地球磁尾等离子体片磁洞的统计分析

本文利用THEMIS卫星的磁场数据和等离子体观测数据,统计分析地球磁尾等离子体片区域线性磁洞的发生率、时空尺度、分布特征、和发生率与地磁AE指数的相关性.分析结果表明磁尾等离子体片区域的磁洞的时间尺度为几秒到几十秒,空间尺度小于当地的质子回旋半径.通过磁洞在空间的位置分布和卫星数据在空间的数据采样分布的对比,我们发现线性磁洞在等离子体片内经常发生,然而在磁尾等离子体片中的发生率要小于太阳风中磁洞的发生率.本文最后统计分析了磁洞发生和AE指数的相关性,结果表明磁洞可能与地磁活动有关系.     

近场动力学理论在区域地面沉降建模中的应用研究

地面沉降是由自然和人类活动共同作用导致的缓变性地质灾害,是区域可持续发展的重要影响因素。以往地面沉降在建模时需要地裂缝等不连续结构的位置、走向、深度等信息,在构建微分方程模拟时需假设模型连续,这对开展地面沉降-地裂缝-地面塌陷一体化模拟带来一定的局限性。于2000年出现的近场动力学理论提出以积分形式描述材料受力过程,方法具有无需先验知识与连续性假设的优点,在材料的疲劳、损伤、断裂等模拟研究中展现出良好的应用前景。本文综述了其在岩石水力压裂、滑坡、饱水岩土材料等领域的研究进展;提出了应用近场动力学进行区域地面沉降建模求解的一般方法;结合InSAR技术获取的沉降信息、三维地震频谱谐振勘探技术获取的地下结构与密度信息等,提出了模型的反演调参与优化方法。以北京东部梨园-台湖镇-张家湾镇区域为实验区,建立了其4 km×6 km范围、0.2 km深度的近场动力学地面沉降模型,以实验区地下水位月均下降速率为边界条件,对2007—2010年地面沉降过程进行模拟。模拟结果与实测值的平均绝对误差为18 mm,表明近场动力学在地面沉降建模中有较好的适用性。     

Terahertz band simulations using two different radiative transfer models

A high-resolution dual-band terahertz (THz) radiometer was designed to measure vertical distributions of chemical elements in the middle atmosphere of the Tibetan Plateau. A forward simulation, which always should be conducted firstly for the development of a matching retrieval algorithm, has not been done before. We use two radiative transfer models, ARTS and AM, to simulate the water vapor, ozone and carbon monoxide spectra on the plateau based on the spectral design of the THz radiometer. The emission line characteristics of the three gases in this spectral band are identified. Reasons for the differences in the spectral simulations between the two models are analyzed for individual gases. The impact of several different spectral parameter settings on the simulations are evaluated through a series of sensitivity experiments. This study suggests that the ARTS is more suitable for the development of the THz radiometer retrieval algorithm. An optimal parameter setting of the ARTS for the three elements are given.     

新疆哈密卡拉塔格铜(锌)矿红石幅1∶50 000矿产地质图数据库

新疆哈密卡拉塔格铜(锌)矿红石幅(K46E009008)1∶50 000矿产地质图数据库是根据《固体矿产地质调查技术要求(1∶50 000)》(DD2019-02)和行业其他标准及要求,在充分利用1∶200 000、1∶50 000等区域地质调查工作成果资料的基础上,采用数字填图系统进行野外地质专项填图,并应用室内与室外填编图相结合的方法完成。本数据库将中-上奥陶统荒草坡群大柳沟组、下志留统红柳峡组和卡拉塔格组的建造类型进行了重新划分,把图幅内侵入岩时代划分为志留纪、泥盆纪、二叠纪等3期,建立了岩浆岩演化序列。图幅区内有大中小型矿床和矿点共8个,成矿时代集中分布在志留纪、石炭纪,赋矿围岩为火山碎屑岩和次火山岩,该区优势矿产以铜锌金为主,矿床类型以VMS型和次火山热液脉型矿床为主,分布在图幅东南一带。除金属矿产外,尚有膨润土矿床产出,具有较好的找矿潜力。本数据库包含5个地层单位和3期岩浆岩资料,数据量约为 15.1 MB。这些数据充分反映了该图幅 1∶50 000 矿产地质调查示范性成果,对该区矿产资源研究和勘查等具有参考意义。     

