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基于改进的多分量频率-贝塞尔变换法研究郯庐断裂带潍坊段上地壳径向各向异性结构

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地球物理学报 2024年第3期67卷 1037-1052页

作者：周桂理罗松姚华建中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 中国科学技术大学蒙城地球物理国家野外科学观测研究站安徽蒙城230026

郯庐断裂带潍坊段位于郯庐断裂带中部,具有复杂的地质结构,总体呈现“两堑夹一垒”的构造格局.相比于郯庐断裂带其他区域,潍坊段地震活动性较弱,属于地震空区,未来发生大地震的可能性尚不明确.前人对该地区的研究目前仅局限于速度结构... 详细信息

郯庐断裂带潍坊段位于郯庐断裂带中部,具有复杂的地质结构,总体呈现“两堑夹一垒”的构造格局.相比于郯庐断裂带其他区域,潍坊段地震活动性较弱,属于地震空区,未来发生大地震的可能性尚不明确.前人对该地区的研究目前仅局限于速度结构和方位各向异性结构,对于上地壳径向各向异性结构特征鲜有报道.因此,研究该区域上地壳速度模型和径向各向异性结构,有助于更好地认识郯庐断裂带潍坊段浅地壳(地震的可能性.我们利用2017年在潍坊段所布设的302个短周期地震仪采集的背景噪声数据,基于改进的多分量频率-贝塞尔变换(MMFJ)法,同时提取到潍坊段东南侧四个区域子阵列的Rayleigh波和Love波的基阶及高阶频散数据,并且进一步反演这些频散数据得到了SV波和SH波速度以及径向各向异性结构.数值实验结果表明,高阶模式频散数据的加入能够降低反演的非唯一性,更好地约束浅地壳径向各向异性结构.实例中的径向各向异性结果表明,郯庐断裂带潍坊段四个区域都有近似相同的变形特征:在约2 km以浅,径向各向异性为负(V_(SH)V_(SV)),这可能与早期地壳伸展沉积导致的水平变形结构有关.2~5 km,四个区域径向各向异性结构各有不同,但总体处于由负到正的转折状态.这可能因为2~5 km不仅受到断裂结构的控制作用,也受到水平沉积结构的影响,导致径向各向异性结构较为复杂.

关键词：改进的多分量频率-贝塞尔变换法径向各向异性郯庐断裂带沂沭断裂带背景噪声

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北半球夏季热带和副热带昼间云粒子有效半径廓线特征的分析

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大气科学 2024年第5期48卷 2031-2044页

作者：吴振豪傅云飞中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026

云粒子有效半径是云微物理中的重要参数,准确获取云粒子有效半径的分布特征对分析云形成、降水及灾害性天气预报、地气辐射收支等都具有重要意义。利用1998~2012年6~8月(夏季)热带测雨卫星(Tropical Rain Measuring Mission,简称TRMM)... 详细信息

云粒子有效半径是云微物理中的重要参数,准确获取云粒子有效半径的分布特征对分析云形成、降水及灾害性天气预报、地气辐射收支等都具有重要意义。利用1998~2012年6~8月(夏季)热带测雨卫星(Tropical Rain Measuring Mission,简称TRMM)搭载的可见光/红外扫描仪(Visible and Infrared Scanner,简称VIRS)的探测资料,分析了夏季热带和副热带地区云粒子有效半径的空间分布和廓线特征。结果表明云粒子有效半径在空间上分布不均匀,粒子尺度分布在5~30μm之间,局部尺度可达30μm以上,并且洋面的云粒子有效半径相比陆面的云粒子有效半径更大;标准差多分布在2~10μm之间,但局部可达10μm以上。不同区域的云粒子有效半径垂直廓线分布表明,随着亮温的降低,云粒子有效半径先增后减;对于小的云粒子有效半径,洋面比陆面的云粒子有效半径廓线大,且北半球副热带比南半球副热带的云粒子有效半径廓线大;对于大的云粒子有效半径,各区域间的云粒子有效半径廓线差异较小;云粒子有效半径标准差廓线分析表明,小粒子、适中粒子和大粒子的标准差大值分别位于冰云、混合云和水云区。本研究结果为模式模拟热带和副热带区域云中粒子有效半径分布特征提供了观测依据。

