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慢地震背景下石英变形的分子动力学模拟研究

中国科学:地球科学 2025年

作者：孙静娴郭谦谦侯泉林中国科学院大学地球与行星科学学院中国科学院计算地球动力学重点实验室

慢地震是地震能量缓慢释放的主要形式,对其震源机制的研究仍存争议.目前的研究主要从物理角度出发,关注摩擦运动的规律,认为慢地震是断层重回脆性的产物.但其震源区具明显的塑性变形特征,那么塑性变形在俯冲带慢地震发震机制中发挥何种... 详细信息

慢地震是地震能量缓慢释放的主要形式,对其震源机制的研究仍存争议.目前的研究主要从物理角度出发,关注摩擦运动的规律,认为慢地震是断层重回脆性的产物.但其震源区具明显的塑性变形特征,那么塑性变形在俯冲带慢地震发震机制中发挥何种作用?力化学研究表明,机械力可直接作用于化学键.本研究从应力化学视角,关注塑性变形过程中化学能的存储与释放.本文利用分子动力学方法,结合Tersoff势函数,模拟计算了石英在初始简单剪切加载条件下的变形过程.结果显示, α-石英剪切模量为18GPa,在稳态流变阶段所建模型主要表现为原子的流动和化学键结合方向的改变.剪切过程中应力与分子势能随着应变的积累产生上下振荡的变化曲线,表明塑性变形过程中存在化学能的储存和释放,这可能是慢地震能量储存和释放的方式之一.此外,从原子尺度揭示的石英弹塑性变形过程为一般剪切变形,暗示并非平面应变,而且最大瞬时伸长轴(ISA1)与剪切方向的夹角并非45°,而是30°左右,这些都有悖于岩石变形理论的传统认知,为进一步研究提供了新线索.

关键词：慢地震 α-石英塑性应变能构造应力化学 Tersoff势

接地源短偏移瞬变电磁法理论及其在深部矿产勘探中的应用

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中国科学:地球科学 2025年

作者：薛国强武欣陈卫营周楠楠中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院大学地球与行星科学学院

瞬变电磁法是探测地下金属矿体的关键地球物理技术之一,其发射源包括回线源和接地源两种形式.长偏移瞬变电磁法(LOTEM)采用接地源,其探测理论基础是远源观测方式和平面波模型简化.然而,远源观测到的信号强度小,平面波简化后的方法勘探... 详细信息

瞬变电磁法是探测地下金属矿体的关键地球物理技术之一,其发射源包括回线源和接地源两种形式.长偏移瞬变电磁法(LOTEM)采用接地源,其探测理论基础是远源观测方式和平面波模型简化.然而,远源观测到的信号强度小,平面波简化后的方法勘探精度低,其有效探测深度约1000m,综合误差15%.近年来,我们提出并发展了接地源短偏移瞬变电磁法(SOTEM),显著提升了500～2000m矿产资源的探测深度和精度.本文综述了SOTEM的理论基础、仪器设备、数据处理方法及其实际应用效能. SOTEM基于点电荷微元模型,精确计算电磁场的曲面波效应.针对近源观测,我们开发了高功率、高分辨率的大带宽勘探设备,并发展出三维混合反演方法.在河南省周庵地区的镍-铜隐伏矿床实测中, SOTEM揭示了2km深度范围内的高分辨率电导率结构,验证了浅部已知矿体,并在岩体接触带和底部发现了深部矿化异常,显示出该矿区深部的巨大找矿潜力.

关键词：远源观测平面波简化接地源短偏移瞬变电磁法大带宽勘探设备三维混合反演

中国大陆古新世-始新世极热事件时期野火的时空演变

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中国科学:地球科学 2025年

作者：王学婷陈祚伶崔琳琳王旭中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化与环境演变全国重点实验室中国科学院大学地球与行星科学学院中国科学院地质与地球物理研究所

古新世-始新世极热事件(PETM)是新生代最显著的气候变暖事件,与现今人类燃烧化石燃料排放温室气体引发的全球变暖过程相似,已成为研究未来气候变化的地质相似型.野火活动作为地球生态系统的重要扰动因素,影响着地球生态系统平衡、全球... 详细信息

