期、华力西期,其次为印支期、燕山期;兴凯期和前兴凯期主要以少量基性、超基性喷流活动。东昆仑成矿带是青海重要成矿带之一,东昆仑成矿带侵入岩、褶皱、断裂构造发育,岩浆活动频繁强烈,成矿地质条件十分优越,具有较大找矿潜力。该带也是青海省主要的工业矿床集中分布的地区,储量大,品位较高,矿产地集中,同时共伴生的多金属矿床也往往具有一定的规模。尤其是矽卡岩型和沉积变质型铁矿的绝大多数储量都集中在本带。铁矿床成因类型复杂多样,主要有与火山喷流沉积有关的喷流-沉积、热液交代变质改造型,沉积变质型和矽卡岩型,具备大型-超大型矿床的成矿条件。矿床多沿昆北、昆中和昆南深大断裂带分布,与次级构造及岩浆岩体关系密切。东昆仑西段是重要的大-超大型矿床找矿远景区,中段具有沉积变质型铁矿找矿前景,东段则是矽卡岩型铁矿床聚集区。该带铁矿资源量占全省的75.51%,铁矿共、伴生有用组分较多,可综合利用。接触交代型铁矿是目前开发的重点,此类型矿石质量较好,TFe品位一般在35%~55%,有害杂质硫、磷一般低于工业要求。特别是都兰、野马泉地区的铁矿多共、伴生有铅、锌、铜、金、银、锡、钴、铋、镉、硫铁矿等有益元素,需综合开发利用。由于共、伴生组分可综合利用,极大地提高了开发价值。

关键词:东昆仑成矿带;铁矿;成矿规律;找矿方向

来源出版物:地质学报, 2012, 86(1): 1611-1677入选年份:2012

中国西部叠合盆地油气藏形成、演化与分布预测

庞雄奇

摘要:中国西部叠合盆地经历了多期构造变动和多旋回的油气成藏作用,研究叠合盆地油气藏的形成、演化和分布预测具有重要的意义。叠合盆地指不同时期形成的不同类型的沉积盆地或地层在同一地理位置上的叠加和复合,具有地层沉积不连续、地层构造不连续、地层应力应变作用不连续等三大标志性特征,依据构造剖面上地层年代的关联性,将叠合盆地分为五种类型,即连续沉积型叠合盆地、中晚期地层叠合盆地、早晚期地层叠合盆地、早中期地层叠合盆地、长期暴露型叠合盆地。叠合盆地普遍发育复杂油气藏,三种作用(剥蚀作用、断裂作用、褶皱作用)六种机制(渗漏、扩散、溢散、氧化、降解和裂解)形成复杂油气藏,依据成因特征分为五类,原成型油气藏,圈闭调整型油气藏,组分变异型油气藏,相态转换型油气藏,规模改造型油气藏。研究表明,复杂油气藏中天然气的地下产状特征和分布特征与地表产状特征和分布特征有很大差异。中国西部叠合盆地油气分布主要受烃源灶、古隆起、沉积相、断裂带、构造变动和区域盖层等六大因素的控制。其中烃源灶(S)、古隆起(M)、沉积相(D)和盖层(C)等四大要素控制着油气成藏的形成和分布,并建立了多要素匹配(T-CDMS)成藏模式,用以预测有利成藏领域。油气藏形成之后,多期的构造变动对早成的油气藏进行调整、改造和破坏,主要受构造变动强度、构造变动时间、构造变动次数、构造变动时盖层的封油气性能等四大要素控制,并以此建立了多期构造变动破坏油气藏后剩余潜力评价模型,利用这一模型可以预测出有利勘探区带并评价出有利勘探区带中的剩余资源潜力。油气藏经过改造,表现出晚期成藏效应,并受相势耦合作用的控制最后定位,利用晚期成藏效应和相势耦合理论可以预测有利勘探目标,并指出潜在有利勘探目标。

来源出版物:地质学报, 2012, 86(1): 1-103入选年份:2012

青藏高原碰撞造山带Pb-Zn-Ag-Cu矿床新类型:成矿基本特征与构造控矿模型

侯增谦,宋玉财,李政,等

摘要:地处青藏高原东、北缘的兰坪、玉树及沱沱河地区,广泛发育包括金顶超大型矿床在内的大量新生代Pb、Zn、Cu多金属矿床。这些矿床均产于该高原东缘晚碰撞构造转换环境,主体赋存于第三纪前陆盆地内部,以沉积岩容矿,与岩浆活动无关,受逆冲推覆构造系统控制,显著区别于世界已知的各类以沉积岩容矿的贱金属矿床。研究表明,伴随印度。亚洲大陆碰撞造山而产生一系列逆冲断裂系,将前陆盆地侧缘的中生代地层切割成叠置的构造岩片,并推覆叠置于盆地沉积地层之上,形成单冲式或对冲式逆冲推覆构造系统,并控制了Pb-Zn-Ag-C矿床的形成与发育。根据逆冲推覆构造控矿式样和矿化特征,可以识别出4种矿床式:①产于逆冲推覆构造系统前锋带“构造穹隆+岩性圈闭”内的金顶式 Zn-Pb矿床;②受控于前锋带冲起构造的河西。三山式Pb-Zn-Ag-CU矿床;③产于主逆冲断裂带派生的次级断层或平移断层内的富隆厂式Ag-Cu或Cu矿床;④产于主逆冲断裂上盘灰岩层间破碎带内的东莫扎抓式Pb-Zn矿床。这些矿床的矿体多受不同级次的断裂控制,多孔砂岩、白云岩化灰岩及构造破碎带是有利矿化部位。多数矿体显示开放空间充填成矿特点,少数显示层控性,属后生成矿。金属矿物组合主要为低Fe闪锌矿+方铅矿+黄铁矿组合及低温Cu硫化物(黝铜矿系列为主)+Ag硫化物(辉银矿、黝银矿、汞银矿)+方铅矿±闪锌矿组合,脉石矿物组合主要为方解石±重晶石±萤石±白云石±天青石,局部见沥青。成矿流体以盐水体系为主,盐度W(NACLEQ)变化于1%~28.0%之间,成矿温度较低,通常在 80~190℃,显示盆地卤水±大气降水的特点。逆冲推覆构造系统对矿床的控制主要体现在:其深部拆离滑脱带可能是流体流长距离侧向迁移的优选通道,主逆冲断裂是成矿流体垂向运移和向上排泄的主要途径,浅部各类样式的逆冲构造是流体汇聚的主要场所。成矿物质以盆地沉积岩贡献为主,部分可能来自幔源岩石。矿床金属组合可能与成矿流体迁移-汇聚过程中流经岩石的性质有关:矿区发育灰岩建造时,出现Zn-Pb(Zn多于Pb)矿化;若发育碎屑岩建造,尤其是红层,则出现Cu-Ag(-Pb)矿化。因此,笔者将这种逆冲推覆构造控制的新类型矿床称之为造山型 Pb-Zn-Ag-Cu矿床,其成矿模式可表述为:伴随着印度-亚洲大陆持续碰撞,青藏高原东、北缘中生代构造岩片向盆地中央推覆并置,形成单冲式或对冲式逆冲推覆构造系统,流体从造山带沿拆离滑脱带长距离向前陆盆地方向运移,运移过程中淋滤围岩的金属物质,通过主逆冲断裂垂向沟通,进入浅部各式逆冲构造部位从而形成不同样式的矿床。经综合分析,提出了青藏高原东、北缘受逆冲推覆构造控制的贱金属矿床的勘查要素。

