美国的震磁观测与研究

美国地质调查局(USGS)与各有关大学,在美国西部、特别在圣安德列斯断层及其临近地区布设了包括地磁在内的地球物理观测网,用以监测该地区的地震活动。地磁观测资料的分析结果显示:5.2~7.3级地震,在离震中3~50 km的观测点与台站上,得到地磁总强度的变化异常幅度为0.3~6 nT。震磁研究结果表明:某些地震存在震磁前兆信息,因此震磁效应的观测研究是探索地震预测的一种手段。深入分析了2004年9月28日帕克菲尔德6.0级地震前后7个台站的地磁数据,结果表明:该地震的同震震磁效应为-0.4~0.3 nT,这是由压磁机制引起的;而该地震较长时间的震磁异常为-5.0~1.0 nT,该异常与局部地质构造及其活动、应力变化状况、地下介质的电磁性质等因素有关。     

基于核主成分分析的时间域航空电磁去噪方法

时间域航空电磁数据往往在测量过程中受到天然和人文噪声的干扰.如果不能很好滤除这些电磁噪声,那么将会降低资料质量、影响反演的精度,甚至获得错误的解释结果.本文提出了一种基于核主成分分析的去噪方法,通过核主成分分析提取叠加后衰减曲线的主成分,然后使用能量占比方法分离反映地下介质的有效信号和噪声,最后使用反映地下介质的特定成分进行重构.本文所推荐的去噪方法不仅能剔除天然噪声,例如天电产生的尖脉冲或者振荡,而且能有效地抑制人文噪声.分别使用基于核主成分分析的去噪方法,以及AeroTEM软件的处理方法对同样的吊舱式时间域直升机航空电磁勘查系统实测数据进行处理,并比较其结果.处理结果表明：所推荐的去噪方法要优于AeroTEM软件.     

用扩散电场法估算CHTEM-I系统的探测深度

时间域航空电磁系统的探测深度是一项关键技术参数,在系统研制设计和资料解释中都有重要作用.当目标层与围岩电性差异不大或目标层引起的异常响应不明显时,常规的估算探测深度方法不再适用,为克服这种缺陷,本文提出了一种系统探测深度的估算方法,该方法通过模拟电场在均匀半空间模型和层状模型中的扩散过程,记录电场最大幅值在地下的瞬时位置,将系统的探测深度定义为观测到的响应值等于给定的噪声水平时,对应时刻的地下介质中感应电场幅度的最大值对应的深度.论文以我国自主研制的直升机时间域航空电磁系统CHTEM-I为例,根据对不同条件下的计算结果的分析,给出了探测深度与模型电导率、飞行高度和噪声水平之间的关系曲线,并总结出一些能够提高系统探测深度的建议.结果表明半空间模型电导率在0.000295~0.0422 S/m范围内,CHTEM-I系统可以在噪声水平与t^－0.5成正比条件下达到300 m的探测深度.本文方法的估算结果不受模型层厚薄,或目标层与围岩电性差异小等因素影响,因而具有较高的实用性.文中的结论对时间域航空电磁系统设计有理论指导意义,也可用于其它时间域电磁勘探系统探测深度的估算.     

用扩散电场法估算CHTEM-I系统的探测深度

时间域航空电磁系统的探测深度是一项关键技术参数,在系统研制设计和资料解释中都有重要作用.当目标层与围岩电性差异不大或目标层引起的异常响应不明显时,常规的估算探测深度方法不再适用,为克服这种缺陷,本文提出了一种系统探测深度的估算方法,该方法通过模拟电场在均匀半空间模型和层状模型中的扩散过程,记录电场最大幅值在地下的瞬时位置,将系统的探测深度定义为观测到的响应值等于给定的噪声水平时,对应时刻的地下介质中感应电场幅度的最大值对应的深度.论文以我国自主研制的直升机时间域航空电磁系统CHTEM-I为例,根据对不同条件下的计算结果的分析,给出了探测深度与模型电导率、飞行高度和噪声水平之间的关系曲线,并总结出一些能够提高系统探测深度的建议.结果表明半空间模型电导率在0.000295~0.0422S/m范围内,CHTEM-I系统可以在噪声水平与t-0.5成正比条件下达到300m的探测深度.本文方法的估算结果不受模型层厚薄,或目标层与围岩电性差异小等因素影响,因而具有较高的实用性.文中的结论对时间域航空电磁系统设计有理论指导意义,也可用于其它时间域电磁勘探系统探测深度的估算.     

