Application of surface-wave tomography to mineral exploration: a case study from Siilinjärvi,Finland     

Federico Da Col  Myrto Papadopoulou  Emilia Koivisto  Łukasz Sito  Mikko Savolainen  Laura Valentina Socco 《Geophysical Prospecting》2020,68(1):254-269

In order to assess the feasibility and validity of surface-wave tomography as a tool for mineral exploration, we present an active seismic three-dimensional case study from the Siilinjärvi mine in Eastern Finland. The aim of the survey is to identify the formation carrying the mineralization in an area south of the main pit, which will be mined in the future. Before acquiring the data, we performed an accurate survey design to maximize data coverage and minimize the time for deployment and recollection of the equipment. We extract path-averaged Rayleigh-wave phase-velocity dispersion curves by means of a two-station method. We invert them using a computationally efficient tomographic code which does not require the computation of phase-velocity maps and inverts directly for one-dimensional S-wave velocity models. The retrieved velocities are in good agreement with the data from a borehole in the vicinity, and the pseudo three–dimensional S-wave velocity volume allows us to identify the geological contact between the formation hosting most of the mineralization and the surrounding rock. We conclude that the proposed method is a valid tool, given the small amount of equipment used and the acceptable amount of time required to process the data.  相似文献   

云南曲靖刘家冲剖面关底组中的鱼类微体化石及其地层学意义     

王建华  赵文金  朱敏  李强  蔡家琛  张娜  彭礼健  罗彦超 《地学前缘》2020,27(6):329-340

云南曲靖地区的关底组产出世界闻名的潇湘脊椎动物群(Xiaoxiang Vertebate Fauna),但其地层的划分对比和时代归属一直存有争议,特别是其下部地层的划分及时代归属争议最大。通过在曲靖城南以关底组下段地层为主的刘家冲剖面上开展详细的野外及室内地层古生物学研究工作,文章厘清了该剖面上的志留纪地层,并依据采自数个层位样品中丰富的鱼类微体化石材料探讨了关底组下部的地质时代。研究结果表明:刘家冲剖面上出露的志留纪地层根据岩性变化特征可划分为关底组Ⅰ段(岳家山段)、Ⅱ段(崇家湾段)和Ⅲ段(彩莲段);Ⅰ段的下部以浅黄色、浅黄绿色含砾粉砂质泥岩、钙质粉砂岩为主,未见化石,而上部以深灰色、灰黑色页岩为主,含少量腕足类Lingula sp.及双壳类;Ⅱ段则以灰绿色、暗紫红色页岩互层、并夹薄层状灰岩为主,从下往上灰岩夹层逐渐增多,含丰富的腕足类、海百合茎等无脊椎动物化石及鱼类微体化石;在关底组Ⅲ段地层中首次发现的鱼类微体化石多样性高,门类比较齐全,包括无颌类、盾皮鱼类、棘鱼类和硬骨鱼类四大早期脊椎动物类群,从鱼群组成面貌上看隶属于潇湘脊椎动物群扬子鱼类组合(Yangtze Fish Assemblage)。笔者主要依据对其中棘鱼类的全球对比分析研究,并在结合牙形类等无脊椎动物化石研究进展及新认识的基础上,深入探讨了关底组下部Ⅰ段及Ⅱ段的地质时代。关底组Ⅱ段的时代应为志留纪罗德洛世高斯特晚期(late Gorstian, Ludlow),关底组Ⅰ段含砾岩层之上、含盾皮鱼类“王氏鱼”(Wangolepis)的地层,则应归入罗德洛世高斯特早期(early Gorstian, Ludlow),而在该剖面上尚未发现鱼类化石的关底组Ⅰ段下部,目前还不能确定全部归入高斯特阶(Gorstian),有可能会下延到温洛克统(Wenlock)之中。文章中相关工作的开展,不仅为中国志留纪生物地层的精深研究提供了古鱼类学方面的可靠证据,而且为探讨早期脊椎动物演化提供了新的地质年代意见。  相似文献   

云南中甸-大具断裂上新发现的地震地表破裂带   总被引：1，自引：0，他引：1  

程理  苏刚  李光涛  尹功明  吴昊  余建强 《震灾防御技术》2019,14(4):797-809

中甸-大具断裂是川滇菱形块体的西南边界，总体走向310°—320°。近年来我们对该断裂进行了1:50000条带状地质填图，发现了断裂活动的地质地貌证据。其中，在丽江大具盆地内（金沙江右岸）沿断裂新发现一处典型地震地表破裂带，长约600m，宽120m左右，主要表现为地表挤压鼓包、挤压垄脊、张裂缝、挤压阶区等，呈NW走向，与中甸-大具断裂走向基本一致。野外工作中，我们详细记录和测量了地表破裂的破裂样式、破裂规模和相关定量数据，利用旋翼无人机测绘了地表破裂带的形态和展布，获得了高精度DEM，分析了地表破裂表现出的运动性质。在已有资料的基础上讨论了地表破裂的形成时代、归属、震级大小，简要分析了其发震断层。新地震地表破裂带的发现为进一步研究中甸-大具断裂活动特征、古地震及地震危险性提供了基础资料。  相似文献   