关键词:Pb-Zn-Ag-Cu矿床;成矿特征;构造控矿模型;逆冲推覆构造系统;碰撞造山带;青藏高原

来源出版物:矿床地质, 2008, 27(2): 123-144入选年份:2013

青海东昆仑卡尔却卡多金属矿区斑岩型铜矿的流体包裹体研究

李世金,孙丰月,王力,等

摘要:卡尔却卡铜多金属矿床是青海省地质调查院于近几年在东昆仑西段祁漫塔格地区新发现的一个矿床,目前规模已达中型。文章通过对矿区西北部受岩体断裂破碎蚀变带控制的铜矿体中石英流体包裹体岩相学、显微测温和激光拉曼探针成分分析,表明铜矿化石英脉中发育气液两相、富气相、含子矿物三相、纯液相和纯气相5类包裹体;气液两相和含子矿物三相流体包裹体的盐度差异明显,但它们的均一温度比较一致(320~440℃),反映在成矿流体演化过程中发生了强烈的流体不混溶,对成矿起重要作用;流体包裹体气相成分主要为H2O和CO2,其次为CH4、N2、H2、H2S及烃类。综合流体包裹体研究和矿化、蚀变等地质特征,笔者认为矿区西北部矿化应为与高中温岩浆热液作用有关的斑岩型铜矿化,它与区内强烈发育的铜铅锌多金属矽卡岩矿化均为同一构造-岩浆作用的产物。

关键词:流体包裹体;岩浆流体;斑岩铜矿;矿床成因;卡尔却卡;东昆仑

来源出版物:矿床地质, 2008, 27(3): 399-406,38入选年份:2013

LA-MC-ICP-MS锆石微区原位U-Pb定年技术

侯可军,李延河,田有荣

摘要:利用激光多接收等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)技术对30~1065 MA的系列锆石进行了详细的定年研究。包含离子计数器的多接收系统使得不同质量数的同位素信号可以同时静态接收,并且不同质量数的峰基本上都是平坦的,进而可以获得高精度的数据,均匀锆石颗粒207PB/206PB、206PB/238U、207PB/235U比值的测试精度(2σ)均为2%左右,对锆石标准的定年精度和准确度在1%(2σ)左右;不同质量数同位素信号的同时静态接收使得剥蚀时间缩短,剥蚀深度变浅,相比LA-ICP-MS方法,提高了激光剥蚀的空间分辨率。对5个锆石标准和2个实际样品的测试表明,206PB/235U年龄测定误差在1%(2σ)以内,定年结果在误差范围内与前人报道值完全一致,测试精度达到国际同类实验室先进水平。

关键词:锆石;LA-MC-ICP-MS;U-PB年代学

来源出版物:矿床地质, 2009, 28(4): 481-492入选年份:2013

初论碰撞造山环境斑岩铜矿成矿模型

杨志明,侯增谦

摘要:作为金属 Cu最主要来源的斑岩铜矿床主要产于岛弧及陆缘弧环境。基于大量弧环境斑岩铜矿床研究而建立的经典斑岩铜矿成矿模型,在后来环太平洋成矿带斑岩型矿床的勘查中取得了重大突破,成为科学理论指导矿床勘查的典范。然而,近年来国内矿床学家发现,除经典成矿模型所记录的岛弧及陆缘弧环境外,斑岩铜矿还可产于碰撞造山带内,甚至产在陆内环境中。显然,这些斑岩铜矿的成因无法用经典的斑岩铜矿成矿模型解释。文章从弧环境斑岩铜矿成矿模型的综述人手,通过对青藏高原斑岩铜矿床的成矿环境及构造控制、含矿斑岩起源、矿床基本特征、成矿物质来源、金属富集机制以及成矿流体来源及演化等已有研究成果的综合分析,初步提出了碰撞造山环境斑岩铜矿的成矿模型。该模型强调:①碰撞造山环境斑岩铜矿含矿斑岩为强烈挤压构造背景下形成的埃达克岩,岩浆起源于加厚的新生下地壳,板块断离或岩石圈拆沉诱发的软流圈物质上涌,以及斜向碰撞导致的挤压。伸展的构造机制转换通常是引发岩浆源区发生部分熔融的外部条件;②成矿金属的深部富集是因岩浆高氧逸度所致,高氧逸度条件下,S主要以硫酸盐的形式溶解于岩浆之中,从而导致通常优先向硫化物分配的Cu、Au等开始作为不相容元素向硅酸盐熔浆中富集;③含矿斑岩的侵位既可受到因斜向碰撞诱发的大型走滑断裂系统的控制,也可受到岩石圈拆沉诱发的大型张性断层的控制;而含矿斑岩的就位则受矿区尺度的构造控制,多组构造的交汇部位或大型背斜的核部常是斑岩铜矿产出的重要位置;④大型矿床,特别是超大型矿床下部通常存在岩浆房,岩浆房的流体出溶是引发矿床大规模蚀变与矿化的根源;成矿金属与S均来自岩浆,与含矿斑岩可能具有相同的源区;⑤矿床整体上具有与弧环境类似的蚀变分带规律,从内向外依次为钾硅酸盐化、石英-绢云母、粘土化及青磐岩化;不过,因碰撞造山带环境含矿斑岩相对富 K,从而导致岩浆房或浅侵的岩株/岩枝中出溶的岩浆热液常具有比弧环境斑岩铜矿床更高的K~+/H~+比值,从而诱发钾硅酸盐化蚀变的强烈发育;因钾硅酸盐化蚀变持续时间较长,铜钼矿化主要产于该蚀变阶段,特别是以黑云母大量发育为特征的晚期钾硅酸盐化阶段;⑥成矿物质沉淀可能因成矿过程中温度、压力、盐度、氧逸度、pH值等因素的变化所致,而这些因素的变化又直接或间接与高原的快速隆升与剥蚀有关。

