一种模拟非均匀介质中弹性波传播新的k-space方法          下载免费PDF全文

黄继伟  刘洪 《地球物理学报》2020,63(8):3091-3104

传统的伪谱(PS)方法,采用傅里叶变换(FT)计算空间导数具有很高的精度,每个波长仅需要两个采样点,而时间导数采用有限差分(FD)近似因而精度较低.当采用大时间步长时,由于时空精度不平衡,PS法存在不稳定性问题.原始的k-space方法可以有效地克服这些问题但是却无法适用于非均匀介质.为了提高原始k-space方法模拟非均匀介质波动方程的精度,我们提出了一种新的k-space算子族.它是用非均匀介质的变速度代替原k-space算子中的常数补偿速度构造得到,引入低秩近似可以高效求解.我们将构造的新的k-space算子应用于耦合的二阶位移波动方程,而不是交错网格一阶速度应力波动方程,使模拟弹性波的计算存储量减少.我们从数学上证明了基于二阶波动方程的k-space方法与基于一阶波动方程的k-space方法是等价的.数值模拟实验表明,与传统的PS、交错网格PS和原始的k-space方法相比,我们的新方法可以在时间和空间步长较大的均匀和非均匀介质中,为弹性波的传播提供更精确的数值解.在保持稳定性和精度的同时,采用较大的时空采样间隔,可以大大降低数值模拟的计算成本.  相似文献   

Prediction of Blast-Induced Rock Movement During Bench Blasting: Use of Gray Wolf Optimizer and Support Vector Regression     

Yu  Zhi  Shi  Xiuzhi  Zhou  Jian  Chen  Xin  Miao  Xiaohu  Teng  Bing  Ipangelwa  Timo 《Natural Resources Research》2020,29(2):843-865

Natural Resources Research - A large ore loss and dilution can be expected when using a pre-blast ore boundary for shovel guidance because of the movement and re-distribution of ore in the muck...  相似文献   

UAV survey and numerical modeling of loess landslides: an example from Zaoling,southern Shanxi Province,China     

Ma  Siyuan  Wei  Jiangbo  Xu  Chong  Shao  Xiaoyi  Xu  Shiyang  Chai  Shaofeng  Cui  Yulong 《Natural Hazards》2020,104(1):1125-1140

Natural Hazards - This work attempted to reveal the geometric and kinematic characteristics of a loess landslide that occurred at Zaoling, southern Shanxi Province, China, on March 15, 2019. Based...  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   

川滇地块西部差异性旋转的构造意义:青藏高原东南缘白垩纪红层古地磁学新证据          下载免费PDF全文

王恒  杨振宇 《地球物理学报》2019,62(5):1789-1808

印度—欧亚板块碰撞以来青藏高原内部及其周缘地区经历了复杂的构造演化,复杂构造变形区的复合构造使得古地磁的数据解释究竟代表区域的构造旋转还是只能反映局部的构造变形一直是备受关注的问题.本文通过采集川滇地块西缘渔泡江断裂东侧三岔河地区白垩纪红层古地磁样品,揭示采样区差异性旋转并探讨川滇地块西部自中新世以来的构造演化规律.前人的地质调查表明川滇地块渔泡江断裂东侧上白垩统赵家店组地层发育倾伏褶皱.三岔河剖面以三岔河镇为界分为南北两段,三岔河南段剖面高温剩磁分量平均方向在倾斜校正后Ds=29.3°,Is=45.7°,ks=54.3,α95=6.6°,倾伏地层产状校正后Ds=30.6°,Is=46.6°,ks=69.3,α95=5.8°;而三岔河北侧剖面高温剩磁分量平均方向在倾斜校正后Ds=350.4°,Is=42.1°,ks=69.4,α95=9.2°,倾伏地层产状校正后Ds=347.4°,Is=41.9°,ks=96.6,α95=7.8°;两组高温剩磁分量均通过了褶皱检验,表明其获得于褶皱形成之前.相对于东亚稳定区80Ma古地磁极,三岔河南侧剖面发生了20.5°±4.8°的顺时针构造旋转量,与楚雄盆地核部之间不存在差异性旋转;但三岔河镇以北剖面却发生了22.7°±6.6°的逆时针旋转.综合分析川滇地块内部的古地磁数据表明自中新世以来川滇地块南部楚雄盆地经历了约20°的顺时针构造旋转,而三岔河镇北侧经历了约20°逆时针旋转.进一步分析表明三岔河北侧剖面相对于南侧剖面经历了约40°的逆时针旋转,可能由于研究区的滑脱构造导致岩石薄弱层拆离滑脱所引起.  相似文献   