古新世-始新世极热事件(PETM)是新生代最显著的气候变暖事件,与现今人类燃烧化石燃料排放温室气体引发的全球变暖过程相似,已成为研究未来气候变化的地质相似型.野火活动作为地球生态系统的重要扰动因素,影响着地球生态系统平衡、全球碳循环及气候变化.因此研究PETM时期野火演变历史及驱动机制对预测和应对未来全球变暖情景下的野火活动,以及深入理解野火干扰下的碳循环至关重要.目前, PETM时期的野火研究主要集中在欧洲、北美等北半球地区,而对于中国大陆的研究相对匮乏.本研究对我国南阳盆地北沟剖面和抚顺盆地西露天剖面沉积物开展黑碳含量和碳同位素测试,重建PETM时期干旱/半干旱带和湿润带的野火时空演变历史,并结合前人对研究区的古气候研究,厘清了该时期的野火演变机制.结果表明,南阳盆地和抚顺盆地在碳同位素负漂开始时野火活动减弱,负漂期处于低野火状态,其中南阳盆地在负漂中期野火活动短暂增强;在碳同位素恢复期,野火活动逐渐增强并恢复到碳同位素负漂前的水平. PETM时期的低野火状态很可能是极端高温和高降水的气候及其引发的植被类型演替导致的. PETM恢复期野火活动增强,将生物-大气碳循环的“短期碳汇”转变为黑碳埋藏的“长期碳汇”,该碳汇转换过程可能作为负反馈机制参与了PETM恢复期的轻碳消耗.

关键词： PETM 野火碳循环南阳盆地抚顺盆地

新疆西昆仑切列克其大型菱铁矿床锆石U-Pb年龄及地质意义

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地质科学 2025年第1期60卷 272-279页

作者：朱明田孔繁琦刘文成中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化与环境演变全国重点实验室中国科学院大学地球与行星科学学院中国地质大学地球科学与资源学院

木吉—布伦口—黑黑孜站干—大红柳滩菱铁矿带是西昆仑最重要的铁成矿带之一，可分为南北两段，北段分布于木吉—布伦口—切列克其一带，以切列克其菱铁矿规模最大且典型，但目前尚没有确切的成矿年代学数据来限定菱铁矿的形成时代。本... 详细信息

木吉—布伦口—黑黑孜站干—大红柳滩菱铁矿带是西昆仑最重要的铁成矿带之一，可分为南北两段，北段分布于木吉—布伦口—切列克其一带，以切列克其菱铁矿规模最大且典型，但目前尚没有确切的成矿年代学数据来限定菱铁矿的形成时代。本文从块状菱铁矿石中挑选出了大量岩浆成因锆石，它们均具有典型的韵律环带，LA-ICP-MS U-Pb定年给出的206Pb/238U加权平均年龄为488±3 Ma，指示块状菱铁矿体形成于寒武纪末期。另有3颗锆石给出了～434 Ma的年代学记录，其轻稀土含量变化较大，可能遭受了后期流体扰动。这一变质事件可能与原特提斯洋的闭合有关，一定程度上影响了块状菱铁矿的形成。由此推测西昆仑北段菱铁矿带很可能形成于寒武纪末期，与原特提期洋演化过程中的海底喷流热液成矿系统有关。

关键词：切列克其菱铁矿成矿年代学西昆仑喷流沉积

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温室气体浓度检测的玻璃瓶存储时间探讨

农业环境科学学报 2025年

作者：李宝江孙彤彤王睿王迎红韩圣慧姚志生郑循华中国科学院大气物理研究所理化分析测试中心东北师范大学地理科学学院中国科学院大学地球与行星科学学院

为评估玻璃瓶长期存储过程中温室气体样品浓度的稳定性，确保测量结果的准确性，本研究针对存储不同浓度（大气本底浓度的0.8～30倍）的温室气体标准样品，以及对密封垫（氯化丁基橡胶）进行0～30次刺孔的玻璃瓶，采用气相色谱仪对样品... 详细信息