2017年九寨沟M_S7.0地震对周围地区的静态应力影响          下载免费PDF全文

靳志同  万永革  刘兆才  黄骥超  李瑶  杨帆 《地球物理学报》2019,62(4):1282-1299

基于九寨沟M_S7.0地震的破裂模型及均匀弹性半空间模型，本文计算了该地震在周围主要活动断层上产生的库仑应力变化、在周围地区产生的应力场和位移场和同震库仑应力变化对余震的触发.结果表明：（1）九寨沟地震造成虎牙断裂中段库仑破裂应力有较大增加，已经超过0.01 MPa的阈值，虎牙断裂北段、塔藏断裂中段和岷江断裂北段北部的库仑破裂应力有较大降低，因此尤其要注意虎牙断裂中段的危险性.（2）水平面应力场在该地震震中东西两侧增加（拉张），张应力起主要作用.在震中南北两侧降低（压缩），压应力起主要作用.从水平主压和主张应力方向来看，均呈现出条形磁铁的磁场形态.从剖面上的应力场来看，在上盘的面膨胀区域内，大部分点的主张应力方向与地表是垂直的，在其他区域内，主张应力和主压应力均以震中为中心，向外呈辐射状.（3）从地表水平位移场来看，震中东西两侧物质朝震中位置汇聚，南北两侧物质向外流出，在震中处的最大水平位移量达43 mm.从地表垂直位移场来看，震中南北两侧出现明显的隆升，隆升最大值达56.8 mm.震中东西两侧出现明显的沉降，沉降最大值达74.5 mm.从剖面的位移场来看，九寨沟地震为左旋走滑地震，且有一定的正断成分.由分析可以推测该断层破裂在大致22~26 km的深度上就截止了.并推测下盘物质运动的动力来自震源北东东方向（四川块体）深度在6~30 km的下盘下层物质，上盘物质运动的动力来自震源北西西方向（巴颜喀拉块体）深度在0~6 km的上盘上层物质.（4）通过计算不同深度上主震对余震的触发作用可知，主震后的最大余震受到了主震的触发作用，多数其他余震也受到主震的触发作用.主震的发生促使了库仑应力增加地区余震的发生，抑制了一部分库仑应力减少地区余震的发生.  相似文献   

隐伏正断层错动致地表破裂变形特征的研究     

齐剑峰  郝文拯  王晓明  张江伟 《震灾防御技术》2019,14(3):628-639

通过建立三维计算模型，对隐伏正断层在均匀错动、倾斜错动和翘倾错动方式下地表土体的应力路径、破裂和变形特征进行了研究。根据地表破裂临界值，分析了工程建设“避让带”的宽度和起始位置的变化特征。根据行业规范，提出工程建设“关注带”的确定方法，分析了“关注带”的宽度和起始位置的变化特征，得到以下主要结论:①在断层错动过程中，位于两侧的地表土体应力路径变化明显不同，下盘一侧和上盘一侧分别以三轴拉伸和三轴压缩为主；②地表强变形带与地表破裂带的分布并不一致，需要综合考虑等效塑性应变和总位移比2个指标来评价同震地表错动对建筑物的影响；③当隐伏断层错动的垂直位移达到3m时，工程建设“避让带”的宽度在10—90m范围内变化，受上覆土体厚度和断层倾角的影响最大，而工程建设“关注带”的宽度在150—400m范围内变化，受上覆土体的性质影响最大。  相似文献   

