典型岩溶小流域碳酸盐岩风化过程及其碳汇效应

碳酸盐岩风化过程是一个吸收大气CO_(2)的过程,具有碳汇效应。利用岩溶区水体的水文地球化学特征揭示碳酸盐岩风化过程、计算流域岩溶碳汇通量是全球变化研究的一个重要方面。以广西柳州官村地下河流域(GGW)为例,2021年4个季度的监测结果表明:(1)HCO_(3)^(-)和Ca^(2+)是主要的阴阳离子,阴阳离子当量浓度和TDS浓度反映了碳酸盐岩强烈的风化作用;(2)水化学时空分布特征显示,GGW的水化学类型为HCO_(3)-Ca型,水岩作用过程除了H_(2)CO_(3)风化碳酸盐岩外,还有H_(2)SO_(4)和HNO_(3)风化碳酸盐岩;(3)在研究H_(2)CO_(3)、H_(2)SO_(4)和HNO_(3)共同参与的水岩作用过程中,用δ13 C DIC计算H_(2)CO_(3)风化碳酸盐岩的CO_(2)消耗量为2.38 mmol·L^(-),CO_(2)净消耗量用[HCO_(3)^(-)]mol-[Ca^(2+)+Mg^(2+)]mol表示,平均净消耗量为1.98 mmol·L^(-),用CO_(2)净消耗量计算出的GGW无机碳汇强度(以CO_(2)计)C m为86.37 t·km^(-2)·a^(-);(4)不考虑外源酸作用,利用水化学径流法计算出的GGW无机碳汇强度(以CO_(2)计)C m为94.49 t·km^(-2)·a^(-),CO_(2)净消耗量是水化学径流法计算的CO_(2)汇量的91.41%;(5)碳汇强度为2008年的1.91倍,研究结果可为人工干预增加岩溶碳汇潜力评估提供一定的参考和借鉴。

基于变维度贝叶斯反演的地热黏土盖层音频大地电磁探测能力研究

在地热探测中,黏土盖层作为水热型地热系统的典型标志,其埋藏深度及分布范围可为圈定地热资源的范围及确定地热钻井位置提供重要依据。黏土盖层通常由水热作用所形成的黏土层所构成,表现为低阻特征,利用音频大地电磁法可以对低阻盖层有效成像。为了获得黏土盖层位置分布及成像结果的不确定性信息,采用一维变维度贝叶斯反演方法,利用音频大地电磁数据对地热区低阻盖层的探测能力进行研究。首先进行模型试验,建立一个典型地热系统的地电模型,利用一维变维度贝叶斯算法对合成数据进行反演,获得地下电性结构和界面位置不确定性信息。接着将其应用于山西阳高地热区一条实测音频大地电磁数据处理。模型试验发现该方法对低阻黏土盖层具有较为准确的识别能力,所获得的低阻盖层上、下界面不确定分析的结果也较为可靠。实测数据试验发现,该方法对浅层低阻盖层具有较好的识别能力,并可以给出盖层界面位置的不确定性评价。该测线的二维非线性共轭梯度反演结果验证了一维贝叶斯反演的可靠性。该方法对浅层地热黏土盖层具有较准确的成像能力和不确定性分析能力,在地热探测中具有较强的应用前景。

青藏高原东缘甘孜断裂带地壳电性结构与孕震构造

位于青藏高原东缘的甘孜断裂带是一条晚第四纪强烈活动的左旋走滑断裂,与强震的发生有密切关系,它与鲜水河断裂带共同构成川滇地块与巴颜喀拉地块的边界.本研究横跨甘孜断裂带布设一条宽频大地电磁测深剖面,该剖面始于川滇地块,终止于巴颜喀拉地块.本文首先利用阻抗张量方法定性分析了研究区地壳结构的构造维性和电性主轴,然后利用二维各向异性和三维各向同性反演方法获得了可靠的地壳电性结构.结果显示川滇地块和鲜水河断裂带上地壳的各向异性方向沿着断裂带的走向,而甘孜断裂带下地壳的各向异性方向则垂直于断裂带的走向,表明研究区上地壳和下地壳存在解耦变形;甘孜断裂带两侧的电性结构存在显著差异;研究区上地壳的花岗岩体呈显著的高电阻率特征,上地壳的低阻异常主要是由含盐流体聚集导致的,而下地壳的低阻异常则主要由部分熔融体和流体共同构成.综合分析推断:地壳内的流体沿断裂带向下运移,增大了孔隙压力,降低了断裂的正应力,从而加速了地震成核过程;在上下地壳解耦变形的构造环境下,下地壳的运动拖曳作用致使应力在上地壳内更易于积累,从而导致地震的发生.

