地震预测方法Ⅶ:水文地球化学方法

地球化学法是地震预测方法中的一种,其主要是通过研究震前地球化学成分的异常变化,找出其与地震三要素的关系,进行地震预报.已有的地球化学法地震预测主要包括水化学异常、气体化学异常、土壤化学异常方法,由于水和气是组成岩石的介质,也是反映岩石受力变形和破裂的灵敏组分,因此水化学异常成为最常见的震前地球化学异常.常用的水文地球化学预测方法是监测地下水中的气体成分(氡、氢、氦等)、水质组分(B、F、Li和Sr等)、水电导率、水温及水位等化学和物理的异常,还有一些稳定同位素比值(He~3/He~4及Ar~(40)/Ar~(36)等)的异常变化,并对监测到的异常进行统计分析,同时结合岩石力学实验进一步得到水化学异常与地震"三要素"的关系,给出相关的地震预测意见.本文通过了解水文地球化学法地震预测的发展现状以及多个水文地球化学预测实例,分析总结多种水文化学异常信号的特征和测震结果,从物理和化学角度分析了水文化学异常形成机制,如岩石破裂机理、混合机理、振动机理、压溶机理等,并结合监测实例和影响水文地震预测的诸多因素分析与评价水文地球化学法地震预测的研究进展及发展前景.     

板块绝对运动模型及其研究方法综述

研究全球板块的运动对于地球动力学、地幔流动等具有非常重要的意义.目前常用来推断板块绝对运动模型的方法主要分为基于地质和地球物理的地学方法和空间大地测量方法.地学方法主要包括热点参考系框架,岩石圈无整体旋转、剪切波分裂法、古地磁及古气候资料推断古纬度变化法、海岭海沟法等;空间大地测量方法主要是包括采用VLBI、SLR、GPS以及DORIS等技术手段得到的观测数据进行计算推到全球板块的运动.随着观测技术的不断提高,数据的来源、数量、精度的到了不断的改善和优化,板块的划分也更加精细,不论是反应时间尺度在百万年量级的板块运动地学方法,还是能够反应现今板块运动的空间大地测量方法,给出的模型都随着数据的改善进行了不断的更新,本文综述了迄今为止这些板块绝对运动研究方法的发展历史以及最新进展,分析不同参考基准的特点,认为结合地学方法和空间测量两种方法对全球岩石圈板块的绝对运动研究具有重要意义.     

基于矩阵模型进行抗荧光干扰的蓝藻原位检测方法

藻蓝蛋白与叶绿素a作为特征色素常用于表征蓝藻的生物量.藻蓝蛋白与叶绿素a通常用荧光光谱或原位荧光强度检测,但是在实际水体中藻蓝蛋白与叶绿素a的荧光效应相互干扰会影响测量精度,极大限制了该方法的应用.本文根据朗伯比尔定律,利用二阶矩阵模型设计了一套在荧光检测过程中"激发光-发射光"优化抗干扰的波长选择方法,并利用多元线性回归分析建立了两种色素浓度与荧光强度之间的多元校正线性模型,实验验证了所筛选蓝藻荧光分析法中特定激发光和发射光波长的有效性.本研究实现了两种色素检测过程中的成功解耦,可在藻蓝蛋白的原位检测中排除水体中藻蓝蛋白与叶绿素a之间的相互干扰,提高藻蓝蛋白和叶绿素a的原位检测精度,为开发便携式蓝藻检测传感器时的波长选择提供理论基础.     

基于热点参考系的板块绝对运动模型

本文在最新一代板块相对运动模型(MORVEL模型)的基础上,通过最小二乘反演观测热点方向数据建立板块绝对运动模型.经过对前人用于约束板块绝对运动模型的所有热点数据与MORVEL模型的一致性作系统的统计学检验,发现存在离群数据.相应地,提出两种系统剔除离群数据的新方法:逐一剔除法和全局搜索法.结合对总残差的卡方检验和对残差频率分布的正态检验,逐步筛选最优模型,最终得到一个基于热点参考系的板块绝对运动新模型(T87模型).该模型能够合理拟合全球分布的87个热点方向数据,而模型预测的板块绝对运动速率比观测热点火山的迁移速率系统偏小,最大偏差达到4 cm·a~(-1).这样的偏差可由观测热点速率的系统误差或地幔返回流造成的热点间运动解释.不论是哪种解释成立,本文结果表明热点方向数据能够独立、有效地定义全球热点参考系.这样定义的热点参考系可方便地应用于板块绝对运动、地幔对流及真极移的研究.     

大别山早白垩世变质核杂岩的结构与演化

大别山中部混合岩-片麻岩穹隆的构造属性认识方面一直众说纷纭.通过对中大别杂岩及其边界剪切带或断裂带的构造解析,并结合对前人相关研究的总结,我们将中大别杂岩厘定为早白垩世的变质核杂岩,其中商麻断裂与晓天-磨子潭断裂和水吼-五河剪切带构成了一个完整的拆离断层带,并将变质核杂岩的形成时间限定在145～120 Ma.中大别杂岩...     

