科研产出
干涉光谱结合偏最小二乘法反演热液CH_4的研究
《光谱学与光谱分析 》 2019 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：热液释放的高温甲烷气体经扩散作用先后进入海洋和大气,并对地球物理、化学和生物方面产生深刻影响。由于海洋溶解甲烷数据的缺乏,导致人们对深海热液释放甲烷的活动机制和环境效应还缺乏足够的认识。我们前期提出一种光学被动成像干涉系统OPIIS用于热液甲烷浓度、温度和压强的实时探测和长期观测。为了从OPIIS的干涉光谱中精确、稳定、快速的获取热液甲烷信息,采用将干涉光谱与偏最小二乘法相结合的方法处理OPIIS数据。首先分别建立三个甲烷浓度、温度和压强的单因变量预测模型,再利用干涉条纹与辐射光谱的关系,间接建立干涉光谱与甲烷浓度、温度和压强的PLS预测模型,提高了预测模型在实际应用中的抗干扰能力和稳定性。基于洛仑兹线型建立了不同于大气环境的深海气体辐射模型,并利用HITRAN2016分子光谱数据库的光谱参数,建立了深海甲烷在任意浓度、任意温度和任意压强下的辐射光谱数据库。挑选热液其他气体对甲烷探测干扰较小的甲烷泛频带1.64～1.66μm内的六条谱线建立甲烷辐射光谱与浓度、温度和压强的偏最小二乘回归模型。另外,分析了训练集取样个数、取样间隔和主成分个数对提高预测模型综合性能的作用。利用不同训练集样本数,不同训练集取样间隔和不同的主成分数,分别建立96个浓度、温度和压强预测模型,并分别利用25组预测集样本对预测模型进行交叉验证。不同模型预测均方根误差和决定系数的对比表明,训练集取样个数、取样间隔和主成分个数等单一因素的改变并不能同时提高预测模型的预测精度、稳定性、适用范围和运算量等综合性能。经过平衡选取各项指标确定的最优回归模型的参数为:浓度、温度和压强的适用范围分别为5～375 mmol·L~(-1), 580～678 K, 10～34.5 MPa,浓度、温度和压强的训练集取样个数分别为50组, 25组, 25组,采样间隔分别为5 mmol·L~(-1), 2 K, 0.5 MPa,浓度、温度和压强预测模型的主成分数分别为2, 2, 5。浓度、温度和压强预测模型的预测均方根误差分别为3.082×10~(-6), 0.977 0, 5.052×10~(-3),决定系数分别为0.999 9, 0.998 9, 0.999 9。浓度、温度和压强的预测误差分别为±1.21×10~(-7),±3.63×10~(-3),±9.49×10~(-4),对应的预测精度分别为±45.4 nmol·L~(-1),±2.5 K,±3.3×10~(-2) MPa。结果表明,干涉光谱结合偏最小二乘法的反演算法可以精确、稳定、快速的获取热液甲烷气体的浓度、温度和压强信息。
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海潮负荷对沿海地区宽幅InSAR形变监测的影响
《地球物理学报 》 2019 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：海岸带地区是全球自然生态环境最为复杂和脆弱的地域之一,合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术可以为全球人类活动、气候变暖和俯冲带剧烈构造运动等背景下的大范围海岸带地理环境变化研究提供重要观测资料.海洋潮汐导致固体地球长周期形变,波长尺度为102～103 km的海潮负荷引入mm级至cm级的形变梯度,此类非构造信号对海岸带InSAR精密形变分析(如:大范围、微小、缓慢且非稳态构造过程等)造成显著影响.本文以宽幅模式SAR数据为例,基于多种海潮模型研究了全球典型海岸带地区(福建、智利和阿拉斯加湾)海潮负荷效应对宽幅InSAR形变监测的影响,给出了宽幅InSAR海潮负荷三维分量估计与差分相位提取方法,并进一步讨论了基于不同海潮模型估计海潮负荷位移的差异.海潮负荷影响不仅与研究范围大小有关,其形变梯度变化与研究区域地形特征存在强相关,对于长波长形变分析而言,传统平面或者曲面拟合方法难以有效分离海潮负荷位移.