高密度电阻率法在雄安新区浅表古河道精细化探测中的应用研究

为实现雄安新区浅表古河道的精细化探测,在遥感工作的基础上,在研究区开展了两条高密度电阻率法剖面探测,经钻孔验证,利用高密度电阻率法确定的古河道分布范围具有较高的准确度,探明区内古河道具有“弯曲”、“迂回”和“辫状”的平面分布特征,实现了精细化探测的目的,取得了良好的应用效果,为探测和研究浅表古河道提供了新思路,为类似地质条件区域调查古河道方法选择提供了借鉴和参考。

地热资源电磁法勘探现状及展望

地热资源作为一种储量丰富、无污染、持续稳定的可再生能源,正受到国际社会的普遍关注。电阻率与地热环境中的孔隙度、渗透率、含盐度、蚀变及温度等关键参数紧密相关,是表征地热属性最为灵敏的参数。作为获得地下电性结构的一种重要地球物理勘探方法,电磁勘探方法具有探测范围广、深度大、精度高且经济高效等特点,被广泛应用于地热资源勘探。本文主要对电磁探测在地热资源的应用与发展现状、地热电磁成像及地热要素电性特征等方面进行综合论述。然后,根据电磁勘探在地热区的应用实例,总结了电磁法在地热勘探中的适应性、有效性及准确性。最后,对地热资源混场源超宽频电磁数据采集、高精度反演成像及关键地热属性识别等前沿科学问题与方法技术进行了展望。

基于曲波压缩的重磁异常三维反演及其应用

重磁异常三维反演在构建地下三维空间精细结构研究中作用显著,然而反演核函数矩阵规模较大,对计算机内存需求高,限制了三维反演的广泛应用。为了减小核函数的内存需求,提出了基于曲波压缩的重磁异常三维反演方法,即通过曲波变换,核矩阵的能量主要保留在小部分稀疏的曲波系数中,可实现高效的压缩反演。相比小波变换,曲波变换具有更优越的信号稀疏表征能力,因此在相同压缩率条件下曲波变换可以获得更高的压缩精度。文中对比研究了小波压缩与曲波压缩在重磁异常三维反演中的应用效果。考虑相同计算精度,曲波压缩可以将核函数压缩率提高100%,降低50%的内存需求。理论模型试验中反演核函数大小为(100×100)×(100×100×50)(双精度存储量约37 GB),利用文中方法仅需4%的压缩比(即核函数的内存需求仅为1.48 GB),即可实现与传统小波压缩10%的压缩比类似的反演效果。将文中方法应用于中国西部尕林格矿区的磁异常三维反演,曲波压缩反演得到的三维磁化强度模型较清晰地揭示了矿体的埋藏深度、空间分布、磁性强弱等特征,为后期钻探验证、储量评估、盲矿探测等提供了可靠依据。

基于Gramian约束与高斯-牛顿算法的重磁三维联合反演

为了降低重力与磁法单独反演中的非唯一性问题,本文实现了一种基于Gramian约束的重磁三维联合反演算法.使用基于模型参数或其空间梯度的Gramian算子,将其添加到目标函数中,约束剩余密度与剩余磁化率模型参数或其梯度更具相关性.采用高斯-牛顿法对目标函数进行最优化求解,对求解方程进行了简化,节省内存并提高了计算效率.反演过程中使用对数法约束模型参数的上下界,使反演结果更符合真实地质情况.提出了新的模型更新步长计算策略,同时考虑了数据拟合与联合约束的影响,使联合反演更加稳定.通过三个数值模型验证了算法的可靠性,并进一步将该算法应用于加拿大McFaulds湖实测航空重磁数据.对比了反演结果切片并展示了交会图,联合反演得到的剩余密度与剩余磁化率的物性、梯度分布都比单独反演的相关性更强.联合反演提供了一个既能拟合数据又在一定程度上满足耦合条件的反演解.验证了所开发的联合反演算法在实际数据上的有效性与适用性.

大地电磁三维数据空间反演并行算法研究

目前大地电磁三维反演实际应用的主要问题是计算效率低.在对大地电磁三维数据空间反演算法进行深入分析的基础上,本文提出了基于频点和矩阵划分的大粒度并行反演方案和具体实现步骤,并在曙光TC5000A高性能计算平台上实现了基于MPI的大地电磁三维数据空间反演并行算法.该算法实现了包括三维正演、灵敏度矩阵、叉积矩阵以及模型改正量的并行执行,不仅计算效率高,而且每个节点机上灵敏度矩阵的存储空间只需原来微机上的2/N(N是参加并行计算的节点机个数),大大地减少了内存开销.通过两个理论模型合成的数据对实现的三维数据空间反演并行算法进行试算,对比分析了多个节点机下程序的执行效率.测试结果表明,所实现的三维数据空间反演并行算法是可行的、高效的,与单机相比,不仅可以提高运行速度,缩短计算时间,而且还可以扩大计算规模,极大地推动了大地电磁三维反演的实用化.