面向目标的起伏地表组合震源延时参数计算方法          下载免费PDF全文

秦龙  尹成  崔永福  刘正文  张振  方兵  陶正武 《地球物理学报》2019,62(4):1492-1501

组合震源技术通过调节延迟激发时间和震源埋藏深度能够实现地震波场的定向传播,提高地震波的照明能量和地震数据信噪比.然而,目前国内外对基于特定目标的组合震源最佳聚焦方向的选取以及起伏地表组合震源定向理论的研究相对较少.在聚焦方向选取方面,目前基本是利用多种不同延时参数的组合震源分别进行试验,从而确定较好的组合震源延时参数.本文则利用爆炸反射面原理,在目的层界面上均匀布置震源同时激发地震波,能够产生垂直于地层界面传播的平面波,当初至波传播至地表时进行地表方向统计.根据互易性原理,以初至波传播方向的反方向为聚焦方向,激发产生的地震波主波束方向将垂直入射到目的层界面上,从而精确的计算出组合震源的最佳聚焦方向.在组合震源定向方面,目前主要是利用组合震源方向因子公式进行计算,但该方法要求震源布置在同一条直线上,并不能满足起伏地表的应用要求.本文以惠更斯-菲涅尔原理为理论基础,提出通过炮点向量在聚焦方向上的投影来确定组合震源传播至虚拟波前的走时,从而确定任意起伏地表组合震源的延迟激发时间.该方法不仅能够计算出沿给定地质模型的目的层界面垂直入射的组合震源聚焦方向,也能够确定任意起伏地表情况下形成沿该聚焦方向定向传播地震波场的组合震源延迟激发时间.因此,本文提出的面向目标的起伏地表组合震源延时参数计算方法对组合震源数据采集具有理论与实践意义.  相似文献   

Simplified modeling of catchment-scale evapotranspiration via boundary condition switching     

《Advances in water resources》2014

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Distribution and source of heavy metals in the surface sediments from the near-shore area,north Jiangsu Province,China   总被引：1，自引：0，他引：1  

Gang Xu  Jian Liu  Shaofeng Pei  Xianghuai Kong  Gang Hu 《Marine pollution bulletin》2014

Samples of surface sediment and vibrocore were collected in the near-shore area of north Jiangsu Province for grain size, elements, ²¹⁰Pb_excess and ¹³⁷Cs analyses. In our study area, the diversity of metal concentration was controlled not by the grain size, but by the source. The element content of the old Yellow River Delta was used as baseline for our study area. Geoaccumulation indexes indicate that no station was polluted by Cu, Pb, Zn and As, but the I_geo values of As were close to zero in some stations. Slight pollution caused by Cd was observed in some stations. Correlation and enrichment factors suggest that Cu, Pb and Zn are lithogenic in origin, while As and Cd are mixed in origin. Especially, in some polluted stations Cd was obviously anthropogenic in origin.  相似文献   

断层阶区对震源破裂传播过程的控制作用研究   总被引：4，自引：4，他引：0  

袁杰  朱守彪 《地球物理学报》2014,57(5):1510-1521

地震破裂能否穿越断层阶区（stepover）引发更大震级的地震是震源动力学研究的重要内容.本文利用不连续变形体接触力学的动态有限单元方法，模拟断层阶区对地震破裂传播的控制作用.通过改变断层周边初始应力场、断层面上的摩擦本构关系以及断层阶区的间距大小来分析各个因素对破裂传播的影响，并定量分析产生这些影响的力学机制.模拟结果表明：断层面上的摩擦系数减小或断层周边区域内的初始剪应力增大，都将增加断层破裂跳跃阶区传播的可能性；此外，若断层阶区间距越小，断层破裂也越容易跳跃阶区传播.计算结果还显示：断层上的摩擦系数大、初始剪应力小、断层阶区间隔大，那么此阶区所在之处将可能是断层破裂的终止位置；相反，当断层面上的摩擦系数较小、初始剪应力较大、断层阶区间隔较小，破裂就容易穿越阶区而出现较大的地震.同时，从模拟结果可以看出，在发震断层破裂停止后，应力将继续向四周传播；当应力积累达到破裂极限时，触发断层阶区中的另一断层产生破裂，因此在破裂跳跃断层阶区的过程中存在一个时间延迟.最后，破裂能否跳跃断层阶区，可以利用库仑应力在空间的分布进行合理的解释.  相似文献   

根据烈度分布确定华北历史地震破裂区的经验准则及其应用   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

吕晓健  闻学泽 《地震地质》2014,36(1):62-79

地震破裂区是地震时沿发震断裂带的同震错动面或破裂面在地表的垂直投影区域,指示了震源断层/破裂的位置与尺度。确定过去长期的强震/大地震破裂区是鉴别地震空区、研究与预测强震危险性的重要基础。对于现代强震,破裂区可运用多种现代技术方法确定,但对于历史强震,破裂区确定的方法需要探索与发展。以华北地区为例,研究利用烈度/等震线资料、结合地震构造与震区地表地质环境等信息确定历史强震破裂区的方法,并开展应用试验。结果表明:研究区现代地震破裂区延伸的烈度区间与极震区烈度、震区环境之间存在密切关系,基于这种关系建立了2条经验准则,可分别用于根据烈度分布确定华北2类震区环境(基岩区和厚层第四纪松散堆积覆盖区)历史强震破裂区的位置与延伸。文中还提出通过综合地震构造、现代小震/余震分布等信息,辅助确定历史强震破裂区横向宽度的思路与途径。作为应用试验,文中确定了5次历史地震的破裂区,结果表明本文发展的经验准则及相应方法适用于华北地区历史强震破裂区的确定。  相似文献