The ~1.85 Ga carbonatite in north China and its implications on the evolution of the Columbia supercontinent     

《Gondwana Research》2019

Mantle-derived carbonatites provide a unique window in the understanding of mantle characteristics and dynamics, as well as insight into the assembly and breakup of supercontinents. As a petrological indicator of extensional tectonic regimes, Archean/Proterozoic carbonatites provide important constraints on the timing of the breakup of ancient supercontinents. The majority of the carbonatites reported worldwide are Phanerozoic, in part because of the difficulty in recognizing Archean/Proterozoic carbonatites, which are characterized by strong foliation and recrystallization, and share broad petrologic similarities with metamorphosed sedimentary lithologies. Here, we report the recognition of a ~1.85 Ga carbonatite in Chaihulanzi area of Chifeng in north China based on systematic geological, petrological, geochemical, and baddeleyite U-Pb geochronological results. The carbonatite occurs as dikes or sills emplaced in Archean metasedimentary rocks and underwent intense deformation. Petrological and SEM/EDS results show that calcite and dolomite are the dominant carbonate minerals along with minor and varied amounts of Mg-rich mafic minerals, including forsterite (with Fo > 98), phlogopite, diopside, and an accessory amount of apatite, baddeleyite, spinel, monazite, and ilmenite. The relatively high silica content together with the non-arc and OIB-like trace element signatures of the carbonatite indicates a hot mantle plume as the likely magma source. The depleted Nd isotopic signatures suggest that plume upwelling might be triggered by the accumulation of recycled crust in the deep mantle. As a part of the global-scale Columbia supercontinent, the Proterozoic tectonic evolution of the North China Craton (NCC) provides important insights into the geodynamics governing amalgamation and fragmentation of the supercontinent. The Paleo-Mesoproterozoic boundary is the key point of tectonic transition from compressional to extensional settings in the NCC. The newly identified ~1.85 Ga carbonatite provides a direct link between the long-lasting supercontinental breakup and plume activity, which might be sourced from the “slab graveyard,” continental crustal slabs subducted into asthenosphere, beneath the supercontinent. The carbonatite provides a precise constraint of the initiation of the continental breakup at ~1.85 Ga.  相似文献   

西昆仑玛尔坎苏石炭纪大型锰矿带构造背景与成矿条件     

张连昌  张帮禄  董志国  谢月桥  李文君  彭自栋  朱明田  王长乐 《吉林大学学报(地球科学版)》2020,50(5):1340-1357

西昆仑北段玛尔坎苏地区探明的大型碳酸锰成矿带，是我国近年最重要的找矿成果之一。该锰矿带构造上属北昆仑晚古生代弧后伸展盆地，其构造动力学背景为古特提斯洋向北俯冲于塔里木地块之下形成的弧盆体系。锰矿体主要发育于晚石炭世喀拉阿特河组含炭泥质灰岩夹薄层灰岩中。矿石中主要金属矿物为菱锰矿（75%~95%），次为软锰矿、硫锰矿及少量黄铁矿等。含锰岩系岩性和岩相学研究表明，玛尔坎苏锰矿带属典型的海相沉积锰矿床，其矿床成因可能与晚古生代半局限盆地沉积和海底热液活动有关。海底热液活动可能为成矿提供了丰富的物质来源。含锰岩系元素和同位素地球化学特征表明，玛尔坎苏锰矿沉淀时的水体环境为常氧条件，而矿层下盘（部分）岩系的岩性及地球化学特征反映其沉积时的水体环境为低氧—贫氧条件。玛尔坎苏锰矿带锰矿石具有负的δ¹³C值（-23.3‰~-10.0‰），推测有机质导致的还原作用是该锰矿由原生氧化锰在成岩期转化为菱锰矿和形成富锰矿的重要机制。  相似文献   