断层附近地应力扰动带宽度及其影响因素

在建立正断层模型的基础上,利用三维有限元数值模拟方法研究了断层附近地层中的地应力变化规律。其结果表明,由于断层活动,在断层附近普遍发育应力扰动带;在应力扰动带范围内,地应力方向和大小发生明显的变化,断层中部附近应力值普遍较低,而断层端部的应力值通常异常增大。应力扰动带的分布范围主要受断层规模的控制,与断裂带的岩石力学性质、断层走向、断层面形态和边界应力条件等因素也密切相关。随断层长度和断距逐步增大,应力扰动带的宽度相应增加。断裂带的岩石越破碎,其岩石弹性模量越低,断层对地应力的影响宽度越大。断层走向与区域最大水平主应力方向越接近垂直、断距与断层长度的比值越大,区域内的差应力越大,则扰动带宽度与断层规模的比值也越大。选择渤海湾盆地BZ-X油田进行验证,在建立油田实际三维地质模型基础上,根据边界应力条件,利用三维有限元方法对沙河街组二段的地应力分布进行了数值模拟计算。根据断层周围的地应力变化,确定了应力扰动带的分布范围,断层附近应力扰动带宽度的分布规律与正断层模型分析结果相一致。      

蛇纹石化和俯冲带蛇纹岩变质脱水过程中流体活动性元素的行为

蛇纹石是大洋岩石圈和俯冲带内水和流体活动性元素最重要的载体之一。研究蛇纹石化和蛇纹岩变质脱水过程中流体活动性元素的行为是认识俯冲带元素地球化学循环的关键。蛇纹岩是指主要由蛇纹石类矿物构成的岩石,包括利蛇纹石、纤蛇纹石和叶蛇纹石。蛇纹石化过程中会造成流体活动性元素(B、Li、As、Sb、Pb、Cs、U、Sr和Ba等)的显著富集,并且由于原岩性质、流体成分和氧逸度等条件的不同,大洋岩石圈蛇纹岩和弧前蛇纹岩的特征也略有不同。例如,弧前蛇纹岩具有相对高的As、Sb、B和相对低的U,这反映了俯冲沉积物来源流体的贡献。在俯冲带蛇纹岩的变质脱水过程中,利蛇纹石向叶蛇纹石的转变伴随着矿物内超过50%F和Cl的释放,以及一些流体活动性元素(如B和Li)的迁出;此外,蛇纹石分解形成的变质橄榄石中的流体包裹体指示,蛇纹石脱水分解所产生的流体具有高于原始地幔几个数量级的Cl、Cs、Pb、As、Sb、Ba、Rb、B、Sr、Li和U含量。由于利蛇纹石中的Fe~(3+)含量较叶蛇纹石高,这种矿物相转变过程中也伴随着俯冲通道内的一系列氧化还原过程,从而影响流体性质和新形成的叶蛇纹石的成分。蛇纹岩与岛弧岩浆在流体活动性元素富集规律上的相似性说明蛇纹岩在俯冲带元素循环中扮演着重要的角色。此外,蛇纹石矿物相转变过程中F、Cl、B等元素的释放,可能对于斑岩型金矿、蛇绿岩中的金矿和某些蛇纹岩作为赋矿围岩的硼矿的形成起到重要的作用。     

新疆可可托海矿区小虎斯特91号脉中云母类矿物学特征与地质意义

以小虎斯特91号伟晶岩脉中的不同结构带及蚀变围岩、交代岩、锂云母细脉中云母矿物为研究对象,通过电子探针(EMPA)和激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)对各结构带不同产状的云母进行主微量成分分析.研究表明,91号脉从围岩蚀变带、伟晶岩边缘带、外侧带、中间带到核部带,依次发育黑云母、白云母、富锂白云母和锂云母,伟晶岩中云母类矿物显示由白云母向锂云母演化趋势.Li在白云母和富锂云母(锂白云母和锂云母)中的置换机制不同,分别可能为2SiⅣ+ LiⅥ(←→)3A1Tot和Si+Li(←→)AlTot+Fe (Zn,Mn,Mg)(白云母)和3LiⅥ(←→)AlⅥ+ 2□Ⅵ(富锂云母,□代表空位).小虎斯特91号伟晶岩脉经历了岩浆-热液的演化过程,随着演化进行,云母中K/Rb、Mg/Li比值显著降低,Li、Rb、Cs、F含量显著增大,指示分离结晶作用是晚期熔体相Li、Rb、Cs、F富集的主要机制.但云母类矿物的主、微量元素特征显示小虎斯特91号脉岩浆-热液过渡阶段特征不明显,伟晶岩演化很快由正岩浆阶段转化为热液阶段.     