关键词：云粒子有效半径垂直廓线热带测雨卫星(TRMM) 可见光/红外扫描仪(VIRS) 云参数

北太平洋维多利亚模态(VM)与海洋性大陆秋季降水年际关系的年代际变化

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大气科学 2024年第4期48卷 1444-1456页

作者：朱科旭任保华郑建秋中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026

本文利用HadISST和ERSSTv5海表温度、EN4次表层海温数据、CMAP降水和ERA5再分析资料,研究了北太平洋春季海表温度与海洋性大陆秋季降水年际变化之间的关系及年代际变化特征。研究表明:(1)北太平洋维多利亚模态(VM)是北太平洋春季海表温... 详细信息

本文利用HadISST和ERSSTv5海表温度、EN4次表层海温数据、CMAP降水和ERA5再分析资料,研究了北太平洋春季海表温度与海洋性大陆秋季降水年际变化之间的关系及年代际变化特征。研究表明:(1)北太平洋维多利亚模态(VM)是北太平洋春季海表温度EOF第二模态,其与秋季海洋性大陆的降水存在显著的负相关关系。(2)春季的VM为正(负)位相时,通常伴随太平洋经向模态的正(负)位相和西北太平洋的冷(暖)海表温度异常,海表温度梯度会导致赤道太平洋的西风(东风)异常,影响东传的赤道开尔文波,在赤道中东太平洋形成暖(冷)海温异常,再通过Bjerknes正反馈,西风异常和赤道中东太平洋的海温异常维持到秋季,秋季时出现较成熟的厄尔尼诺(拉尼娜)事件。再通过沃克环流,海洋性大陆出现异常下沉(上升)运动和低层辐散、高层辐合(低层辐合、高层辐散)的环流形势,产生降水负(正)异常。(3)春季的VM和秋季的海洋性大陆降水年际变化的关系在2003年发生了年代际转变,1979~2002年春季VM与秋季降水在年际变化上有显著的负相关,而2004~2020年相关关系转变为不显著。造成这个年代际转变的原因是北太平洋涛动(NPO)在2004~2020年强度减弱、位置移动,导致VM南部海表温度关键区受NPO的影响减弱,从而振幅减弱,使得VM的南部和北部海表温度关键区的经向梯度减弱,VM强度减弱,最终导致相关系数降低。

关键词：北太平洋维多利亚模态海洋性大陆秋季降水北太平洋涛动年代际转变

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煤-生物质共热解非催化协同效应特征及机理研究进展

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太阳能学报 2024年第4期45卷 286-295页

作者：钮志远刘桂建南京晓庄学院环境科学学院南京211171 中国科学技术大学地球与空间科学学院合肥230026

对近年来煤-生物质共热解研究中判定是否发生协同效应及协同效应发生强度的4个指标,即温度范围、热重曲线、表观活化能及热解产物的产率及组成进行总结,并概括包括内在因素和外在因素在内的多种影响因素对煤-生物质共热解非催化协同效... 详细信息

对近年来煤-生物质共热解研究中判定是否发生协同效应及协同效应发生强度的4个指标,即温度范围、热重曲线、表观活化能及热解产物的产率及组成进行总结,并概括包括内在因素和外在因素在内的多种影响因素对煤-生物质共热解非催化协同效应的影响,对煤-生物质共热解非催化协同效应反应机理方面的研究进展和成果进行简要评述。最后提出未来煤-生物质共热解非催化协同效应特征和机理研究中可能面临的挑战。

