沿107.6°E南北向剖面鄂尔多斯地块及周缘地区地壳结构

鄂尔多斯地块紧邻青藏高原东北缘,位于华北克拉通的西部,在我国中生代、新生代以来东部地区的构造活动中起到了重要作用.对鄂尔多斯及其周缘地区的研究可以提供有关华北克拉通的形成、演化和破坏过程的重要信息.本文选取了纵贯鄂尔多斯的107.6°E附近南北剖面上的44个流动地震台站进行分析,采用接收函数方法,进行Kirchhoff偏移成像,并且结合在该区域内前人的地震面波频散进行联合反演,获得剖面下方的地壳内部精细结构.研究结果显示:(1)莫霍面在鄂尔多斯北部较平缓,约45km深;在鄂尔多斯南部有所加深,达到50km;其北边的河套盆地的地壳厚度约为50km;南边的渭河盆地到秦岭地区及四川盆地的地壳厚度从约为40km增厚到47～50km.(2)河套盆地下方存在大规模的低速异常,最深可达25km,反映了其显著的拉张构造和沉积历史.(3)秦岭造山带下方的低速异常对应于其主要为长英质的地壳组分,可能是由于中生代的拆沉作用导致的地壳下部基性岩石层的缺失.(4)以38°N为界的鄂尔多斯地块,南北部地壳速度结构存在差异,可能表明了这两部分经历的构造历史不同.     

2013年南斯科舍海岭MW7.8地震的多点震源机制反演

2013年11月17日，在南极南奥克尼群岛北、南极板块与斯科舍板块之间发生了一次M_W7.8级地震（2013年南斯科舍海岭M_W7.8地震），我们利用全球分布的长周期和宽频带地震记录反演确定了这次地震随时间和空间变化的震源机制，验证了提出的一种多点震源机制反演的新方法.首先利用长周期记录的W震相反演了这次地震的矩心矩张量解并利用体波提取了视震源时间函数，同时利用台阵反投影技术从宽频带记录中获得了这次地震的高频源的时空分布，然后基于矩心矩张量解、视震源时间函数以及高频源的时空分布，实现了采用新方法对2013年南斯科舍海岭M_W7.8地震的多点震源机制反演.矩心矩张量解表明，地震矩心在44.50°W/60.18°S，矩心深度19 km，半持续时间49 s，释放标量地震矩4.71×10²⁰ N·m，发震断层走向104°，倾角54°，滑动角8°.视震源时间函数清楚地揭示了地震矩随时间变化的方位依赖性，总体上可以将时间过程分为前60 s和后50 s两个阶段，但前60 s可细分为两次子事件.根据台阵反投影结果，这次地震为沿海沟从西到东的单侧破裂，破裂长度达311 km，可以分为5次子事件，能量释放的峰值点依次为13 s、30 s、51 s、64 s和84 s，平均破裂速度分别为0.6 km·s^-1、2.6 km·s^-1、2.3 km·s^-1、2.8 km·s^-1和3 km·s^-1.多点震源机制反演显示，5次子事件的矩震级分别为M_W7.57，M_W7.48，M_W6.80，M_W7.53和M_W7.08，半持续时间依次为21 s，17 s，6 s，16 s和8 s，走向分别为95°，105°，81°，98°和98°，倾角依次为57°，49°，86°，46°和64°，滑动角-9°，1°，-17°，13°和-4°.这些在震源机制、能量释放以及持续时间方面的变化都是当地构造和应力环境复杂性的反映.     

基于深度置信网络的GNSS-IR土壤湿度反演

基于大地测量型GNSS接收机获取的反射信号反演土壤湿度是GNSS领域的研究热点。为克服常规线性回归和BP神经网络算法等的缺陷，本文提出了一种基于深度置信网络的GNSS-IR土壤湿度反演方法。试验结果表明，基于该方法得到的决定系数、土壤湿度平均绝对误差和均方根误差分别为0.909 8、0.017、0.021，与线性回归和BP神经网络算法相比，与实测数据吻合度更高，可有效提高土壤湿度反演精度，证明了方法的有效性和可靠性。     

重力数据约束的二维地震层析成像在台湾海峡南部的应用

地震-重力联合反演可以降低多解性，针对大勘探范围内岩石波速-密度关系存在较大散布的问题，引入交叉梯度结构约束构建统一的目标函数是一种有效的解决方案。利用台湾海峡南部HX-13测线进行验证：由于火成岩侵入体的存在，部分区域难以拾取可靠的地震初至，常规的走时反演无法准确恢复基底面的形态。搜集研究区的船测重力资料，根据地震地质条件和数据特点设置合适的反演参数，实现基于物性和结构双重约束的重力-地震联合反演。由对反演结果的分析和解释可以看出，该方法可在很大程度上弥补地震数据不完备的缺陷，使反演过程稳定，并提高模型的可靠性。     

水动力条件对沉积物-水界面氧通量的影响

氧环境决定了水体沉积物中各种生命所需元素的最终归趋，沉积物-水界面是水相与沉积物相氧传递的重要场所，而水动力条件是影响沉积物-水界面氧传递的重要因素.选择三峡库区一级支流御临河为研究对象，根据长年监测数据建立实验室模型，采用声学多普勒流速测试仪及微电极测试系统构建了非侵入式涡度相关测试系统，探究了不同水动力条件对沉积物-水界面氧通量的影响.结果表明：水体静止状态下沉积物-水界面溶解氧浓度随时间的增加而减少，非静止状态下随时间的增加而增加；沉积物-水界面氧通量随水体流速的增加而增加.根据氧通量求解对应流速下垂直涡动扩散系数并进行线性拟合，当水体流速为0.01~0.14 m/s时，垂直涡动扩散系数与水体流速的相关性最好，此时沉积物-水界面氧通量的传递以涡动扩散为主导.     