辐射特征支持下的城市高分影像阴影校正

大量城市建筑使得高分影像中含有许多阴影区。这些阴影区在土地利用分类、植被绿度调查等遥感应用中会较大地影响结果精度,降低数据使用效率并增加研究成本。基于同一地物阴影区与临近非阴影区反射率相等这一辐射特征关系,通过建立辐射传输方程,发展了一种新的城市高分遥感影像阴影校正方法 RERB(Reflectance Equality Relationship Based Method)。利用RERB对不同城市(北京和荷兰Enschede)不同高分多光谱影像(Geo Eye-1和Quick Bird)进行阴影校正,并对比分析其与被广泛采用的均值方差变换法MVT(Mean and Variance Transformation)的校正结果,通过定性和定量精度评价发现:(1)RERB能很好地将城市阴影区影像视觉特征(颜色、纹理、色调等)信息恢复到与非阴影区同一水平上;(2)RERB恢复后的阴影区具有丰富的细节信息且在视觉上与临近非阴影区具有良好的一致性;(3)RERB恢复后的城市柏油路面和水泥路面阴影区辐射信息具有较低的误差,可见光-近红外波段的平均误差分别为7%和9%。同时RERB能较好地恢复城市阴影区植被波谱特征信息。     

江苏省海岸侵蚀现状遥感监测与防治对策

文章利用卫星遥感解译、潮汐数值模拟、GIS空间拓扑分析等技术手段,对水边线进行水位订正,推算出2019年度江苏沿海的遥感海岸线,对江苏省海岸侵蚀现状进行了遥感监测与评估。研究结果表明:2019年江苏省共有侵蚀岸线长58.55 km,占全省大陆海岸线的7.39%。废黄河三角洲侵蚀型海岸的侵蚀岸段平均年侵蚀后退 59.24 m,主要表现为盐养围堤的冲刷水毁;辐射沙洲北翼淤长型海岸的侵蚀岸段年平均侵蚀后退152.28 m,表现为潮间带上部坡度变缓,海岸线持续内移。全省海岸带侵蚀总面积为 7.244 8 hm2,强侵蚀岸段主要分布在南八滩闸北侧,新洋河口两侧以及斗龙港南侧区域。文章同时结合江苏海域动态监管工作经验,提出了5点海岸侵蚀灾害防治对策:①加强天-空-地一体化多手段联合监测,精确监控海岸侵蚀灾害发生范围与程度,了解海岸侵蚀强度与等级;②联合多平台海洋观测,深入开展致灾因素分析,了解海岸侵蚀灾害的发展与变化趋势,逐步完善灾害预警机制;③根据不同的海岸类型与海岸侵蚀特征,有效开展多策略的海岸防护整治,减少海岸侵蚀灾害损失;④加快海岸带保护修复,明确海岸带开发活动的适宜空间与适宜程度,优化海岸带空间布局;⑤强化海岸责任管理,明确监管职责。     

山东海域海岛地质遗迹资源综合研究

地质遗迹是在地球演化的漫长历史时期,由内、外地质动力共同作用形成的不可再生的自然遗产,海域海岛地质遗迹因依托特有的海洋环境更显瑰丽和珍贵,对建设海洋强国也更具资源价值。为给海洋资源管理提供技术支撑,文章以《地质遗迹调查规范（DZ/T0303-2017）》“地质遗迹分类”为基础,结合地质条件、遗迹特点和地域分布,将山东省海域划分为滨洲—潍坊海域和烟台—日照海域两区,按海水与岛陆位置关系划分出岛陆、岸线潮间带和岸岛水下三带,在两区三带内按搬运-沉积类、构造-剥蚀类和地质体-地质构造类三大成因类型进行分区、分类综合研究,对遗迹成因进行分析,对重要遗迹资源作了重点介绍,并根据资源保护现状与存在问题,提出完善源法规体系和保护机制、建立信息与预警系统平台、加强宣传、进行监测、采取必要工程措施等严格保护建议,同时提出促进旅游业发展、开展地学科普、助推社会文明和生态文明建设、助力对外交流等利用方向。专门针对省域海域海岛地质遗迹进行综合研究在全国尚属首次,对科学管理和充分利用海域海岛优势生态资源具有重要意义。