关键词： 海岸带形变监测 海潮负荷位移 合成孔径雷达干涉测量 宽幅模式 海潮模型
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环二肽合酶生物合成途径研究进展
《有机化学 》 2019 SCI 北大核心 CSCD
摘要：二酮哌嗪类化合物(DKPs)的特征结构是由两个α-氨基酸通过肽键缩合而成的环二肽(CDPs),稳定的六元环骨架结构使DKPs在药物化学中成为一个重要的药效团,表现出丰富的生物活性.合成可作为药物先导物的DKPs已日益引起人们的关注,其中,开展生物合成研究是拓宽其化学结构多样性的一个有效途径.与早期阐明的非核糖体肽合成酶(NRPSs)生物合成途径不同,环二肽合酶(CDPSs)以氨酰-t RNAs(aa-t RNAs)作为底物合成环二肽,其后修饰过程发生在环二肽形成之后.目前国内外已研究的经CDPS途径合成的二酮哌嗪类化合物报道了6例.对近年来环二肽合酶(CDPSs)生物合成途径相关研究进展进行了综述.
关键词： 二酮哌嗪类化合物 非核糖体肽合成酶 环二肽合酶 生物合成途径
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时频方向谱分析在海洋电磁数据处理中的应用
《地球物理学报 》 2019 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：海底采集到的电磁数据按照其主要包含的信息及研究目的大致可分为海洋可控源电磁场(CSEM)信号、天然场源大地电磁场(MT)信号、海洋环境电磁场信号以及其他随机干扰信号.常常通过计算功率谱密度、时频分析和极化分析的方法研究海洋电磁场特征.本文介绍一种新方法——时频方向谱分析法及其在实测海洋电磁数据处理中的应用,该方法能够在一定的时间-频率尺度上有效分辨场源信号的运动方向.对于海洋CSEM数据,利用该方法可以估算发射源的运动方向,进而在发射源或采集站方位信息缺失情况下,实现海洋CSEM数据的旋转电性轴处理.对于海洋电磁数据,利用该方法可以详细分析海水运动感应电磁场的信号特征.
关键词： 时频方向谱分析 海洋电磁数据处理 海洋环境电磁场 海洋可控源电磁法
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滇西允沟岩组碎屑锆石年龄谱对相关地块亲缘性的约束
《岩石学报 》 2019 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：滇西允沟岩组为一套低绿片岩相的泥质浅变质岩,岩性以云母石英片岩、云母石英千枚岩、云母片岩、细晶灰岩为主,局部夹硅质岩,一直以来被认为是前寒武纪变质基底的重要组成部分。其原岩以碎屑岩为主,含有部分灰岩、白云岩,是一套形成于特提斯洋被动大陆边缘的半深海-深海沉积物,因此,是研究特提斯洋构造演化的重要窗口。但是,对允沟岩组的形成时代至今仍存在较大争议,为此本文选取允沟岩组中的片岩进行了碎屑锆石U-Pb精确定年。分析结果表明,允沟岩组原岩沉积时代为新元古代晚期-寒武纪期间(551～491Ma),主要由新太古代、新元古代及少量古元古代碎屑物质组成。其中,大量太古宙晚期碎屑锆石表明其源区有太古宙基底的存在,而1749Ma这组碎屑锆石可能与哥伦比亚超大陆聚散有关,956Ma和848Ma这两组锆石记录的事件可能是对罗迪尼亚超大陆三阶段裂离事件的前两期的响应。此外,还含有少量泛非运动信息,但泛非运动对其源区的影响极其有限。结合前人研究成果和本文碎屑锆石年龄谱,显示允沟岩组形成于原特提斯洋的被动陆缘,与印度板块、南羌塘地块具有显著的亲缘性。