基于逆散射理论的介质参数与其地震响应的尺度对应关系研究

在反演过程中进行频带控制是多尺度反演的重要策略，但数据频率成分与要反演的参数之间的尺度对应关系尚不清晰。本文利用Kormendi论文中的测井曲线模型，基于逆散射理论将地下介质参数的扰动分解为0-0-9-11 Hz、9-11-18-22 Hz、18-22-36-44 Hz和36-44-80-90 Hz共4个尺度，并利用反射率正演模拟方法生成4个尺度扰动成分的地震响应。通过对比地下介质参数不同尺度的扰动及其地震响应的频带成分，发现二者在4个扰动尺度上均具有一致性，由此得出介质参数与其地震响应具有定量尺度对应关系的结论。据此从介质扰动的尺度概念引申出反射系数的尺度概念，从逆散射理论角度探讨实验结果的理论依据，并对其在指导反演分频参数选取及薄互层解释等方面的应用展望进行讨论。      

联合多点地质统计学与序贯高斯模拟的随机反演方法

岩相和储层物性参数是油藏表征的重要参数，地震反演是储层表征和油气藏勘探开发的重要手段.随机地震反演通常基于地质统计学理论，能够对不同类型的信息源进行综合，建立具有较高分辨率的储层模型，因而得到广泛关注.其中，概率扰动方法是一种高效的迭代随机反演策略，它能综合考虑多种约束信息，且只需要较少的迭代次数即可获得反演结果.在概率扰动的优化反演策略中，本文有效的联合多点地质统计学与序贯高斯模拟，并结合统计岩石物理理论实现随机反演.首先，通过多点地质统计学随机模拟，获得一系列等可能的岩相模型，扰动更新初始岩相模型后利用相控序贯高斯模拟建立多个储层物性参数模型；然后通过统计岩石物理理论，计算相应的弹性参数；最后，正演得到合成地震记录并与实际地震数据对比，通过概率扰动方法进行迭代，直到获得满足给定误差要求的反演结果.利用多点地质统计学，能够更好地表征储层空间特征.相控序贯高斯模拟的应用，能够有效反映不同岩相中储层物性参数的分布.提出的方法可在较少的迭代次数内同时获得具有较高分辨率的岩相和物性参数反演结果，模型测试和实际数据应用验证了方法的可行性和有效性.     

重磁三维反演伊犁盆地中部密度和磁性结构

伊犁盆地中部区域地处多个构造单元的交汇区，构造复杂，缺乏高精度地质资料，制约了对盆地构造演化的进一步认识.本文联合使用多种先验信息作为约束条件，利用高精度重磁数据反演获得了研究区地下海拔-10 km以浅的三维密度和磁性结构，增强了反演结果的可靠性.结果揭示以白石墩次凸为中心发育了一个"北断南超"的南西-北东向不对称型凹陷，北部沉积厚度大于南部；区内主要断裂具有高角度特征，生烃中心受断裂控制，阿吾拉勒山前凹陷浅部可能发育逆掩断裂；火成岩以侵入的基性火成岩为主，伴有部分喷出火成岩和中酸性火成岩.     

中国海-西太平洋地区典型剖面的重-磁-震联合反演研究

重-磁-震联合反演是获取地壳结构的重要方法.此次研究，我们主要基于全球最新的水深、重磁异常、沉积物厚度等数据，结合实测地震数据和前人研究成果，分析了中国海-西太平洋地区的莫霍面展布特征，并利用重磁震联合反演方法获得了跨越中国海-西太平洋典型剖面的地壳结构和异常体分布，揭示了陆壳到洋壳的典型变化规律.结果表明，从浙江地区到马里亚纳俯冲带，地壳结构大致呈现由厚到薄、由老到新、由复杂到简单的特征.浙江地区（扬子块体和华夏块体）地壳结构复杂，三层结构明显，地壳内断裂带发育，并伴有广泛的岩浆侵入；东海地区莫霍面起伏剧烈，地壳厚度变化较大，冲绳海槽地壳明显减薄，是其过渡壳性质的体现；西菲律宾海盆、九州-帕劳海脊、帕里西维拉海盆、马里亚纳俯冲带等构造单元地壳结构相对简单，二层结构明显.其中，西菲律宾海盆和帕里西维拉海盆地壳内部磁异常变化较为剧烈，海盆扩张过程中形成的磁异常体分布广泛，地壳厚度（5~8 km）明显小于陆壳；九州-帕劳海脊地壳厚度可达~20 km，缺失中地壳，表现为岛弧地壳结构；同源的西马里亚纳岛弧和东马里亚纳火山弧地壳结构相似，浅层磁异常体分布广泛，西马里亚纳岛弧地壳厚度（~17 km）略小于东马里亚纳火山弧（~20 km），体现了裂离的不对称性；马里亚纳海槽具有正常的洋壳结构（~7 km），但扩张中心未发生明显破裂.对比各构造单元地壳结构的异同点，我们进一步认识到，陆壳与洋壳之间不是孤立的，陆壳可能会演化出洋壳的结构或组分，板块的演化总是处于动态循环过程中.此研究加深了我们对中国海-西太平洋深部构造特征的整体理解，促进了我们对大陆边缘演化与板块相互作用的认识，深化了我国管辖海域及邻近地区的基础地质调查.