关键词:斑岩铜矿;成矿模型;碰撞造山带;青藏高原

来源出版物:矿床地质, 2009, 28(5): 515-538入选年份:2013

三江特提斯复合造山与成矿作用

邓军,侯增谦,莫宣学,等

摘要:三江特提斯构造带作为全球特提斯构造在中国大陆最典型的发育地区,经历了复杂而完整的演化历史:从晚前寒武纪-早古生代泛大陆解体与原特提斯洋形成,经古特提斯多岛弧盆系发育与古生代-中生代增生造山/盆山转换,到新生代印度-亚洲大陆碰撞与叠加改造,完好地记录了超级大陆裂解→增生→碰撞的完整演化历史和大陆动力学过程,可谓是中国大陆构造演化的典型缩影。复合造山和叠加转换导致了三江特提斯域复杂的成矿演化,主要表现为:①在构造转换阶段,于元古代刚性基底基础上发育大量叠加改造型矿床,具有独特的金属组合(Sn-CU,Sn-Pb-Zn,Fe-Cu等);②火山成因块状硫化物(VMS)矿床伴随特提斯岩石圈演化,连续发育于陆缘裂谷(Cu)→初始洋盆(Cu-Zn)→大洋岛弧(Cu-Zn-Pb)→弧间裂谷或弧后盆地(Pb-Zn-Ag)→弧-陆碰撞裂陷盆地(Cu-Pb-Zn)等阶段及诸环境;③特提斯阶段的岛弧型斑岩Cu矿被碰撞造山阶段的大陆型斑岩Cu矿所取代;④世界级规模的金属成矿带和巨型矿床,在新生代碰撞造山期“爆发式”产生。尽管已有的研究从整体上勾画出了三江特提斯域的基本构造特征和成矿面貌,但仍有许多重要问题尚未解决:①三江复合造山带构造叠加、增生汇聚、碰撞转换等重大地质事件的精准时限及内在关联;②地质环境对成矿的控制作用;③壳幔相互作用过程对矿集区形成和成矿元素超常富集的制约作用;④典型成矿系统的时空结构、物质结构与矿床成因类型;⑤成矿系统发育机制和大型矿床的形成机理。显然,这些问题的解决必将导致三江复合造山带形成、演化和成矿作用研究的重大突破。

关键词:复合造山;构造体制转换;成矿作用;三江特提斯

来源出版物:矿床地质, 2010, 29(1): 37-42入选年份:2013

青海省祁连山冻土区天然气水合物基本地质特征

卢振权,祝有海,张永勤,等

摘要:笔者等在青海省祁连山冻土区实施的科学钻探试验井中,直接钻获到白色冰状实物样品,并观察到燃烧现象,经激光拉曼光谱仪检测为天然气水合物,这是首次在中国陆域勘查到的天然气水合物。天然气水合物主要产于泥岩、油页岩、粉砂岩、细砂岩等层段中,与岩性关系不大;常出露在岩层的裂隙和孔隙中,受裂隙的控制比较明显;纵向上分布不连续,主要出现在井下130~400 M之间,横向上无明显的对比关系。该区天然气水合物可能首先受到祁连山冻土特征等所确定的天然气水合物稳定带的限制,产出的具体部位受断裂及气源条件的双重控制,产生的烃类气体在不同级次断裂的疏导和上覆冻土层低温的共旧耦合作用下,更易于在裂隙中形成天然气水合物。

关键词:天然气水合物;地质特征;冻土;祁连山;青海

来源出版物:矿床地质,2010,201(1): 1入选年份:2013

豫西鱼池岭斑岩型钼矿床地质特征及其辉钼矿铼-锇同位素年龄

周珂,叶会寿,毛景文,等

摘要:河南省嵩县鱼池岭钼矿是近几年在东秦岭钼矿带中新发现的超大型斑岩钼矿床。该钼矿床产于合峪复式花岗岩体及隐爆角砾岩中。含矿岩体以富二氧化硅、铝质、贫钙、富碱、高F以及K2O含量大于Na2O含量为特征。矿区内辉钼矿化主要类型为浸染状、细脉状、网脉状,薄膜状和薄饼状。成矿围岩蚀变类型有钾长石化、硅化、绢云母化、黄铁矿化、黄铁绢英岩化、绿帘石化、绿泥石化和高岭石化等,具典型的斑岩型钼矿床的矿化和围岩蚀变特征。笔者选取了 6件不同矿化类型的辉钼矿样品进行RE-OS同位素定年,获得模式年龄(130.3±2.0)~(131.7±1.9)MA,等时线年龄(131.2±1.4)MA。表明该矿床形成于早白垩世,与赋矿的合峪花岗岩体的侵位年龄相一致,应为同一构造-岩浆-流体活动的产物。辉钼矿中RE的含量为12.48×10-6~53.39×10-6,表明成矿物质具有壳幔混源性质。鱼池岭钼矿与东沟、汤家坪等斑岩钼矿形成于同一时期,应为东秦岭-大别地区晚中生代区域岩石圈大规模伸展的响应。