为评估玻璃瓶长期存储过程中温室气体样品浓度的稳定性，确保测量结果的准确性，本研究针对存储不同浓度（大气本底浓度的0.8～30倍）的温室气体标准样品，以及对密封垫（氯化丁基橡胶）进行0～30次刺孔的玻璃瓶，采用气相色谱仪对样品在存放120 d期间的浓度进行7次测定。结果显示：存放时间、样品浓度和刺孔数共同作用影响温室气体浓度偏差。对于二氧化碳(CO2)样品，建议存放时间不超过14 d以确保浓度偏差小于2%；若超过14 d，偏差增至2%～5%，而超过90 d则不再推荐。甲烷(CH4)样品可存放≤30 d以保持<2%的偏差，≤120 d仍可维持≤5%的偏差，尤其在较高浓度下表现更为稳定。氧化亚氮(N2O)样品在≤14 d内存放可保持<2%偏差，存放30 d以上偏差增加至2%～5%，超过60 d则不再推荐，特别是高浓度样品。为了确保数据准确性（<2%偏差），建议CO2和N2O样品尽量在14 d内分析，CH4样品则应在30 d内完成分析。基于该存放时间，建议玻璃瓶刺孔数应≤20次。本研究定量分析了样品浓度和刺孔数对不同存放时间温室气体样品浓度变化的影响，并给出了玻璃瓶的使用方法建议。

关键词：温室气体存放时间浓度水平刺孔数静态箱法

基于时序InSAR技术的武汉大型垃圾填埋场形变监测与分析

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武汉大学学报(信息科学版) 2025年

作者：李晨程江利明吴宇轩史绪国赖振炎金源中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院中国科学院大学地球与行星科学学院

随着城市化进程加快，填埋场已成为一种安全经济处理固体废弃物的主要方式，其稳定性监测对于保障城市居民生命财产安全具有重要意义。本文以武汉市陈家冲和长山口生活垃圾填埋场为例，基于Sentinel-1两个相邻轨（Path113和Path40）SAR... 详细信息

随着城市化进程加快，填埋场已成为一种安全经济处理固体废弃物的主要方式，其稳定性监测对于保障城市居民生命财产安全具有重要意义。本文以武汉市陈家冲和长山口生活垃圾填埋场为例，基于Sentinel-1两个相邻轨（Path113和Path40）SAR影像，采用小基线集合成孔径雷达干涉测量（small baseline subset interferometric synthetic aperture radar，SBAS-InSAR）技术获取了包含该两个大型垃圾填埋场在内的武汉部分城区2017～2024年间地表形变信息，并利用多通道奇异谱（multichannel singular spectrum analysis， MSSA）方法重建了地表形变和ERA5气温降雨的季节性。结果表明：研究区85%的区域相对稳定，Path113和Path40的视线向（line of sight，LOS）形变速率范围分别为-55.3～39.6mm/a、-47.3～22.7mm/a；长山口填埋场LOS向最大沉降速率（40.0mm/a）位于边坡区域，陈家冲填埋场LOS向最大沉降速率(55.3mm/a)位于中部堆积体区域；垃圾填埋场的沉降主要受垃圾堆体的机械压缩、生化效应、气温和降雨影响，沉降相对于降雨迟滞100天左右，迟滞相关性为0.76，相对于气温迟滞60天左右，迟滞相关性为0.93；2019年6月21日的暴雨加速了垃圾填埋场的沉降。研究证实，InSAR技术能够有效监测垃圾填埋场地表沉降，可为垃圾填埋场安全管理和环境保护提供技术支撑。

关键词：垃圾填埋场时序InSAR 形变监测 MSSA 武汉市区

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基于空间滤波测速的目标初定轨方法

光学学报 2025年

作者：裴韩蔡盛王久龙邢妍张鲁薇李锦峰柳乐中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院大学

初始轨道快速确定对空间安全具有重要意义。现有研究方法在短弧段观测条件下，受观测误差影响，难以快速确定目标的轨道。本文利用空间滤波测速原理，提出一种利用均匀光栅测量目标角速度的方法，实现目标初始轨道快速确定。通过场景成... 详细信息