利用CERES(SYN)资料分析青藏高原云辐射强迫的时空变化

利用2001年11月—2005年10月"云与地球辐射能量系统(CERES)"辐射和云资料SYN(Syn-optic Radiation Fluxes and Clouds),分析了青藏高原(下称高原)地区不同高度云辐射强迫的时空变化特征。结果表明:(1)高原整体为云强迫正、负值的过渡区域,这种过渡性有显著的季节差异和区域划分。高原东南部表现出较强的冷却效应,其西部和东北部干旱区在冬、春季表现为较弱的加热效应。(2)高云、高的中云和低的中云对云短波辐射强迫的季节变化都有贡献,其中中云是导致区域差异的主要因素;云长波辐射强迫的区域差异不明显,但季节差异显著,这主要是由高的中云和高云的变化引起的,且云量是主要的影响因子,高云云量虽小但其影响不可忽视。(3)高云在高原地区产生净加热效应,高的中云既产生加热作用也产生冷却作用,低的中云产生净冷却效应。(4)云短波辐射强迫在云辐射强迫的日变化中仍然占主导地位,日变化的区域差异主要是由云量引起的。白天,在云短波辐射强迫的日变化中,低的中云贡献更大。高云对云长波辐射强迫的日变化贡献主要在晚上,低的中云在夜间对云长波辐射强迫有抑制作用。     

基于VR技术的多尺度地质数据3D沉浸式可视化与交互方法

随着科技的飞速发展,地质大数据正在呈爆炸式增长,地质大数据可视化与交互方法成为研究的新方向。如何通过可视化方法将巨大的、复杂的、潜逻辑的地质数据展现与交互是需要进一步探索的。本文提出基于VR技术的多尺度地质数据3D沉浸式可视化与交互方法,该方法既符合计算思维又符合地质专业理论。首先,从理论上提出多尺度地质数据可视化理论模型;其次,基于VR技术实现多尺度、多分辨率地质数据的可视化;最后,构建了3D沉浸式虚拟现实平台,采用实际数据验证方法的有效性。该方法适用于地质数据的可视化与交互,为科学的定量评价、分析和教学提供新思路,是未来的必然发展趋势。     

拓扑空间关系描述理论研究现状与发展

空间关系研究是空间信息科学的基础,而拓扑空间关系是空间关系的重点与难点,其描述理论一直是研究的热点。该文就这一理论做一综述,阐述“交互模型”(即“区域连接演算”)的基本原理,并介绍其在空间信息科学界基本的理论问题,即该描述理论对应的数学模型包括拓扑学和代数两方面;揭示“交叉模型”(即“九交模型”)所用的拓扑学思想,并叙述其历史发展过程。对连接这两种模型的Mereotopology理论,阐述其概念与基本原理,指出拓扑空间关系描述理论是一个各模型有严密逻辑关联的统一体,以求对现有描述理论做出改进。     

内蒙古敖仑花钼矿床地质特征、含矿斑岩地球化学及锆石Hf同位素研究

位于大兴安岭南段的敖仑花钼矿是新发现的斑岩型矿床,大地构造位置属于蒙古-兴安褶皱带的东部,靠近大兴安岭主脊断裂位置.区域为古亚洲洋构造域和滨西太平洋构造域的交汇部位,经历了复杂的构造-岩浆演化,使其成为铜、锡、铅、锌、钼等多金属成矿的集中地.     

冀东晚古生代东湾子岩体的岩石成因研究

冀东晚古生代东湾子岩体由角闪石岩、少量辉石岩和辉长岩组成.典型的堆晶结构、全岩和镁铁质矿物(透辉石、角闪石)的上凸型稀土分布模式、相容元素含量低且变化范围大(如:角闪石岩中V=296×10-6～673×10-6)的特征表明了岩体的堆晶成因.计算得到的与辉石岩中的透辉石相平衡的熔体具有很高的稀土含量,轻重稀土分馏较为明显,富集大离子亲石元素(如:Sr,Ba,K),亏损高场强元素(如:Nh,Zr,Ti),具有典型的弧岩浆特征.透辉石和角闪石的矿物成分也具有弧岩浆的特征.高钙透辉石、大量的角闪石与黑云母的存在说明母岩浆富水.透辉石在高PH2O的状态下与熔体反应,生成角闪石的结构特征也证明了这一点.结合岩体的球化学特征,认为岩浆来源于富集的含有角闪石的尖晶石橄榄岩的部分熔融,母岩浆具有富水的特征(>3%).考虑到岩体形成时代(～300Ma;Zhao et al.,2007)和地质背景,认为东湾子岩体与位于华北北缘的其它晚石炭-早二叠世的岩体形成于同一构造背景下,都是晚古生代时期古亚洲洋向华北板块之下俯冲的产物.     

锡林浩特杂岩和蓝片岩的锆石U-Pb年代学及其对索仑缝合带演化的意义

报道了内蒙索仑缝合带附近的锡林浩特杂岩和苏左旗混杂带中蓝片岩块的锆石U-Pb年代学数据.锡林浩特杂岩中碎屑锆石来源复杂,从晚太古至晚古生代均有.最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄为280～340Ma,与该区最年轻的弧岩浆岩年龄一致,表明该杂岩的原岩最终形成于晚古生代,而不是前寒武陆块残留.锡林浩特杂岩原岩的沉积源区主要是古生代的孤岩浆岩和部分裸露的前寒武陆壳,可能是弧前沉积建造.蓝片岩的锆石U-Pb年龄为318±5Ma(范围338～280Ma),这些锆石显示典型岩浆振荡环带结构,因此该年龄可能代表其原岩形成年龄,而其变质应该在280Ma之后.所以,锡林浩特杂岩和混杂带中蓝片岩块的变质变形作用可能发生在晚二叠,与索仑缝合带强烈的弧陆碰撞有关,暗示索仑缝合带的碰撞缝合时间在晚二叠,而不是许多人坚持的泥盆纪.