中国物理海洋学研究70年:发展历程、学术成就概览   总被引：2，自引：2，他引：0  

魏泽勋  郑全安  杨永增  刘克修  徐腾飞  王凡  胡石建  谢玲玲  李元龙  杜岩  周磊  林霄沛  胡建宇  朱建荣  李均益  张正光  侯一筠  刘泽  田纪伟  黄晓冬  管玉平  刘志宇  杨庆轩  赵玮  宋振亚  刘海龙  董昌明  于卫东  连涛  陈朝晖  史久新  雷瑞波  刘煜  于福江  尹宝树  陈戈  王岩峰  李整林  熊学军  汪嘉宁  李晓峰  王永刚 《海洋学报》2019,41(10):23-64

本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团，以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强，研究领域不断拓展，涌现了大量具有广泛影响力的研究成果，其中包括:提出了被国际广泛采用的“普遍风浪谱”和“涌浪谱”，发展了第三代海浪数值模式；提出了“准调和分析方法”和“潮汐潮流永久预报”等潮汐潮流的分析和预报方法；发现并命名了“棉兰老潜流”，揭示了东海黑潮的多核结构及其多尺度变异机理等，系统描述了太平洋西边界流系；提出了印度尼西亚贯穿流的南海分支(或称南海贯穿流)；不断完善了中国近海陆架环流系统，在南海环流、黑潮及其分支、台湾暖流、闽浙沿岸流、黄海冷水团环流、黄海暖流、渤海环流，以及陆架波方面均取得了深刻的认识；从大气桥和海洋桥两个方面对太平洋–印度洋–大西洋洋际相互作用进行了系统的总结；发展了浅海水团的研究方法，基本摸清了中国近海水团的分布和消长特征与机制，在大洋和极地水团分布及运动研究方面也做出了重要贡献；阐明了南海中尺度涡的宏观特征和生成机制，揭示了中尺度涡的三维结构，定量评估了其全球物质与能量输运能力；基本摸清了中国近海海洋锋的空间分布和季节变化特征，提出了地形、正压不稳定和斜压不稳定等锋面动力学机制；构建了“南海内波潜标观测网”，实现了对内波生成–演变–消亡全过程机理的系统认识；发展了湍流的剪切不稳定理论，提出了海流“边缘不稳定”的概念，开发了海洋湍流模式，提出了湍流混合参数化的新方法等；在海洋内部混合机制和能量来源方面取得了新的认识，并阐述了混合对海洋深层环流、营养物质输运等过程的影响；研发了全球浪–潮–流耦合模式，推出一系列海洋与气候模式；发展了可同化主要海洋观测数据的海洋数据同化系统和用于ENSO预报的耦合同化系统；建立了达到国际水准的非地转(水槽/水池)和地转(旋转平台)物理模 型实验平台；发展了ENSO预报的误差分析方法，建立了海洋和气候系统年代际变化的理论体系，揭示了中深层海洋对全球气候变化的响应；初步建成了中国近海海洋观测网；持续开展南北极调查研究；建立了台风、风暴潮、巨浪和海啸的业务化预报系统，为中国气象减灾提供保障；突破了国外的海洋技术封锁，研发了万米水深的深水水听器和海洋光学特性系列测量仪器；建立了溢油、危险化学品漂移扩散等预测模型，为伴随海洋资源开发所带来的风险事故的应急处理和预警预报提供科学支撑。文中引用的大量学术成果文献(每位第一作者优选不超过3篇)显示，经过70年的发展，中国物理海洋学研究培养了一支实力雄厚的科研队伍，这是最宝贵的成果。这支队伍必将成为中国物理海洋学研究攀登新高峰的主力军。  相似文献   