关键词：煤生物质燃料油煤液化共热解非催化协同效应

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火幔含水能力随时间的演化

矿物岩石地球化学通报 2024年

作者：潘忠栩吴忠庆中国科学技术大学地球和空间科学学院

火星上的水演化对于研究火星表面和内部水库的水在地质时期如何演变及其宜居性非常重要。前人提出了水向太空中耗散的模型，但火星的水向火星内部转移是很少被提及的。本文根据前人提出的地温梯度，建立了随火幔潜热变化的火幔矿物模型... 详细信息

火星上的水演化对于研究火星表面和内部水库的水在地质时期如何演变及其宜居性非常重要。前人提出了水向太空中耗散的模型，但火星的水向火星内部转移是很少被提及的。本文根据前人提出的地温梯度，建立了随火幔潜热变化的火幔矿物模型，进而计算了火幔的含水能力随火幔潜热的变化数据。结果表明，火星地幔的最大含水量非常大，现如今大约能装下0.6 OM的水，大约为5.55 km全局等效层（GEL）。随着时间的推移，火幔潜热从1775 K降低至1635 K，火幔含水能力增加了0.2 OM，约为1.85 km全局等效层（GEL）。这为火星地表的水提供了另一种可能的去处。

关键词：火星地幔饱水条件含水能力最大含水量

基于微动成像与微地震监测的盐矿溶腔及开采活动性研究

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地球物理学进展 2024年

作者：刘梁鄢毛毛刘攀飞潘登杨少博查华胜高级张海江江西省地质局第五地质大队中国科学技术大学地球和空间科学学院

水溶开采是当前盐类矿床的主要开采方式，盐矿水溶开采难以准确控制溶腔形态的发展和空间运移。为查明水溶型盐矿抽采过程中溶腔发育的空间位置，本文利用在江西樟树盐矿区布设的169台短周期地震仪采集的23天连续波形数据，分别进行了... 详细信息

水溶开采是当前盐类矿床的主要开采方式，盐矿水溶开采难以准确控制溶腔形态的发展和空间运移。为查明水溶型盐矿抽采过程中溶腔发育的空间位置，本文利用在江西樟树盐矿区布设的169台短周期地震仪采集的23天连续波形数据，分别进行了微动成像和微地震事件检测及定位。微动成像获得了研究区2km2范围内1km以浅的速度结构，探测了盐矿体顶板的埋深、起伏形态和溶腔发育位置。仪器布设期间共监测到4个微地震事件，溶腔顶板活动性相对较弱。通过对微地震事件定位以及与微动成像的速度结构对比发现，微地震事件均发生在盐矿体顶板位置且位于低速溶蚀区域，说明利用微动成像和微地震定位相结合的探测方法是盐矿溶腔探测及顶板活动性研究的合理手段，可以为减少地质灾害及后续盐矿设计开采提供技术支撑。

关键词：微动微地震盐矿溶腔探测顶板活动性

苏鲁造山带新沂地区新元古代花岗片麻岩成因及对Rodinia超大陆裂解的响应

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第1期54卷 140-159页

作者：张琪周琦忠孙超施建斌王博侯琪罗跃冯学知王国强江苏省地质矿产局第五地质大队江苏徐州221004 中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026

新沂地区花岗片麻岩位于苏鲁造山带的西缘。本文通过新沂地区花岗片麻岩岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb同位素年代学等方面的研究,探讨其成因与构造环境,以揭示Rodinia超大陆裂解事件在该地区的反响。研究认为:研究区花岗片麻岩属准铝... 详细信息

新沂地区花岗片麻岩位于苏鲁造山带的西缘。本文通过新沂地区花岗片麻岩岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb同位素年代学等方面的研究,探讨其成因与构造环境,以揭示Rodinia超大陆裂解事件在该地区的反响。研究认为:研究区花岗片麻岩属准铝质-弱过铝质A型花岗岩,具有高SiO_(2)、富碱、贫CaO、低Al_(2)O_(3)质量分数的特征,以及右倾海鸥型稀土元素配分模式,富集Rb、Zr、Hf等元素,严重亏损Sr、Eu、Nb、Ta等元素,形成年龄为746.0~742.5 Ma。新沂地区花岗片麻岩是来自下地壳物质为主、少量幔源物质的部分熔融,在岩浆演化过程中经历了以钾长石和斜长石为主的分离结晶,而后经过超高压变质作用最终形成。研究区花岗片麻岩形成于新元古代后碰撞伸展环境,是Rodinia超大陆裂解事件在苏鲁造山带新沂地区的最初响应。

