地震沉积学研究中的方法和技术

地震沉积学是基于高精度三维地震资料、现代沉积环境、露头和钻井岩心资料建立的沉积环境模式的联合反馈,是用以识别沉积单元的三维几何形态、内部结构和沉积过程的一种新的方法、技术体系.地震岩性学与地震地貌学是地震沉积学的核心组成部分,前者研究的方法、技术主要包括:测井约束反演、90°相位转换等,后者主要包括:基于沉积模型的地震...     

海拉尔盆地贝尔凹陷贝西地区南屯组层序地层特征

应用沉积学和层序地层学的原理和方法,利用地震、钻井、岩心等资料,结合盆地区域构造演化特征,建立了海拉尔盆地贝尔凹陷贝西地区南屯组层序地层格架,将南屯组划分为1个超层序、4个三级层序、11个体系域。在层序格架内共识别出扇三角洲、辫状河三角洲、湖底扇、湖泊4种主要沉积相类型及8种亚相类型。南屯组沉积时期区内经历了初始沉降-快速沉降-沉降减弱-萎缩的构造演化过程,并形成与其对应的4个三级层序:SQ1沉积时期,研究区为分割的断陷盆地,湖盆规模较小,主要发育扇(辫状河)三角洲;SQ2沉积时期,湖盆规模迅速增大,统一的湖盆基本形成,沉积格局与SQ1时期相似,但有所不同的是区内西南缘出现物源供给,形成扇三角洲沉积;SQ3沉积时期,湖盆规模最大,区内各个物源方向的扇(辫状河)三角洲沉积规模明显减小,湖底扇及滑塌浊积体等重力流深水沉积相对发育;SQ4沉积时期,湖盆萎缩,湖盆规模迅速减小,同时东南部物源供给不足,造成东南部辫状河三角洲沉积几乎消失。生储盖组合及成藏条件综合分析表明:SQ2、SQ3低位体系域及高位体系域发育优质储层,并由于紧邻规模较大的烃源岩,在邻近断裂发育地区易形成断块圈闭及断背斜圈闭;在斜坡地区和缓坡带可形成不整合面作为遮挡的不整合-岩性圈闭及以各类砂体作为储集空间的地层超覆圈闭。     

分层气流条件下地形降水的二维理想数值试验

利用WRF v3.5中尺度数值模式,在条件不稳定层结下,针对分层气流(基本气流风速和大气湿浮力频率呈二层均匀分布)过山时,地形对降水的影响进行了多组二维理想数值试验,以研究不同高度、尺度山脉和不同方向基本气流对降水形态和分布的影响。模拟结果表明,地形重力波触发对流是地形降水的主要机制之一,地形波的特征(波长、振幅)和传播均受到地形和基本气流的影响,其中,强基本气流流经高而陡峭的山脉时,更容易在其背风坡捕捉到重力波,地形降水呈现多种模态,反之亦然;当改变基本气流与山脉交角时,主要通过影响地形强迫抬升速度、基流对波动稳定性发展来进一步影响地形降水的强度和分布。     

基于泥炭记录的过去150 a东北山地大气粉尘沉降

为了探究过去150 a来大气粉尘沉降历史及其对季风边缘区和季风影响区的影响差异,利用长白山典型雨养泥炭灰分粒度、成岩化学元素、²¹⁰Pb和¹³⁷Cs年代等指标重建过去大气粉尘变化,并与大兴安岭摩天岭雨养泥炭粉尘记录进行比较。东北山地泥炭灰分主要以粘土颗粒和粉砂颗粒物为主。中值粒径和成岩元素特征也初步揭示东北山地泥炭中矿物灰分主要源于蒙古国和中国北方沙漠和沙地的土壤尘。大气土壤尘降通量自19世纪初至20世纪60年代表现出逐渐增加的趋势,与区域近代化、工业化和战争等人类活动强度增加一致。在过去60 a间具有减小的趋势,与区域自然尘暴的监测数据吻合较好。东北地区长距离传输的大气土壤尘降通量背景基线为(5.2±2.6) g m^-2 a^-1。长白山大气土壤尘降通量（5~38 g m^-2 a^-1）小于大兴安岭（14~68 g m^-2 a^-1）,揭示了大气尘降随着与尘源区的距离增加而递减,对东北地区西部的影响要强于对东部的影响。     

一种基于SIFT特征匹配的自动图像拼接方法

提出了一种利用尺度不变特征变换匹配技术应用于图像自动拼接的方法，SIFT特征是图像的局部特征，其对旋转、尺度缩放、亮度变化均保持不变，对视角变换、仿射变换、噪声均有一定程度的稳定性。在分析了SIFT特征匹配理论的基础上，利用SIFT获取匹配点对，结合最小二乘匹配方法提高了匹配的精度，通过计算图像之间的变换参数，实现图像的自动拼接。实验取得了较好的结果，验证了方法的可行性。     