关键词:地质学;RE-OS同位素定年;斑岩型钼矿;伸展环境;鱼池岭;河南

来源出版物:矿床地质, 2009, 28(2): 170-184入选年份:2013

西藏甲玛铜多金属矿元素分布规律及地质意义

郑文宝,陈毓川,宋鑫,等

摘要:甲玛铜多金属矿床已经成为冈底斯成矿带内为数不多的铜品位高、规模大、矿体连续性好的超大型斑岩-矽卡岩-角岩型铜多金属矿床。文章根据167个钻孔的成矿元素化学分析结果,对各元素平面分带、(Pb+zn)/Cu、Au/Cu、Mo/Cu、Pb/Ag、Zn/Pb、Zn/Cu比值分带以及剖面上元素的分带等进行了系统分析,认为甲玛铜多金属矿具有典型的与岩浆成矿作用有关的元素分带特征,矿体由深部向浅部具有Mo→Mo(Cu)→Cu+Mo→Cu(Pb+Zn+Mo)→Cu(Pb+Zn)→Pb+Zn的成矿元素分带现象,具有高温→中低温成矿演化的特点。研究提出,成矿流体的运移方向是由北东至南西,流体源位于矿区北东部的则古朗地区。这种典型的热液分带特征同海底喷流沉积矿床近管道相Pb/Ag比值高、远离喷口Zn/Pb、Zn/Cu比值高的元素分带特征有着本质的区别。矿区北部则古朗地区高Mo/Cu比值以及钼元素矿化强度随标高降低愈强的分布特点,均预示了该地区是深部隐伏含矿斑岩体之所在。

关键词:斑岩-矽卡岩-角岩型矿床;矿床成矿系列;元素分带;甲玛铜多金属矿;西藏

来源出版物:矿床地质, 2010, 29(5): 775-784入选年份:2013

长江中下游成矿带铜陵矿集区铜多金属矿床模型

毛景文,邵拥军,谢桂青,等

摘要:通过对长江中下游成矿带的系统考察和对前人资料的阅读和研究,聚焦铜陵矿集区,初步提出了一个可以涵盖不同类型矿床的矿床模型。该模型表达为:在早白垩世高钾钙碱性花岗岩侵位过程中,通过岩浆的分馏演化,在岩体隆起部位及其内外接触带形成斑岩-矽卡岩型矿床。由于广泛发育石炭纪至三叠纪碳酸盐岩,钙质和镁质矽卡岩型矿床是最主要的矿床类型。作为斑岩-矽卡岩型矿床系统的一部分,在斑岩-矽卡岩铜金钼矿床外围分布有矽卡岩铜金矿床、脉状金矿床以及脉状铅锌银矿床。长江中下游地区在三叠纪曾作为大别-苏鲁造山带的前陆盆地,在后碰撞时期出现了大量滑覆构造和扩容空间,它们在不整合界面处十分发育。因此,在成矿过程中不仅形成了像新桥那样的厚大矿体,而且在位于不整合界面附近的矽卡岩往往退化蚀变成为具有典型层纹状和曲卷状构造的退化蚀变岩和矿石,甚至沿一些层位交代形成了层控矽卡岩型或MANTO型矿体。此外,还提出了运用该模型开展勘查评价的建议。

关键词:矿床模型;斑岩-矽卡岩矿床;铜陵地区;长江中下游地区

来源出版物:矿床地质, 2009, 28(2): 109-119入选年份:2013

西藏驱龙超大型斑岩铜矿床:地质、蚀变与成矿

杨志明,侯增谦,宋玉财,等

摘要:驱龙超大型矿床是一个产于后碰撞伸展环境下、与大洋俯冲无关的新型斑岩铜矿。文章通过对驱龙铜矿床地质、蚀变与矿化的详细研究,建立了驱龙中新世岩浆演化序列,初步查明了岩浆浅成侵位的构造控制要素,厘定了主要的围岩蚀变类型及空间展布规律,查明了引起各期蚀变事件的地质记录及矿化的空间分布规律,并探讨了成矿物质沉淀的机制,初步建立了该矿床的成矿模型。研究表明,驱龙铜矿中新世斑岩是闪长质深部岩浆房不断演化的产物,花岗闪长岩中新发现的、结晶时间为22.2 MA左右的闪长质包体可近似代表深部岩浆房组分,依次产出的花岗闪长岩、呈岩株或岩枝产出的P斑岩、X斑岩及最晚期的闪长玢岩[(15.7±0.2)MA],均为深部岩浆房连续演化的产物,岩浆持续6 MA左右。岩浆演化过程中角闪石、斜长石不断的结晶分异,导致了岩石常量元素、稀土元素及微量元素组成的规律性变化,斑岩埃达克质的特征也因岩浆演化过程中角闪石等矿物的不断结晶分异而引起。X斑岩中锆石的Hf同位素特征表明,岩石可能形成于新生下地壳的部分熔融。大面积产出的花岗闪长岩为驱龙铜矿最主要的含矿围岩,容纳了驱龙矿床70%以上的矿体,主要由斜长石、钾长石和石英组成,具花岗结构-似斑状结构。近EW向产出,其浅成就位可能受背斜控制,其后的各期斑岩均沿该侵位中心上侵,而冈底斯地壳中新世的快速抬升与剥蚀是导致含矿斑岩浅成侵位的根本原因;矿区内的Sn向裂隙带既不控岩,也不控矿。浅成侵位的斑岩及深部岩浆房均发生了流体出溶。发生了大量流体出溶的深部岩浆房,是矿区早期蚀变流体的主要来源,显微晶洞构造及单向固结结构(UST)是流体出溶的地质记录。蚀变主要有3种类型,分别为早期的钾硅酸盐化、青磐岩化以及晚期的长石分解。钾硅酸盐化可分为2个阶段,即蚀变矿物以次生钾长石为主的早期钾硅酸盐化和以次生黑云母为主的晚期钾硅酸盐化。青磐岩化因产出的岩石类型不同,蚀变矿物组合具有明显差异性:产于叶巴组地层中的青磐岩化相对较强,蚀变矿物以绿帘石为主;产于花岗闪长岩中的青磐岩化相对较弱,蚀变矿物以绿泥石为主。晚期长石分解蚀变以破坏长石类矿物为特征,蚀变矿物主要为绢云母-绿泥石-粘土等。石英和硬石膏贯穿于上述各种蚀变中。空间上,钾硅酸盐化位于斑岩体及其周围地区,青磐岩化位于钾硅酸岩化外侧。后期形成的长石分解蚀变强烈叠加了早期钾硅酸盐化,介于钾硅酸盐化带与青磐岩化带之间。与早期钾长石化有关的脉体主英-钾长石脉,与晚期黑云母化有关的脉体主要为不规则至板状的石英。硬石膏脉、黑云母脉,与青磐岩化有关的脉体主要为板状的绿帘石-石英脉,与晚期长石分解蚀变有关的脉体主要为板状黄铜矿-黄铁矿脉及黄铁矿脉;在早期钾硅酸盐蚀变与晚期长石分解蚀变转换阶段,发育一组板状的石英。硫化物脉。早期不规则的脉体形成于斑岩结晶早期、矿区裂隙小规模发育阶段;晚期的板状脉体形成于斑岩弱固结或固结之后、矿区大规模连通裂隙发育阶段。驱龙矿区的铜矿化分布较为均一,主体产于花岗闪长岩中,其中,铜矿化主体形成于黑云母化蚀变阶段,转变阶段及长石分解阶段也有大量铜的形成;钼主要形成于转换阶段,长石分解蚀变阶段也有产出。黑云母化阶段,铜的沉淀与角闪石黑云母化、斜长石钾长石化过程中 Ca2+的大量释放有关;转换阶段,铜钼矿化可能与压力和(或)温度骤降有关;晚期铜矿化与长石矿化蚀变阶段,斜长石绿泥石化、黑云母绿帘石化过程中Ca2+及Fe2+的释放有关。