大地电磁各向异性二维模拟及实例分析

经过半个多世纪的发展,国内外利用大地电磁法研究地球内部电性结构取得了令人瞩目的成就,这些研究成果多数是基于电性各向同性理论.然而地球内部普遍存在电性各向异性现象,地壳和上地幔中存在的电性各向异性是地电模型、地下结构和构造模型间一个重要的联系因素.本文首先由麦克斯韦方程出发,引入张量电导率,根据二维电性各向异性结构的特点,得到一组关于平行走向的电场分量Ex和磁场分量Hx的偏微分方程.使用有限差分法求解偏微分方程,求出Ex和Hx的近似解,并以此求得其它场分量;随后,通过对普通及特殊的二维电性各向异性结构做正演模拟,研究其对观测大地电磁场的影响,从而认识在普通及某种特定地质条件下的电磁传播特性,为其后对大地电磁实测资料的处理解释奠定理论基础;最后,以本文的研究成果为基础,将电性各向异性理论引入对实测大地电磁资料的处理解释中,通过对新疆某地的大地电磁资料做二维正演拟合解释,说明了电性各向异性现象的普遍存在,也验证了理论的正确性及算法的实用性,为今后分析解释大地电磁资料中的电性各向异性现象提供理论依据和技术指导,并开拓了对大地电磁实测资料处理的思路和方法.

华南东部吉安—福州剖面岩石圈电性结构研究

为了研究华南东部地区岩浆活动的深部构造背景,对吉安一福州宽频大地电磁测深剖面数据进行了系统的分析和处理,并利用非线性共轭梯度法进行二维反演,得到了武夷隆起带及周缘地区的岩石圈电性结构;结合区域重磁资料,详细分析了研究区内地壳、上地幔电性结构特征及地质含义.结果表明:华南东部地区岩石圈电性结构存在明显的分区性,并且壳内普遍发育不同成因的高导层,揭示出华南东部地区不同构造单元内的岩浆活动具有不同的成岩构造背景.其中,东南沿海褶皱带深部热侵蚀活跃,岩石圈物质和结构被强烈改造,电阻率普遍较低,软流圈上涌并伴随玄武岩浆底侵,导致岩石圈、地壳剧烈减薄;而武夷隆起带岩石圈电阻率相对较高,印支-燕山早期陆内挤压变形的构造形迹明显,晚中生代岩石圈拉张伸展作用对该地区岩石圈的物质结构有一定的改造.

环境与工程地球物理的发展趋势

2006年6月在武汉召开了第二届环境与工程地球物理国际会议.会议围绕近年来兴起的近地表探测问题展开,涉及方法原理、仪器采集、资料处理等各个环节,反映出国内外环境与工程探测领域的若干前沿热点和发展动态.结合本次会议,可以看出该学科主要趋势为:应用领域不断扩宽,方法技术灵活多样,重视基础理论研究,开发新型(特种)仪器,通过高精度测量、延时测量、先进的数据处理技术和信息技术等手段改善探测质量.我国对环境与工程地球物理有很大的需要,应根据我国实际情况,吸收国外先进经验,积极开展自主创新.

油气MT勘探COPROD-2S1模型数据的二维反演

在传统的奥克姆法基础上,反演问题从模型空间转换到数据空间的迭代过程中,把解表示为由模型协方差平滑过的灵敏度矩阵行的线性组合,可以降低对计算机内存和时间的需求,有效地提高反演速度。应用简化基奥克姆法分别对此二维模型的TE、TM、TE+TM、TE+TP、TM+TP、TE+TM+TP等极化模式数据进行了联合方式反演,过程中用一维广义逆反演法确定背景场模型。5次迭代后反演模型结果表明,该数据模型成层分布,包含6个良导体;推测在水平位置30～130km,垂直方向为1～40km之间良导体存在,电阻率可能值为1,在垂直方向0～40km可能是电阻率为1000的高阻层;TM反演模型对此高阻层反映比较明显,对低阻体反映效果较差;加入TP信息的TE+TM+TP联合反演结果最好,分辨率比其它反演结果要高,表明TP联合反演有助于提高MT反演的纵向分辨率。