华北地区地壳上地幔S波三维速度结构

利用华北地区大型流动地震台阵的记录资料,采用近震和远震联合成像方法,得到了水平分辨率0.5°×0.5°、深至600km的S波速度结构.研究结果表明,上地壳S波速度结构与地表地质构造基本一致,燕山—太行山山脉均呈现高速异常,延庆—怀来盆地、大同盆地表现为低速异常,华北盆地内部的拗陷和隆起分别呈现低速和高速.唐山地区中地壳、山西裂陷盆地中下地壳存在明显的低速异常,可能分别与流体和热物质作用有关,有利于形成孕育强震的地质构造环境.90km的速度结构图像依然与地表的构造特征有较大的相关性,可能说明深部结构对地表构造有一定的控制作用.燕山隆起区岩石圈的厚度可达120～150km左右,华北盆地的岩石圈厚度可能在80km左右,太行山地区的岩石圈厚度介于两者之间.山西裂陷盆地上地幔低速层较厚,反映了该区不稳定的构造环境造成了地幔热物质的上涌.华北盆地下方220～320km出现的高速异常体,可能揭示了华北盆地上地幔仍然存在拆沉后残留的难熔、高密度的古老岩石圈地幔.研究区东部地幔转换带呈低速异常,推测可能与太平洋板块俯冲至该区下方地幔转换带前缘120°E左右的俯冲板块相变脱水有关.     

小江断裂带P波三维速度结构研究

小江断裂带(系)是青藏高原重要的东南部边界,是我国著名的强震活动带.小江断裂带位于云南东部,由南北向的绿汁江、易门、普渡河、西小江和东小江断裂数条分支断裂构成,东西展布宽约200 km,作为川滇块体的东南边界,该断裂带在青藏高原物质向东逃逸过程中起到了十分重要的作用.     

1954-2005年三江平原沼泽湿地农田化过程研究

作为中国重要的粮食生产基地和淡水沼泽湿地集中分布区, 三江平原对于保障国家粮食安全和区域生态安全具有举足轻重的地位.由于人类活动的剧烈影响, 1954～2005年期间, 三江平原大面积的沼泽湿地已被农田所替代, 并引发了一系列环境问题.国内以往的相关研究未能深入揭示区域尺度湿地农田化的过程与规律.基于遥感和地理信息系统技术,集成地形图与遥感影像(Landsat MSS,Landsat TM,CBERS)数据,分析了1954～2005年间三江平原湿地农田化过程及其主要驱动因素.研究结果表明:(1)从1954到2005年,三江平原沼泽湿地面积减少了77.03%;与湿地大面积减少相对应,耕地面积增加了2.5倍,2005年耕地面积占整个三江平原面积的55.14%,成为三江平原的主导景观.1954～1976年和1977～1986年为湿地农田化规模最大的2个阶段,沼泽湿地转化为耕地的面积分别为186.40×104 hm2 和120.29×104 hm2.至2005年,三江平原沼泽湿地农田化过程基本结束,大面积成片的湿地仅存在于几个较大的湿地自然保护区内.1954～2005年期间,三江平原沼泽湿地农田化的面积为258.48×104 hm2,为1954年沼泽湿地面积的73.3%.(2)三江平原发生湿地农田化过程的主要自然地理环境背景为:海拔为0～100 m,坡度为0°～1°,地貌类型为河漫滩、河流阶地、沼泽洼地、冲积洪积平原和低台地,土壤类型为草甸土、沼泽土和白浆土.(3)1954～2005年间,三江平原地区年平均气温显著升高,增温速率为 0.029 ℃/a.气候变暖为农业开垦提供了有利的前提条件.区域人口大量增加是湿地开垦为农田的最直接和最主要的驱动因素,1959～2005年间三江平原总人口增加了3.13倍,耕地面积与总人口及农业人口之间均存在显著线性相关关系.国家政策对于三江平原沼泽湿地农田化过程具有重要的影响作用.     

法理地震学与全面禁止核试验条约

法理地震学的用途之一就是帮助核查“全面禁止核试验条约”的执行情况。法理地震学家面临的一个重要挑战是将每年发生的成千上万次天然地震与可能违反条约的地下爆破区别开来。识别方法主要有4种：（a）体波与面波的震级比,（b）高频P波与S波能量比,（c）基于模型的方法,（d）震源深度。方法（a）和（b）有经验基础。方法（a）～（c）的不足是对全球地质学介质范围内激发的地下爆破缺少一个等效的弹性震源。可靠的常规震源深度的确定已被证明非常困难。然而,过去的十几年获得的在识别可疑震源方面的经验说明,尽管没有单一的方法能够长期奏效,但巧妙地独创性地应用各种互补方法通常能够解决可疑震源识别问题。     

1980年圣海伦斯火山爆发对之后30年火山学研究的启示

1980年5月18日,圣海伦斯火山发生了一次大规模喷发,这一事件令科学家和大众惊叹不已。巨大的山体滑坡、气浪以及随之而来的柱状喷发（高达25km,持续时间长达9hr）等影像记录震惊全世界,同时也激起了人们对此次火山喷发事件研究的兴趣（图1）。