关键词:围岩蚀变;矿化;成矿模型;斑岩铜矿;驱龙;冈底斯;西藏

来源出版物:矿床地质, 2008, 27(3): 279-318入选年份:2013

西藏甲玛中酸性侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及成矿意义

秦志鹏,汪雄武,多吉,等

摘要:文章研究了甲玛矿区内中酸性侵入岩的侵位时序及岩浆-成矿作用。以实测地质资料为基础,结合中酸性侵入岩的LA-ICP-MS锆石 U-Pb定年,初步厘定了甲玛矿区内中酸性岩浆岩的侵位时序,从早至晚依次为:花岗斑岩(15.31~16.27 Ma)-石英闪长玢岩-二长花岗斑岩(14.81 Ma)-花岗闪长斑岩。以辉钼矿为例,甲玛矿床显示有3期成矿作用,各期成矿过程分别对应于花岗斑岩或石英闪长玢岩、二长花岗斑岩和花岗闪长斑岩3期不同强度的岩浆作用过程。甲玛矿床的形成是3期岩浆-成矿作用叠加的结果。

关键词:地球化学;LA-ICP-MS;锆石;U-Pb定年;成矿意义;甲玛;西藏

来源出版物:矿床地质, 2011, 30(2): 339-348入选年份:2013

青海西部祁漫塔格地区主要矽卡岩铁多金属矿床成矿地质背景和矿化蚀变特征

赵一鸣,丰成友,李大新,等

摘要:青海西部祁漫塔格地区矽卡岩铁多金属矿床分布广泛,目前已成为中国西部最重要和最有找矿潜力的矽卡岩铁多金属成矿带。在大地构造上,该地区属东昆仑造山带;成矿主要与印支期(204~237 Ma)闪长岩、花岗闪长岩和二长花岗岩有关;控矿地层包括蓟县系狼牙山组大理岩、硅质岩,奥陶系—志留系滩间山群大理岩、碎屑岩、硅质岩、中-基性火山岩和石炭系结晶灰岩、碎屑岩等。区内发育3类矽卡岩,即钙矽卡岩、镁矽卡岩和锰质矽卡岩,以前者为主。钙矽卡岩常伴生Fe、Cu、Mo(Pb,Zn)矿化,镁矽卡岩主要伴生Fe矿化,锰质矽卡岩则伴生Pb、Zn(Ag)矿化;矿石矿物组合多种多样,矿化具有一定的分带性。内接触带侵入岩广泛发育钾长石化,与矽卡岩类型一起构成该类矿床的重要找矿标志之一。

关键词:成矿地质背景;铁多金属矿床地质特征;矽卡岩类型;钾质交代现象;祁漫塔格地区;青海

来源出版物:矿床地质, 2013, 32(1): 1~19入选年份:2013

广东天堂铜铅锌多金属矿床Rb-Sr等时线年龄及其地质意义

郑伟

摘要:文章选取8件闪锌矿、3件方铅矿和1件黄铁矿样品,采用Rb-Sr等时线定年方法测定天堂铜铅锌多金属矿床的成矿时代。获得闪锌矿等时线年龄为(98.1±1.6)Ma,闪锌矿+方铅矿等时线年龄为(99±2)Ma,闪锌矿+方铅矿+黄铁矿等时线年龄为(98.2±1.3)Ma,闪锌矿+黄铁矿等时线年龄为(97.87±0.96)Ma,方铅矿+黄铁矿等时线年龄为(98.6±4.2)Ma。Rb-Sr定年结果表明,天堂铜铅锌多金属矿床的成矿时代为98 Ma左右,矿床形成于晚白垩世早期,可能与135 Ma之后太平洋板块的运动方向发生转向,使得中国大陆包括华南板块在内均处于持续伸展阶段有关。硫化物矿石Rb-Sr所得的Sr同位素初始比(87Sr/86Sr)i平均值为0.7117,小于陆源硅酸盐的值(0.720),高于地幔Sr的初始值0.707,结合笔者对该矿床所做的S、Pb等同位素组成特征研究,显示成矿物质来源于壳幔混合。研究表明,利用特定矿床的主要矿石矿物,采用Rb-Sr等时线定年方法通过共生矿物组合和单矿物相互约束,可以有效地确定成矿时代,这对了解矿床的成矿背景等具有一定的指示意义。

