地表水平正反敲击激振下孔法剪切波速测试理论依据讨论

地表水平正反敲击激振下孔法常用于现场剪切波速测试。本文基于动力有限元方法建立了地表水平正反敲击激振下孔法剪切波速测试三维分析模型,采用时域集中质量动力有限元显式逐步积分方法求解了地表水平敲击下线弹性半空间波动响应,分析了不同深度点波形特征及地表水平正反敲击激振下孔法剪切波(S波)波速测试理论依据的合理性。结果表明:地表水平正反敲击下孔法S波波速测试的理论依据,即地表水平正反敲击下压缩波(P波)初动不反向而S波初动反向的理论依据不成立。此外,依据地表水平正反激振下线弹性半空间波动解析解,进一步佐证数值模拟结果的可靠性。     

内蒙古中西部宝音图群石榴角闪岩的地球化学、变质作用及年代学特征

宝音图群分布于内蒙古中西部狼山、图古日格和达茂旗一带,主要由云母片岩、石英片岩、石英岩、角闪岩和大理岩组成。在狼山格尔敖包沟和图古日格西南地区发育十分典型的石榴角闪岩,均以似层状或透镜状产自云母片岩中,但两地具有不同的矿物组合,前者主要以石榴石+角闪石+斜长石+含钛矿物（金红石和钛铁矿）为特征,后者主要以石榴石+角闪石+绿帘石+含钛矿物（金红石和钛铁矿）为特征。地球化学研究显示两个地区的石榴角闪岩原岩具有相似的化学组成,均为亚碱性玄武岩的拉斑系列。宝音图群的石榴角闪岩具有右倾的稀土配分模式,REE总量为83.31×10^-6~125.9×10^-6,（La/Yb）_N比值为2.17~6.48,δEu=0.87~0.98。Ta、Nb、Ti没有明显的负异常,其配分型式类似E-MORB特点。微量元素构造判别图解表明这些石榴角闪岩的原岩产于板内拉张环境中。本文通过模拟格尔敖包沟样品LS01和图古日格西南地区样品LS35的P-T视剖面图研究其变质作用及矿物演化过程,结果显示这两个样品均经历了早期进变质,峰期以及峰后近等温减压的顺时针型P-T轨迹。样品LS01的峰期温压条件为~11kbar/~735℃,模拟得到的峰期矿物组合可能为石榴石+角闪石+斜长石+黑云母+透辉石+金红石+熔体,P-M（H₂O）视剖面图显示,由于峰后演化过程中存在饱和流体渗透,导致峰期透辉石无法保留。样品LS35的峰期温度压力条件为~8kbar/675℃,其峰期组合为石榴石+角闪石+绿帘石+金红石。两个地区的石榴角闪岩的温度压力条件明显不同,推测宝音图群中呈透镜体或似层状产出的变质基性岩,存在着递增型的变质作用。锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学的研究结果显示石榴角闪岩样品LS01的变质锆石年龄为394±8Ma。由此推测这些石榴角闪岩的原岩可能形成于华北北缘在新元古代发育的裂陷盆地,在泥盆纪中期,宝音图群作为华北克拉通的一部分,被卷入到与古亚洲洋闭合有关的造山过程,发育中压型递增变质作用。

     

巽他大陆及其邻区的地壳结构及其构造意义: 来自远震接收函数的约束

巽他大陆位于欧亚板块、印度-澳大利亚板块和太平洋板块俯冲汇聚区域,其地壳结构特征是揭示洋陆过渡带演化及物质能量交换机制的重要依据.本文对巽他大陆及其周缘19个宽频带地震台站记录的远震波形进行P波接收函数分析和H-κ叠加处理,获取了每个台站下方的地壳厚度和平均地壳波速比信息.为了减少参数的主观选择对结果带来的不确定性,研究采用了多种参数组合、综合约束策略.将本文结果与前人146个宽频带台站接收函数的研究结果进行整合,我们获得了巽他大陆地区地壳厚度和平均地壳波速比分布,并统计分析了两者的相关性.结果显示：巽他大陆地壳总体较薄,平均地壳厚度约为32 km,远低于全球造山带平均值,而与全球拉张型地壳平均厚度较为接近,可能反映研究区地壳整体处于拉张应力状态;而呵叻高原盆地地区地壳相对较厚,平均约38 km,与周缘地区明显不同.火山弧地区平均地壳波速比普遍大于1.81,甚至达1.87以上,并且壳内广泛分布低速层,可能受到了火山弧地区熔融物质的影响;非火山弧地区平均地壳波速比则普遍小于1.76,反映地壳组分以长英质成分为主;局部地区高于1.81,甚至高达1.99,表明地壳以铁镁质成分为主或存在部分熔融,可能与铁镁质岩浆底侵作用或地幔热物质上涌有关.中南半岛中西部、婆罗洲西北部和马来半岛中部莫霍面Ps转换波和多次波不明显而且具有多峰特征,可能表明该区域经历了复杂的壳幔相互作用.巽他大陆地区地壳厚度和平均地壳波速比总体无明显相关性,说明上地壳和下地壳结构和成分横向变化复杂;但中南半岛内部呵叻高原附近和东南部火山区两者均呈负相关性,与周围地区明显不同.综合区域构造背景和其他多种地球物理观测,推测稳定的呵叻高原盆地阻挡了印支地块的侧向挤出,处于挤压应力环境并发生上地壳增厚;而东南部火山区则处于拉张应力环境并存在基性岩浆底侵,可能与地幔物质上涌有关.