初始轨道快速确定对空间安全具有重要意义。现有研究方法在短弧段观测条件下，受观测误差影响，难以快速确定目标的轨道。本文利用空间滤波测速原理，提出一种利用均匀光栅测量目标角速度的方法，实现目标初始轨道快速确定。通过场景成像仿真获取了六个低地球轨道(LEO)目标的观测数据并进行了初始轨道确定。结果表明，在理想条件下，该方法的斜距相对误差分别为0.83%、4.32%、1.23%、1.42%、3.19%和1.32%；当成像噪声的标准差增至25角秒时，斜距相对误差分别为0.77%、4.24%、1.27%、1.43%、3.21%和1.33%。通过和其它方法对比，该方法能够有效降低探测器成像噪声对初轨确定精度的影响，表现出了良好的鲁棒性。

关键词：光学观测初始轨道确定空间滤波测速角度测量空间态势感知

锡林郭勒盟草地地上生物量时空变化遥感诊断研究

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生态与农村环境学报 2025年

作者：高晓彤徐敏田海静王少华李京博曹春香中国科学院空天信息创新研究院遥感与数字地球重点实验室(中国科学院) 中国科学院大学国家林业和草原局林草调查规划院

地上生物量是反映草地生态系统功能和质量的重要指标之一，对于草地生态系统的经营管理至关重要。本研究结合长时序遥感影像和地面调查数据，筛选表征地上生物量的重要指标，采用随机森林算法构建了锡林郭勒盟草地地上生物量遥感反演模... 详细信息

地上生物量是反映草地生态系统功能和质量的重要指标之一，对于草地生态系统的经营管理至关重要。本研究结合长时序遥感影像和地面调查数据，筛选表征地上生物量的重要指标，采用随机森林算法构建了锡林郭勒盟草地地上生物量遥感反演模型，并应用于锡林郭勒盟2000-2023年逐年草地地上生物量估算，运用Mann-Kendall趋势检验和Sen斜率估计方法对近24年来锡林郭勒盟草地地上生物量时空变化趋势进行遥感诊断。结果表明：（1）利用随机森林算法构建的地上生物量反演模型具有较高的精度，最优模型的决定系数R2达0.75；（2）锡林郭勒盟的地上生物量呈现空间异质性，自西向东逐渐增加，与草地类型的分布相对应；（3）近24年来，锡林郭勒盟草地地上生物量波动较小，草地生态系统保持相对稳定。本研究可为林草管理部门进行大尺度区域草地地上生物量调查提供科学支撑。

关键词：遥感诊断草地地上生物量反演模型随机森林时空变化

利用CSST/MCI鉴别系外行星透射谱的恒星污染

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天文学报 2025年

作者：邓莹平蒋承孜陈果颜召军中国科学院紫金山天文台中国科学技术大学天文与空间科学学院中国科学院行星科学重点实验室中国科学院上海天文台

中国巡天空间望远镜(Chinese Survey Space Telescope, CSST)预计对系外行星开展大气观测研究,这为系外行星观测领域提供了新的机遇.目前主要通过凌星透射谱来研究系外行星大气.然而,实际观测数据中已经发现恒星活动存在的迹象,且结果... 详细信息

中国巡天空间望远镜(Chinese Survey Space Telescope, CSST)预计对系外行星开展大气观测研究,这为系外行星观测领域提供了新的机遇.目前主要通过凌星透射谱来研究系外行星大气.然而,实际观测数据中已经发现恒星活动存在的迹象,且结果表明难以准确约束恒星活动污染.所以,如何准确区分并剔除恒星活动污染是透射光谱学的一个重大挑战.因此,在选择透射谱观测目标进行跟进观测时,需要对潜在的恒星污染及其可区分性进行定量评估,这需要大规模的仿真来提供预期数据.利用多色测光法结合机器学习来判别系外气态行星大气透射谱中是否存在潜在的恒星污染,针对CSST的多通道相机(Multi-Channel Imager, MCI)设计能准确预判透射谱是否存在恒星污染的滤光片观测组合,可为后续系外行星大气观测目标的策略制定提供一定的参考.

关键词：方法:统计方法:数据分析技术:测光恒星:活动恒星:星斑行星和卫星:大气