关键词:闪锌矿;共生矿物;Rb-Sr定年;成矿时代;天堂铜铅锌矿

来源出版物:矿床地质, 2013, 32(2): 259~272入选年份:2013

电气工程

含分布式电源的配电网故障恢复策略

卢志刚,董玉香

摘要:鉴于分布式发电(DG)的特殊性,含有DG的配电网故障恢复不能用传统方法解决。提出了一种新的考虑DG的故障恢复策略。首先根据DG的发展状况介绍了2个孤岛处理标准:IEEE929-2000和IEEE 547-2003,前者禁止孤岛存在,后者允许有意识的孤岛运行。考虑到用户对供电可靠性的要求越来越高,同时DG的注入容量越来越大,文中的研究是建立在后一标准基础上的;然后介绍了3种孤岛运行模式,并分析了其优缺点;对含有DG的配电网潮流计算,采用改进的前推回代法进行处理;最后给出了考虑DG的配电网故障恢复步骤并进行了实例仿真。仿真结果证明了文中所提出的方法的有效性。

关键词:分布式电源;配电网;故障恢复;孤岛

来源出版物:电力系统自动化, 2007, 31(1): 89-92,99入选年份:2012

风电接入对电力系统的影响

迟永宁,刘燕华,王伟胜,等

摘要:研究了大规模风电接入对电力系统的影响。通过对基于双馈感应电机的风电机组进行动态建模以及对包含风电场的电力系统进行仿真计算,研究了风电接入对电网电压及输电线路传输功率的影响、风电场的短路电流贡献及其对电网短路容量的影响和风电接入后电网暂态稳定性的变化。研究结果表明大规模的风电接入可能会使电网出现线路传输功率越限、短路容量增加及电力系统稳定性发生变化等问题。最后针对上述问题提出了相应的改善措施。

关键词:风电接入;动态模型;潮流;短路容量;暂态稳定性

来源出版物:电网技术, 2007, 31(3): 77-81入选年份:2012

电压源换流器型直流输电技术综述

徐政,陈海荣

摘要:电压源换流器型直流输电采用可关断电力电子器件和PWM技术,是新一代直流输电技术,它能弥补传统直流输电的部分缺陷,其发展十分迅速。为了进一步推动电压源换流器型直流输电在电力系统中的研究和应用,结合ABB公司几个典型应用工程,在详细介绍电压源换流器型直流输电的系统结构、基本工作原理和与传统直流输电相比的技术优势的基础上,对电压源换流器的拓扑结构、控制与保护策略、开关调制方式等技术问题的国内外研究现状进行了评述。分析表明:在工程应用中,通常从优化系统运行、可靠性、安全性和经济性等角度出发,选择结构简单的电压源换流器主回路结构,并采用能降低开关损耗的开关调制方式。最后就我国开发电压源换流器型直流输电技术提出了需要重点研究的几个关键领域。

关键词:电压源换流器;直流输电;脉宽调制;控制策略;保护策略

来源出版物:高电压技术, 2007, 33(1): 1-10入选年份:2012

分布式电源及其并网时对电网的影响

韦钢,吴伟力,胡丹云,等

摘要:为研究分布式电源(DG)及其并网的影响,简要介绍了分布式电源的概念、分类及特点,并从配电网规划、电能质量、网络损耗、系统保护、电网可靠性、短路容量、实时调度、电力市场、发电机组无功出力及并网变压器等方面分析讨论了并网分布式电源对电力系统的影响。分析表明:妥善解决好并网影响将有利于DG的更大发展,DG不仅可作为传统供电模式的一种重要补充,还将在能源综合利用上占有十分重要的地位,将成为未来能源领域的一个重要发展方向。

关键词:分布式电源;电力系统;供电模式;并网运行;影响

来源出版物:高电压技术, 2007, 33(1): 36-40入选年份:2012

我国复合绝缘子关键制造技术的发展与展望

张锐,吴光亚,袁田,等

摘要:为总结我国复合绝缘子的制造技术和运行经验,进一步推进复合绝缘子的技术水平,通过对近年来复合绝缘子几大关键制造技术如界面连接工艺、制造材料、端部密封、伞裙形状、均压装置的发展历程比较分析,指出我国复合绝缘子的技术水平和应用已渐趋成熟并具有较高水平,目前的主要发展方向应是系统研究复合绝缘子的可靠性,包括憎水性、机械特性和劣化特性等;针对1000 KV交流和±800 KV直流工程特点加强研究复合绝缘子的优化配置、伞裙形状、均压装置及运行复合绝缘子检测技术。

关键词:复合绝缘子;制造技术;可靠性;检测技术;在线监测

来源出版物:高电压技术, 2007, 33(1): 106-110入选年份:2012

大区电网互联对电力系统动态稳定性的影响

朱方,赵红光,刘增煌,等

摘要:研究了由区域电网间互联形成的互联电网动态稳定性的特点、低频振荡产生的原因,提出了互联系统动态稳定性的控制策略,并提出以下结论:励磁系统中自动电压调节器的负阻尼作用仍然是互联电网发生低频振荡的主要原因;PSS已被证明是阻尼低频振荡的最有效、经济的装置,对本地振荡模式和区域间振荡模式均有很好的效果;直流调制、可控串补及可控静补对改善系统阻尼可有重要作用,今后应对这些领域进行更多的研究。

关键词:互联电网;动态稳定性;区域间振荡模式;本地模式;低频振荡;电力系统稳定器;直流调制;可控串补

来源出版物:中国电机工程学报, 2007, 27(1): 1-7入选年份:2012

生物质混合物与煤共热解的协同特性

阎维平,陈吟颖

摘要:该文选取了秸秆、稻壳、玉米芯、木屑、沙柳枝和叶、旱柳枝和叶、紫花苜蓿、芦苇、碱草等13种农业和林业废弃物、草木类及不同生长期的薪炭林等生物质,按等比例混合制备成粉状生物质混合物,在不同的工况下采用热重分析仪,分析研究生物质混合物与典型的褐煤、贫煤和烟煤煤粉的单独热解特性,以及分别与3种煤均匀掺混20%、33%与50%生物质混合物的共热解特性,合理定义了共热解中煤挥发分开始热解的温度。对热解试验数据与计算特性参数的分析表明:不同比例生物质混合物和不同煤化程度煤在共热解过程中,产物的产率基本等于单独热解生物质和煤的产物产率的加权平均值;与单独热解试验结果比较,生物质混合物与煤挥发分的各自析出开始和终止温度均随着生物质掺混比例不同与煤种不同有不同程度的变化,并对其规律进行了机理分析,认为生物质与煤共热解过程中存在协同作用。