关键词： 允沟岩组 锆石U-Pb定年 昌宁-孟连缝合带 滇西 原特提斯洋
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大陆架科学钻探CSDP-2井的垂直地震剖面测量
《地球物理学报 》 2019 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：南黄海海相地层的地震波场特征和层位标定一直是困扰地震勘探的重要问题.为了近距离、高精度和高分辨率地观测井周围构造特征和岩石性质引起的波场变化,为地震资料的采集、处理与解释提供地震波衰减规律、速度与层位标定等信息,对大陆架科学钻探CSDP-2井实施了近零偏移距垂直地震剖面(VSP)观测.针对海相地层顶部强反射界面地震波穿透难的问题,采用了大容量气枪震源并设计了气枪阵列组合方式,提高了激发地震波的能量,获得了强反射界面之下清晰的PP、PS下行波和上行波信号.采用了三分量偏振合成、组合滤波和波场分离等处理方法,对VSP观测数据进行处理,获得了海相三叠系—志留系的精细的纵波、横波速度结构和地层吸收因子等物性数据,建立了钻井地层、测井、VSP上行波和多道地震剖面对应关系,实现了不同尺度的地质和地球物理属性资料的有效衔接,标定了钻井地质剖面上各深度地质体的地震反射特性,厘定了过井地震剖面上反射同相轴的地质属性.此次观测取得的纵波、横波速度信息,成为建立南黄海海相地层速度模型主要的资料来源,也是地震资料的岩性反演处理不可缺少的信息.
关键词： 南黄海 海相沉积层 垂直地震剖面 弹性波速度 大容量气枪震源
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天山造山带地区瑞利面波相速度与方位各向异性
《地球物理学报 》 2019 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：天山造山带作为世界上陆内最大的造山带之一,现今地震活动频繁,造山运动强烈,是开展陆内造山和内陆地震活动研究的天然试验场.本文利用整个天山造山带地区国内及国际台网的108个地震台站连续三年的背景噪声资料,提取了8～50s周期的瑞利面波相速度频散曲线,并构建了整个天山造山带地区的二维瑞利面波相速度与方位各向异性分布图像.结果表明:浅部结构与地表的地质构造单元具有较大的相关性.低波速异常主要分布于沉积层厚度较大的盆地地区,而高波速异常主要分布于构造活动比较活跃的山脉地区.东天山地区中下地壳存在比较弱的低波速异常,而塔里木盆地和准噶尔盆地汇聚边缘的上地幔区域则表现为明显的高波速异常,各向异性快波方向呈现近NS向的特征,暗示着塔里木盆地和准噶尔盆地的岩石圈已经俯冲至东天山的下方.中天山地区的中下地壳至上地幔区域均呈现为明显的低波速异常,且各向异性快波方向变化比较复杂,表明中天山地区的整个岩石圈结构已经弱化,热物质上涌可能对介质的方位各向异性有一定的影响.西天山及帕米尔高原的上地幔区域存在低波速异常,各向异性表现为NW-SE方向,可能与欧亚板块的大陆岩石圈南向俯冲有关.塔里木盆地内部存在相对弱的低波速异常,推测塔里木盆地可能已经受到上涌的地幔热物质的侵蚀和破坏.