     

地球磁层顶磁场重联的动力学过程

用三维可压缩MHD数值模拟研究了在磁场重联过程中电子压力梯度项的效应研究结果发现在较高等离子体β,较小离子惯性尺度条件下,广义欧姆定理中压力梯度项在重联过程的作用不可忽略.在磁重联过程中,压力梯度项虽然没有明显改变磁场拓扑结构和重联速度,但它使电子和离子速度明显增大.由于在离子惯性尺度下,离子和电子运动解耦,电子是电流的主要载流子,所以场向电流也增大,并导致核心磁场明显增大.考虑到场向电流是磁层电离层耦合的一个重要因素,所以电子压力梯度项的引入加强了行星际磁场南向期间磁层电离层的耦合.电子压力梯度项还在重联区激发了波动,该波动可向重联区外传播.     

西秦岭甘肃夏河—合作地区与中酸性侵入岩有关的金铜多金属成矿系统及找矿预测

甘肃夏河—合作地区岩浆岩与矿产分布具有分带性：夏河-合作断裂以北侵入岩规模较大,以岩基、岩株为主,发育Cu、Au、W、Mo、Pb、Zn等以中高温元素为主的矿化,受岩体边缘接触带及断裂双重控制;夏河-合作断裂以南侵入岩规模较小,多以小岩株、脉岩出现,发育Au、Hg、Sb等中低温矿化,受断裂破碎带控制。地球化学组成显示,该区侵入岩具有镁闪长岩、TTG岩套的双重特点,为"热壳"+"热幔"的壳幔结构,成矿条件极为有利。硫、氢、氧稳定同位素特征指示,成矿物质主要来自地幔岩浆析出的热液,后期有大气降水的参与。夏河—合作地区为与中酸性侵入岩有关的金铜等多金属矿成矿系统,在夏河-合作断裂以南,剥蚀较浅,可寻找远成低温热液型金、锑矿等,在其深部还应注意寻找斑岩型或矽卡岩型铜金矿床。而在剥蚀程度较高的北带,应以斑岩型和矽卡岩型矿床为主。     

应县木塔地基工程地质勘测与分析

对山西应县木塔环境地质进行了研究,弄清了地层年代及存在的断层;通过样品分析、标准贯入及静探等方法试验、测试,得出了塔院区塔基土的工程物理性质和力学性质、承载力;用地学层析成像技术探测了木塔的基础结构及塔院地基的分层结构。     

基坑支护结构水平变形预测的遗传神经网络方法

采用遗传算法和误差反向传播算法相结合的混合算法来训练前馈人工神经网络,先用遗传学习算法进行全局训练,再用BP算法进行精确训练。就遗传算法过程中的选择、变异进行了探索,提出了用BP网络训练产生变异的遗传算法。作为实例,将该方法应用于预测基坑支护结构水平变形中。结果表明,该方法有收敛速度较快、预测精度高等优点。     

近百年来长江水下三角洲高分辨率洪水沉积记录及其控制机理

夏季洪涝灾害对长江流域社会经济造成了严重的影响,急需开展多时空尺度流域洪水发生规律和控制机理的研究,但因洪水器测数据年限短和缺少有效的古洪水沉积记录研究方法而难以实现。选取长江水下三角洲YEC1701柱状样顶部100 cm进行高分辨率XRF岩心连续扫描（XRFCS）,粒度、有机碳、N元素、δ13C和210Pb定年分析,并与流域洪水器测或历史记录等进行对比研究,以期建立高效的古洪水沉积记录代用指标。结果表明,长江水下三角洲沉积物中Zr/Rb峰值通常对应粒度粗组分高值和较高的C/N值、偏负的δ13C值,所在层位的沉积年龄与流域洪水事件发生年份有很好的对应关系。由此判断,Zr/Rb值可作为判别长江古洪水沉积的重要代用指标。长江流域于1930—2017年间共发生22次洪水事件,利用XRFCS获得的10 mm和2 mm间隔Zr/Rb值可分别识别出其中的11次和18次,识别率为50%和80%。由此推荐XRFCS样品测试间隔要小于年沉积速率一半以内,以提高古洪水事件的识别率。多源洪水和降雨数据分析表明,长江洪水年际至千年尺度发生规律主要受厄尔尼诺-南方涛动和东亚夏季风、南亚夏季风活动的共同影响。但早期长江洪水资料分辨率较低,长江水下三角洲有较连续的洪水沉积记录,运用XRFCS毫米级分辨率的Zr/Rb值可重建全新世高分辨率的长江古洪水发生历史,更精细地分析气候变化对洪水发生规律的控制机理,为预测全球变化背景下长江洪水演变趋势提供依据。     

高光谱影像概率分类向量机分类方法研究

从分析基于支持向量机和相关向量机的高光谱影像分类方法的优势和不足出发,将基于概率分类向量机的方法用于高光谱影像分类试验。在贝叶斯理论框架下,概率分类向量机为基函数权值引入截断Gauss先验概率分布,使得不同类别的基函数权值具有不同符号的先验分布,并利用EM算法进行参数推断,得到足够稀疏的概率模型,弥补了相关向量机选取错误类别的样本作为相关向量的不足,从而有效地提高了模型的分类精度和稳定性。OMIS和PHI影像分类试验表明,概率分类向量机能够很好地应用在高光谱影像分类。     

机动期间的GEO卫星钟差确定方法

分析了多种精密卫星钟差的插值方法,构建了GEO卫星机动模型,并结合插值方法,确定机动期间的GEO卫星钟差,并将结果与i GMAS最终产品进行了比较和分析。结果表明,三次样条插值是用于确定机动期间的GEO卫星钟差的最优方法,其结果精度可达0.01~0.38 ns。