关键词：苏鲁造山带新沂地区新元古代花岗片麻岩岩石成因 Rodinia超大陆裂解

黔西晚二叠世煤系基底凝灰岩中稀土元素的富集机制

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地质学报 2024年第8期98卷 2281-2298页

作者：代世峰沈明联刘桂建赵蕾中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国科学技术大学地球和空间科学学院安徽合肥230026

我国西南地区晚二叠世含煤岩系基底蚀变凝灰岩中高度富集稀土元素等多种关键金属。低温热液作用通常对煤和煤系中稀土元素的富集成矿有重要贡献,黔西地区位于世界著名的大范围低温热液作用区内,是研究低温热液作用下煤系稀土元素富集机... 详细信息

我国西南地区晚二叠世含煤岩系基底蚀变凝灰岩中高度富集稀土元素等多种关键金属。低温热液作用通常对煤和煤系中稀土元素的富集成矿有重要贡献,黔西地区位于世界著名的大范围低温热液作用区内,是研究低温热液作用下煤系稀土元素富集机理的良好对象。蚀变凝灰岩的地球化学和矿物学组成可以提供凝灰岩蚀变过程中流体演化、热演化和成矿过程等信息,但以前的研究对凝灰岩中蚀变矿物组成以及矿物的共伴生关系还缺乏深入探讨,限制了对关键金属富集过程的认识。研究结果表明:凝灰岩具有与高钛玄武岩一致的地球化学组成;火山玻璃以及由长石、辉石等交代蚀变形成的次生矿物,可能形成于表生风化或早期成岩阶段。稀土元素主要赋存在后期热液成因的脉状独居石中。本文提出了西南地区晚二叠世煤系基底凝灰岩中稀土元素富集的模式:降落后火山灰经历了表生风化作用,地表水和周期性海水的作用导致凝灰岩层顶部样品中的稀土元素发生淋滤而向下迁移,后期出渗型热液流体与凝灰岩发生的水岩作用,导致下部凝灰岩中的稀土元素被析出并随热液流体迁移到凝灰岩层上部而富集。

关键词：晚二叠世煤系基性凝灰岩稀土元素富集机制

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基于射频边缘滤波的多普勒测风激光雷达

光学学报 2024年第18期44卷 456-460页

作者：吴柯南胡佳栋夏海云魏天问裘家伟南京信息工程大学大气物理学院中国科学技术大学地球和空间科学学院

在相干多普勒测风激光雷达（CDWL）中引入直接探测多普勒测风激光雷达（DDWL）常用的边缘技术进行实时数据处理，此边缘技术基于射频边缘滤波器实现，无需进行激光源频繁校准和精确频率锁定。这种混合CDWL结合了DDWL和CDWL的优点，在实... 详细信息

在相干多普勒测风激光雷达（CDWL）中引入直接探测多普勒测风激光雷达（DDWL）常用的边缘技术进行实时数据处理，此边缘技术基于射频边缘滤波器实现，无需进行激光源频繁校准和精确频率锁定。这种混合CDWL结合了DDWL和CDWL的优点，在实现相干探测的同时避免了复杂的计算。在对比实验中，混合CDWL与传统CDWL的探测结果在2 km以内的较短距离上显示出良好的一致性，但在更长的距离上测量结果有很大的不确定性。后续可以通过提高激光功率、扩大望远镜观测面积或提升其灵敏度来提升所提方法的性能。

关键词：激光雷达大气光学气溶胶探测光电子学