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南黄海盆地中部隆起CSDP-2井初步成果及其地质意义
《地球物理学报 》 2019 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：南黄海盆地是新生代、中生代、古生代大型叠合盆地,具有良好的油气资源前景.中部隆起是南黄海盆地的二级构造单元,由于缺乏钻探资料,对中部隆起前新生代地层分布和油气资源前景的认识众说纷纭.因此,在中部隆起上实施科学钻探,探查中-古生代地层属性,对研究南黄海区域地质构造特征和油气地质条件意义重大.针对科学钻探目标,采用区域地质背景指导下的地质、地球物理综合研究的方法,拟定了科学钻探井(CSDP-2井)位置;利用叠前时间偏移成像处理剖面,采用地震相、地震速度分析和储层预测技术,进行了钻前层位预测和油气储层分析.该井由青岛海洋地质研究所负责的"大陆架科学钻探"项目实施,全取芯钻探成果表明,中部隆起上赋存了三叠系-奥陶系海相残余地层,发育中等—好级别的、厚度较大的海相中-古生界烃源岩,在三叠系青龙组、二叠系龙潭组和栖霞组、泥盆系和志留系中获得多层不同级别的油气显示.CSDP-2井的钻探发现,结束了关于中部隆起海相地层属性的争论,坚定了南黄海海相油气勘探的信心,为区域地质研究和油气地质条件分析提供了基础数据.
关键词： 大陆架科学钻探 海相残留盆地 钻前预测 油气发现 地质意义
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Gakkel洋中脊基底隆起的非对称地壳结构
《地球物理学报 》 2019 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：超慢速扩张的北冰洋Gakkel洋中脊具有六个沿扩张方向的线性基底隆起(本文编号为A—F).这些线性基底隆起在中轴两侧的地球物理场和地壳结构呈现不同程度的非对称性.本文利用Gakkel洋中脊的地形、空间重力异常(FAA)和航空磁力数据,计算了它的扩张速率、剩余地幔布格重力异常(RMBA)、地壳厚度和非均衡地形.根据中轴两侧地形和地壳厚度的对称关系,我们将六个基底隆起分为对称型和非对称型两种类型.整体上,B、D和F区基底隆起在中轴两侧的地形和地壳厚度的非对称幅值(两侧差值的绝对值)较小,其中地形的非对称幅值分别为～157m、～125m、～208m,地壳厚度的非对称幅值分别为～1km、～0.06km、～0.3km;而A、C和E区的非对称幅值较大,其中地形的非对称幅值分别为～510m、～410m、～673m,地壳厚度的非对称幅值分别为～2km、～2.5km、～1.1km.我们因此推断B、D和F区具有相对对称的地壳结构,而A、C和E区具有非对称的地壳结构.根据A、C和E区中轴两侧非均衡地形的对称关系和非对称地形的补偿状态,推测A区的非对称性可能是由岩浆分配不均所导致;而C区和E区的非对称性可能是由构造断层作用使断层下盘向上抬升变薄所导致.我们进一步推测洋中脊走向的改变可能使得构造作用更易集中于基底隆起的一侧.
关键词： Gakkel洋中脊 基底隆起 非对称性 地壳厚度 非均衡地形
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基于OBS数据的南黄海沉积地层速度结构特征
《地球物理学报 》 2019 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：南黄海盆地是在前古生代变质基底及中-古生代海相沉积基底之上发育起来的中-新生代陆相叠合盆地.本文基于南黄海深部地学探测的主动源地震数据(OBS2013测线),通过多尺度层析成像方法利用初至波走时反演得到测线下方沉积层的纵波速度结构,结合多道地震、重、磁等资料,综合分析南黄海盆地北部沉积地层的特征.结果表明,OBS2013测线下方的地层纵、横向上有多个速度分界面,纵向上以印支面为界,下部挤压与上部伸展地层速度分别呈现高、低速特征;横向上表现为众多断裂,断裂控制了盆地发育,个别断裂发生走滑.断裂将速度剖面划分为四个纵波低速区和五个高速区,6km深度以内纵波速度的低值区(<4.5km·s-1)是中-新生代沉积地层;而高值区(>5km·s-1)归属于不同的形成机制:北部高速区对应千里岩隆起区的变质岩,中部高速区是被挤压的海相沉积地层,南部高速区属于中部隆起,为埋藏较浅、但厚度较大的中、古生代海相地层,部分位置可能含有火成岩.北部坳陷的中、南部区域,在陆相中-新生代沉积盆地之下的海相地层中发育砂岩,该区域(埋深不超过6km)的砂岩沉积分布于约2km厚度的地层中.
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