有机质成烃动力学模型研究综述

目前有机质成烃动力学模型主要有总包反应模型、串联反应模型、无数平行一级反应模型及平行一级反应模型几种。不同学者之间得到的动力学参数存在较大差异。有机质成烃动力学模型的进一步研究 。

台湾海峡及周边地区地热潜能与应用研究

依靠濒临环太平洋地热带的优势,台湾海峡及周边地区可以作为探寻中国高温地热资源的潜在目标区。收集了地质构造、地热地质、矿床地质、地球物理、地球化学、地热勘查与开发利用等各方面资料,对该地区开展了多领域、多学科、多技术的综合研究。运用逆向思维方法,如果具备深部热物质活动与深部高温岩体的异常,就会在地壳浅部产生多种地质响应。分析研究了地貌与地质灾害、成岩成矿、构造应力场、新构造断裂活动、地震、地球物理与地球化学、地热及火山岩浆8类地质响应的强度大小和分布规律,从而判断识别出潜在的高温甚至超高温条件,遴选出干热岩重点工作靶区和次重点工作靶区,并初步估算了各区蕴含的地热资源量,可供结合投资可能和地方的需求投入勘查工作。另提出了与将来开发相关的建议。

科学可视化及其在地学中的应用

回顾了科学可视化的发展历程、研究目的和层次、可视化系统的五部分组成及其视觉多维化的研究过程。同时介绍了地学可视化的研究现状、存在的问题、应用前景和几种地学可视化软件。

以“学”为主体,在实践中求真知——中国古代文学教改献思

中国古代文学是一门传统的专业基础课程 ,在长期的教学过程中 ,业已演化为一种以“讲”为主的教学模式。在以提高学生整体素质为目的的新形势下 ,这种模式已经滞后了。必须在精泛结合、读写结合和督导结合的过程中 ,建立一种以“学”为主体 ,以“教”为主导的新体式 ,培养学生的自学能力、创造能力和人格修养 ,全面提高学生的整体素质 。

论“小玲珑山馆”为中心的文学活动

雍乾年间,"小玲珑山馆"为徽商"扬州二马"的人文情怀所笼罩,深深吸引着一批文人士子,成为他们扬州文化活动的中心所在。他们放情山水园林,多以联句或分韵唱和的诗歌创作形式雅集抒怀,促成了德行操守、文采风流标举一时的人文景观。

文体意识与中国古代文学教学

中国古代文学现行的教学体系由于受制于教材王朝分期法的影响，故不能很好地揭示古代文学自身的发展规律。作为教学主导者的教师，必须加强文体意识，建立以文体为中心的教学体系。这样，在现行教材为学生建立起王朝更选中的古代文学发展史的基础上，教师再为他们建立起以文体为钢绳、以风格特征和表现手法为主要内容的古代文学发展史，让学生多角度、多线索、多层次地认识古代文学变化发展的历史，领悟到古代文学纵深之处的精神内核和文化意蕴。

新疆41°N88°E大地电磁标准点深部电性结构初步研究

近年来,大地电磁（MT）在揭示壳幔电性结构、深部找矿和油气勘探等方面正发挥着举足轻重的作用。本文所研究的41°N88°E标准点位于塔里木盆地的东北部区域和天山板内造山带的南侧。通过采用RRI反演方法对不同模式的MT数据进行了反演研究,获得了研究区域内可靠的二维电性结构。结合区内地质和其它物探资料,探讨了该地区的地下电性结构变化特征及其地质意义。根据41°N88°E号标准点地区NS剖面和WE剖面的反演结果,该区域纵向上存在两个起伏较大的电性分界面;整个剖面可分为3个主电性层：第一电性层为表层低阻层;第二电性层为壳内高阻层,包括两个沿剖面不连续分布的区块,规模和埋深有很大差别,整体具有北薄南厚和东薄西厚的特征;第三电性层表现为中低阻特征,位于莫霍面以下。东部的却尔却克构造岩片下有一低阻区域,推测为软流圈隆起使塑性的软流圈物质上涌到较浅的位置从而形成了高导层。研究区莫霍面深度起伏较大,总体上呈现出北浅南深和东浅西深的趋势。其中库鲁克塔格断隆地区莫霍面深度较浅约为35km左右,带有上凸的趋势;孔雀河斜坡区莫霍面深度在50~55km,带有下凹形状。

中国创世神话与人文性

盘古神话作为中国的创世神话,与其他民族的创世神话相比,其最大的特色是它的人文性。中国古代神话虽然经历过历史化的改造,但它原创性、民族性的合理因子,仍然流贯在后来文化的肌体之中;而中国文化人文精神的源头,其滥觞处便是中国创世神话的人文性。