新疆博格达山晚古生代地层的形成时代、物源及其演化:碎屑锆石U-Pb年代学证据

新疆博格达山主体由石炭系海相火山一沉积岩系组成,以发育两期双峰式火山岩,但不发育花岗岩为特征,对其晚古生代地层时代的划分和演化争议较大。本文重点对博格达山北部两个晚古生代砂岩进行了碎屑锆石U-Pb年代学分析,重新标定博格达山地区晚古生代地层的形成时代;利用物源区的演化,约束晚古生代构造演化。测年结果显示博格达上亚群砂岩的碎屑锆石表面年龄值分布范围较宽,主峰年龄为343~284 Ma(80%),次峰年龄为386~375 Ma(3%)、503~441Ma(7%)和871~735 Ma(10%);芦草沟组砂岩的碎屑锆石表面年龄值非常集中,主峰年龄为358~279 Ma(97%),次峰年龄为257~251 Ma(约3%)。博格达山中部原石炭纪博格达群上亚群与西部和南部下芨芨槽群相当,应属于早二叠世,中部一东部的石炭一二叠纪界线应在博格达下亚群一上亚群或居里得能组一沙雷塞尔克组之间的不整合面之中。博格达北部地区晚二叠世以南侧天山物源区供给为主,反映出晚古生代期间博格达山地区至少存在晚石炭世末和中二叠世两期构造隆升。结合区域火山岩与火山碎屑岩的研究,认为博格达山地区晚古生代主要经历4个演化阶段:早石炭世弧后盆地裂解阶段、晚石炭世碰撞拼贴阶段、早二叠世碰撞后伸展阶段、中-晚二叠世再次隆升到稳定阶段。     

胜利油田采油污水综合特征及利用评价

胜利油田作为我国石油的重要赋存区,其地热资源也相当丰富。在节能减排的背景下,采油产生的污水由于其相对较高的温度,除了用于回注开采层提高石油采收率,还能用于供暖、洗浴等。通过采集胜利油田济阳坳陷探区19个典型采油联合站分离出的采油污水,分析其水化学组分和微量元素,总结了采油污水的基本水化学特征以及腐蚀性和结垢性趋势。研究结果表明,本次采集的采油污水属于咸水-卤水,矿化度最高可达59.7gL-1,其中锂和锶的含量达到了作为矿水的要求。综合腐蚀性系数和拉申指数评价方法得出采油污水属于强腐蚀性水。结垢性评价结果表明,这些采油污水不会形成碳酸钙垢,也不具备二氧化硅的结垢条件,仅滨南和河口采油厂采油污水有硫酸钙结垢的可能性,综合利用前需要及时预防和处理。采油污水可以用于开采层回注、供暖、洗浴、温室大棚和水产养殖等,一方面可以减少环境污染,另一方面还能改善能源结构,具有良好的社会和经济效益。在综合利用采油污水时,需要考虑其腐蚀性和结垢性,选择合适的预处理方式及管道。     

从西南天山超高压变质带多期构造变形看天山古生代构造演化

通过对西南天山阿克雅孜和木扎尔特地区高压-超高压变质带构造几何学和岩石变形相关运动学的详细剖析,厘定出高压-超高压变质岩石及其相关围岩的构造单元。详细研究表明,研究区可划分为三个构造单元:北部单元、中部单元和南部单元。确定了每个构造单元的构造几何学特征及各个构造单元之间的相互关系。通过分析岩石变形特征和叠加关系,确定了岩石所记录多期变形的运动学特征。根据研究区的多期构造变形特点,建立了阿克雅孜和木扎尔特河地区构造演化序列。共划分出四期构造可识别的事件(E1-E4),分别代表了E1:高压-超高压岩石折返过程;E2:高压-超高压岩石造山带的早期改造过程;E3:北部构造事件对高压-超高压造山带影响;E4:走滑构造对高压-超高压造山带的叠加。沿造山带系列构造分析表明,西南天山高压-超高压带中发育的四期构造事件沿中天山北缘具有很好的一致性,各期构造事件也有一定的横向可对比性。在此基础上通过对多期变形事件的构造背景的探讨,建立了整个天山在古生代的构造拼合过程,揭示我国西部洋壳相关的深俯冲造山带形成过程和参与深俯冲作用(超)高压变质岩的变形变质历史。     

Ronge-Kutta法在计算复杂构造区域地震波旅行时中的应用

采用Ronge-Kutta射线追踪法对地震勘探中几个典型地质模型的地震波射线路径和旅行时计算的实例和效果进行分析。将Ronge-Kutta射线追踪模拟的结果与程函方程计算的时距曲线结果进行对比,验证了Ronge-Kutta射线追踪法的易实现性和程函方程有限差分旅行时算法的强稳定性,表明Ronge-Kutta射线追踪法在复杂构造区域进行地震射线路径和旅行时计算时能得到较好的模拟效果。     

导航电子地图增量更新服务及关键技术研究

以移动通讯数据传输技术、网络技术和时态数据库技术为基础,构建了导航地理信息的变化发现、分析甄别、采集、加工、处理、存储和发布服务一体化的增量式更新服务模式、技术、软件、质检和标准体系,论述了多源数据融合、时空模型及空间关系的动态实时维护、多尺度增量式导航电子地图综合处理、路径规划和质检方法等关键性技术,实现了导航电子地图近实时更新服务。