龙马溪页岩弹性各向异性与矿物分布之间的关系探讨   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

伍宇明  兰恒星  黄为清 《地球物理学报》2020,63(5):1856-1866

岩石弹性各向异性特征是普遍存在的,但导致岩石弹性各向异性的原因复杂且仍然存在一定争议.本研究以龙马溪页岩为例,试图建立页岩弹性各向异性和矿物分布之间关系.研究使用无损超声波探测获取岩石弹性各向异性参数,并使用背散射技术获取岩石矿物分布特征.研究通过引进变异系数来描述矿物或孔裂隙在不同方向的差异性,并通过2个正交方向的变异系数建立微观异质性指标,用于表征微观尺度上矿物或孔裂隙在不同方向的差异程度.微观背散射图像显示,龙马溪组页岩主要由石英和伊利石构成,且这两种矿物和孔裂隙在X和Y面上都有定向排列特征.相应地,它们的变异系数在X面和Y面上均表现出随角度增大而降低的特征;而在Z面,石英、伊利石和孔裂隙变异系数变化不明显,这与Z面上矿物和孔裂隙无明显方向性的特点一致.无损超声波探测结果显示,波速在X和Y面上随角度增加而减小,这与主要矿物和孔裂隙变异系数变化趋势相同;而在Z面,波速变化不大,与主要矿物和孔裂隙变异系数变化不明显的特征一致.以上观测结果说明,宏观波速与矿物的微观变异系数明显相关,暗示岩石弹性各向异性与矿物分布直接相关.  相似文献   

Geochronology and geochemistry of subducted Cadomian continental basement in central Iran: Decompressional anatexis along the Jurassic Neotethys margin     

《Gondwana Research》2020

Late Neoproterozoic-Early Cambrian calc-alkaline granitoids are ubiquitous in the continental basement of Iran and indicate formation within a Cadomian arc system at the northern margin of Gondwana. A basement complex comprising mainly mica schist, paragneisses, and metagranite along with metabasite and rare pegmatite is exposed in the Zayanderud region north of Shahrekord located in the hinterland of the Zagros mountain range. This complex is unique in the Neotethyan realm because it includes eclogites with Jurassic metamorphic ages implying involvement of continental crust at the onset of subduction. Ion microprobe UPb zircon dating along with trace element and oxygen isotope analyses for metagranites define two zircon age clusters of ca. 552 and 565 Ma confirming connection with the other Ediacaran age basement arc plutons in the belt. Zircon geochronology for pegmatite, by contrast, yielded a concordant age population averaging 176.5 ± 3.3 (2σ) Ma. Zircon crystals from the pegmatite also have unusually low rare earth element (REE) abundances with sharp increases towards the heavy REE. Along with an absence of a negative Eu anomaly, this indicates a high-grade metamorphic origin of zircon crystallizing from a pegmatite which was formed by melting of mica schist and possibly amphibole eclogite during decompression where incipient garnet breakdown released Zr and HREE to form zircon, and LREE were retained in stable apatite and titanite. Corresponding ⁴⁰Ar/³⁹Ar phengite dates from the pegmatite and the mica schist country-rock are overlapping with or only slightly postdate the UPb zircon ages, indicating rapid cooling after reaching maximum metamorphic pressure in the Early Jurassic. The Zayanderud basement complex is thus potentially a rare example of deep burial of continental crust and rapid exhumation due to buoyant escape during the incipient stages of subduction, well before the ultimate closing of the Neotethys ocean basin between Arabia and Eurasia in the mid-Tertiary.  相似文献