关键词:生物质;不同煤化程度煤;共热解;协同作用

来源出版物:中国电机工程学报, 2007, 27(2): 80-86入选年份:2012

兆瓦级变速恒频风力发电机组控制系统

郭金东,赵栋利,林资旭,等

摘要:基于定子磁链定向的双馈电机控制理论,采用双PWM变换器结构,完成了兆瓦级变速恒频双馈风力发电机组的控制系统。其网侧变换器采用电压电流双闭环控制策略,转子侧变换器并网前采用转子电流开环控制策略,并网后采用有功、无功电流闭环解耦控制策略。该系统完成了亚同步、超同步运行时的系统满载实验以及模拟风速变化情况时系统有功、无功功率解耦控制的实验。实验结果验证了控制系统的可行性。

关键词:风力发电;变速恒频;兆瓦级;双馈感应电机

来源出版物:中国电机工程学报, 2007, 27(6): 1-6入选年份:2012

基于S变换的电压凹陷分类专家系统

杨洪耕,刘守亮,肖先勇,等

摘要:提出了基于时频分析方法S变换的电压凹陷分类专家系统。分析了由故障、故障自清除、变压器激磁和感应电机启动等原因引起的电压凹陷在三相幅值凹凸性、谐波含量、幅值突变次数和相位跳变等方面的不同特征,利用S变换良好的时频分析能力提取并量化这些特征信息,并引入了幅度因子、谐波增量、幅值突变次数和最大相位增量等指标,由此建立专家系统推理算法和判别规则。采用二十进制转换分类方式输出分类结果。给出了对多级电压凹陷进行简单判别的方法。通过仿真和实际算例验证,该专家系统可对所考查的电压凹陷进行准确分类判别。

关键词:电力系统;电能质量;电压凹陷;S变换;专家系统;时频分析;分类

来源出版物:中国电机工程学报, 2007, 27(1): 98-104入选年份:2012

双馈电机风电场无功功率分析及控制策略

郎永强

摘要:目的:随着风电机组单机容量和风电场规模的增大,风电场的无功功率的控制对电网越来越重要。交流励磁双馈电机变速恒频风力发电技术是目前最有前景的风力发电技术之一。本文基于双馈电机风力发电系统的原理,从理论角度研究该系统的无功发生能力和控制,并进一步对双馈风电场的无功控制策略进行了探讨。

方法:在双馈电机风力发电方案中,定子直接接入电网,转子通过交-直-交(AC-DC-AC)变换器与电网相连。交-直-交(AC-DC-AC)变换器由两个背靠背连接的电压型PWM变换器构成:靠近双馈电机转子一侧的称为转子侧变换器,靠近电网一侧的称为网侧变换器。所以,整个系统的无功功率包含发电机的定子绕组和网侧变换器两部分产生的无功功率率。同样地,风场无功功率调节的过程也需要实时的考虑每一台双馈风电系统的发生能力。

结果:双馈风电系统的无功功率发生能力实在风电系统实际发电功率(有功功率)低于系统最大设计值时才考虑的。双馈电机定子的无功功率是通过转子侧变换器控制的,和网侧变换器直接对电网产生的无功功率互相解耦。定子侧有功功率和无功功率运行范围受定、转子绕组和转子侧变换器的电流限制影响,但其中起主要作用的是转子侧变换器的电流限制。网侧变换器通常运行在单位功率因数状态,容量的选择只需考虑双馈电机最大转差有功功率即可。实际上,由于风力机随着风速的变化而作变速运行,使风力机并不总运行在最大转差功率的工作点上。当风力机运行在低风速时,网侧变换器工作在欠功率状态,并没有充分发挥其功率处理能力。当系统对无功功率有要求时,可以考虑让网侧变换器在功率允许范围内工作在非单位功率因数模式。本文在分析双馈电机风力发电系统功率关系的基础上,提出了考虑网侧变换器无功发生能力时计算系统无功功率极限的方法。并对双馈电机风电场在电网中的无功补偿的应用进行了探讨,提出了强电网条件下双馈电机风电场对当地用户进行就近无功补偿的策略,给出了一种风电场无功功率的分配原则。该方法充分发挥了双馈电机风电机组和整个风电场的无功处理能力。

结论:考虑网侧变换器的无功发生能力后,双馈风电系统可以在风电场无功功率控制中发挥更重要的左右,使得双馈风电场适合作为为电网中的重要的无功源发挥,在电网的控制中发挥作用。

来源出版物:中国电机工程学报, 2007, 27(9): 77-82入选年份:2012

1000 kV级特高压交流电晕笼设计关键问题探讨

唐剑,杨迎建,何金良,等

摘要:为了合理选择1000 kV特高压交流电晕笼的截面和长度,确保其满足特高压设计的要求,介绍了特高压电晕笼的基本原理和结构,对特高压电晕笼的截面和长度等关键参数的设计原则进行了细致的计算和校验,并结合国外特高压电晕笼的调研情况探讨了电晕笼设计的关键问题。为了保证电晕效应测量结果的准确性,建议我国特高压交流电晕笼采用8 M×8 M的方形截面,测量段和防护段的长度分别为25 M和5 M。

关键词:特高压输电;电晕笼设计;交流;电晕效应;电场;防护段

来源出版物:高电压技术, 2007, 33(4): 1-5入选年份:2012

单相逆变器并网控制技术研究

赵清林

摘要:目的:随着分布式发电技术的发展,光伏逆变器并网控制成为研究热点。设计具有良好稳态性能和抗扰性能的单相逆变器并网控制策略具有很大技术挑战。本文通过分析并网逆变器系统的结构和控制模型,探索高性能的单相逆变器的并网控制策略。方法:并网逆变器系统结构为单相全桥拓扑,逆变桥输出经过电感和并网开关连接到电网上。电感用于滤除由于开关动作引起的高次谐波电流,使并网输出电流是与电网电压同频同相的正弦波。系统控制算法由TI公司TMS320LF2407A DSP实现。当DSP检测到电网电压正向过零点时,启动DSP内部并网控制算法程序,实现电网频率的锁相跟踪,并经过运算,产生逆变器并网运行所需要的SPWM逻辑控制信号,经隔离驱动电路实现对逆变器开关的控制,使逆变器实现单位功率因数并网运行。根据并网逆变器原理图,建立系统控制模型,然后根据控制模型推导出并网逆变器输出电流的传递函数。由该传递函数可知逆变器输出电流与参考电流和电网电压有关。利用比例谐振控制具有无限大增益的特点实现逆变器具有零稳态误差跟随能力和抗电网电压干扰的能力。为了便于实现,本文设计了准比例谐振控制,分别从带宽、增益、谐波阻抗、稳定性等角度对控制器参数进行了设计。考虑到系统的扰动主要源于电网电压的扰动,为了进一步改善并网电流质量,本文设计了电网电压前馈解耦控制策略,此时逆变器输出电流只与参考电流有关,系统完全消除了电网畸变或扰动对输出电流的影响。为了验证控制效果,在 MATLAB环境中进行时域仿真研究,测试电网电压具有较大的畸变且具有扰动情况下并网控制效果。为了进一步验证本文并网逆变系统控制方案的有效性,研制了1台1 kW的数字控制试验样机并进行了实验测试,评估逆变器的并网电流控制的参考跟随能力和抗电网电压扰动的性能。

结果:从本文的研究结果可以看出,本文设计的准PR+解耦控制下单相逆变器并网电流功率因数为0.99,总谐波畸变率为1.675%,远低于IEEE-Std.929-2000规定的光伏逆变器并网电流总谐波畸变率小于5%的标。此外,逆变器并网启动过程中,系统能够很好的实现从电压过零点启动工作,减小了对电网以及对逆变系统的冲击,并且并网电流能够完全跟踪指令电流,启动跟踪速度很快且无超调,说明本文设计的并网控制具有较好的稳态特性和动态特性,从而实现了高性能的单相逆变器并网控制。

结论:本文设计并研制了一种基于准PR+解耦控制的单相并网逆变系统,提供了准PR控制器参数设计方法和依据,并进行了系统仿真研究和实验研究,结果表明,本文设计的准PR+解耦控制可以保证并网逆变器系统具有良好的跟随性能和抗扰性能,具有一定的工程应用借鉴价值。

来源出版物:中国电机工程学报, 2007, 27(16): 60-64入选年份:2012

3维协调的新一代电网能量管理系统

张伯明

摘要:目的:能量管理系统(EMS)在电力系统的运行调度和控制过程中发挥着关键作用,它类似于人类的大脑支配着肢体的动作。随着电网的大规模互联,电力元件上电气量的物理变化通过电网连接相互制约,相互影响,其表现异常复杂,传统的EMS面临技术层面、管理层面、市场层面等各方面的挑战。特别是美加8.14大停电给人们敲响了警钟,暴露了传统EMS在应对超级电网的复杂运行控制问题时尚不能胜任,需要进一步发展。因此,需要将新的理念、新的分析和控制技术引入EMS。本文提出以自动预警为特征的基于空间、时间和控制目标3维协调的新一代EMS概念,论述了其主要特征,给出了其设计思想、关键技术,并预测了其未来的发展前景。

方法:在硬件体系结构上,新一代EMS不再采用主备机方式,而是采用N台微机组成的机群,形成分布式的实时并行计算平台。集群机中包括协调机和计算子机。各子机的计算任务由协调机分配,计算结果返回协调机综合。在软件平台设计上,新一代EMS采用基于多智能代理系统(MAS)的软件开发范式,采用一个开放分布式的、具有可插入式结构的软件框架。分为核心框架和主要应用模块2部分。核心框架负责系统通信和任务调度的协调,相对固定;其余部分为计算分析决策和人机表达等应用模块,可以独立开发,方便地嵌入系统。多智能代理系统采用订阅/发布机制。通过核心框架的协调,使得各节点上都可以获得其他节点计算模块发布的服务。这种软件架构,解决了时间、空间和目标等3维分解协调所面临的海量计算和信息交互难题,在集群机上实现了新一代EMS“实时”、“跟踪”、“递归”和“闭环”的自动运行模式。在功能设计上,新一代EMS基于传统EMS,利用电网实时数据和互联电网各个子系统的模型进行全局电网模型重建,形成全局电网潮流模型。然后,在上一级电网调度中心自动跟踪地为下一级电网生成并下发外网等值模型,下级电网EMS进行实时网络分析计算,进行各种静态、动态和电压稳定计算,以及闭环控制决策。

结果:①新一代EMS系统是在空间、时间和控制目标等3个维度综合协调的在线分析、预警、闭环控制和辅助决策系统。在空间维,新一代EMS包括了控制中心间的网络模型合并、潮流匹配、外网等值、协调计算等技术,建模时通过本辖区局部电网与全局电网间的协调,解决了电网的互联与分层、分区、分别独立进行的运行调度和管理之间存在的矛盾;在时间维,通过不同时间尺度的协调,解决了物理量在时间变化上的快慢不同问题;在目标维,综合协调了电网运行控制的安全、经济、质量等多个目标。②新一代EMS系统采用自动、跟踪、递归、智能预警的运行模式,突破了传统EMS需要人工请求才分析的运行模式;采用跟踪电网变化过程和发展趋势,遵循瞻前顾后原则的预测、预警、预防的分析决策机制,突破了传统EMS侧重当前和历史数据断面的分析模式。实现了电网的在线全局、实时闭环、综合预警和决策目的。

结论:虽然传统EMS已经相当成熟并得到了广泛应用,但仍需进一步发展。本文新一代EMS和传统EMS的实质性差别在于,它是自动预警型的,是基于3维协调的综合预警和辅助决策系统,是基于全局协调优化的闭环控制系统。可以相信,随着新一代EMS中的关键技术的研究和解决,以及其工程实践的不断深入,新一代EMS必将从幼年逐渐走向成熟,用新一代EMS装备起来的超级电网控制中心必将出现。

来源出版物:电力系统自动化, 2007, 31(13): 1-6,22入选年份:2012

(责任编辑王帅帅)

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