综合古地理重建的数字智能化趋势与方法进展

古地理重建是研究地质历史时期地表构造过程、海陆格局和地貌环境特征的一项综合研究,并通过绘制表达海洋和大陆的古代轮廓以及重要的地形和地表环境的地图来呈现,是还原地球演化历史、预测能源矿产分布、认识生命和气候演变的基础性工作。随着大数据时代的到来,数字化方法的应用为古地理图快速更新和友好呈现提供了方便。目前,全球有多个团队发布了数字化的全球古地理重建模型以及相关的数据和方法,如EarthByte、PaleoMap、UNIL、Deep Time Maps等团队。笔者研究团队基于“深时数字地球(Deep- time Digital Earth, DDE)”国际大科学计划提出的数据- 知识- 模型驱动的古地理重建思想,提出基于数字化方法驱动的升级更新全球古地理图的新流程,并通过不断尝试地球科学与信息科学的交叉融合,从知识图谱、大数据分析和机器学习技术等方面开发了多项古地理重建应用技术。以东特提斯域中二叠世—中三叠世的古地理重建为例,首先在GPlates软件平台上重建了板块构造框架,再利用岩相古地理图自动生成地形地貌图并结合人工校正,最后在GPlates软件通过图层叠加实现了中二叠世—中三叠世东特提斯域的动态数字综合古地理重建。本用例与广泛使用的Scotese (2021)的古地理图对比,在成图效率、数据丰富性和可追溯性、模型准确性等方面都有明显提升,并为该时期板块运动、冰期消亡、大洋缺氧和生物灭绝等重大地质事件的研究提供新的约束和启示。     

走向构造地质学健康发展之路——我国构造地质学有关问题及未来发展方向探讨

半个多世纪以来,我国构造地质学教学和科学研究均取得了长足发展,但也出现了一些问题。为了促进学科发展,让构造地质学走上健康发展之路,构造地质与地球动力学专业委员会组织召开了“构造地质学有关问题及未来发展方向”研讨会。本文为该研讨会成果的简要总结,内容包括： ① 构造地质学概念、理论和方法理解和应用中存在的部分问题;② 构造地质学教学存在的一些问题及建议;③ 构造地质学未来发展方向;④ 走构造地质学健康发展之路。供有关部门和人员参考。     

东秦岭-大别山及邻区挠曲类盆地演化与碰撞造山过程

东秦岭-大别造山带是3 个板块沿两条缝合带俯冲碰撞而形成的近东西向不对称的反向多层次构造叠置的复合型造山带。在泥盆纪至三叠纪板块构造阶段中不同陆块间由于俯冲碰撞作用形成了多种挠曲类盆地。盆地时空演化充分体现了商丹古洋盆俯冲消减过程、北秦岭弧后区弧陆碰撞过程以及勉略古洋(海)盆斜向的、由东向西的碰撞造山过程。     

利用多光谱遥感数据提取植被污染信息的新方法

有效监测植被污染的现状和变化是空间遥感技术的优势。根据植被在生长过程中在由红光和近红外波段组成的“植被视面”上的位置和迁移规律,提出了通过建立数学模型进行坐标旋转进而提取反映植被生长状况的绿度信息的方法,并且采用多光谱ASTER卫星遥感数据对江西德兴铜矿区的植被污染进行了应用研究。结果表明此方法可以消除土壤背景的影响,有效地判别植被长势的强弱,为在植被茂密覆盖区根据植被的长势和分布状况来判别生态环境状况提供了新思路,为其他相似的卫星数据的应用提供了科学的参考依据。     

燕山构造带西段千家店盆地生长构造与生长地层

Izanagi板块在晚中生代向NW前进式俯冲于欧亚板块东部之下,诱发形成了燕山构造带一系列挤压构造,然而构造的具体形成时间以及弥散分布于燕山构造带的山间盆地的控盆构造属性、构造活动与沉积作用之间的相互关系依然存在着较大的争议.本文基于对北京北部千家店盆地上侏罗统-下白垩统土城子组的沉积作用、物源及盆缘、盆内构造的精细研究,认为:千家店盆地西缘发育断展褶皱型生长构造与生长地层,土城子组第二段顶部和第三段地层在盆地西缘生长,它们受控于翼部旋转模式的断展褶皱作用;千家店盆地内发育的两条小型逆冲断层,均表现为盆地基底下马岭组逆冲于土城子组地层之上,可能控制了断弯褶皱型生长地层的发育;盆地"源-汇"过程分析表明,尚义-平泉断裂上盘基底地层为千家店盆地晚侏罗世-早白垩世早期地层的主要物源区;断展褶皱型生长地层底界面处火山岩获得的最年轻的一组锆石206Pb/238U加权平均年龄为(140.8±2.4)Ma,它可能代表了断展褶皱型生长构造活动的起始时间.千家店盆地断展褶皱型生长构造和生长地层的发现,证明了千家店盆地早白垩世早期是受控于褶皱-逆冲作用的山间挠曲盆地.近E-W向的尚义-平泉断裂与NE向的千家店逆冲断层和盆内的两条逆冲断层可能构成一个统一的右行走滑式逆冲构造系统,共同控制了千家店盆地土城子组的沉积,其构造作用可能与侏罗纪至早白垩世初Izanagi板块向NW的前进式平板俯冲有关.     

基于辐射传输模型的Hyperion光谱重建应用评价

光谱重建是高光谱数据定量分析的前提,大气校正是光谱重建的关键环节。对于缺少地面同步测量的高光谱数据,大气辐射传输模型是最可行的大气校正方法。应用当前流行的大气辐射传输模型MODTRAN 4.0和6S,分别对试验区EO-1 Hyperion高光谱数据进行大气校正和光谱重建。通过对植被、粘土矿及水体3类地物光谱重建结果的对比分析,并利用统计方法计算光谱重建精度,评价大气辐射传输模型校正的效果和模型的适用性。最后,通过FLAASH模型的试验体现了高光谱数据大气校正集成化处理的优越性。     

月表澄海—静海区遥感地质分析

月海盆地作为月球表面重要的地貌单元,分析其玄武岩喷发历史和构造作用,对于了解月球演化有着重要的意义。文中以澄海和静海两个相连通盆地为研究区,通过对LRO的DEM数据进行处理,获得两个月海的地形特征。基于Clementine多光谱数据处理,提取TiO2、FeO含量和成熟度分布图。经过对嫦娥一号CCD影像数据并结合LRO和LO全色波段影像的解译,提取了研究区126条月岭和114条月溪,并对比Cle-mentine提取的重力分布图,对其展布形式进行研究。综合分析结果表明,两个盆地虽然相邻连通,但岩性和构造分布有着明显的差别,玄武岩喷发不同期次界限明显,且澄海玄武岩年龄普遍晚于静海,相通处玄武岩与静海北部玄武岩同源。澄海中的线状构造展布形式与静海中的明显不同,呈现出一定规律,与质量瘤的有无及重力展布形式有关。     

前陆盆地挠曲沉降和沉积过程3D模型研究

前陆盆地是在造山带负荷作用下岩石圈发生挠曲沉降而形成的,并且被主要从造山带搬运的沉积物所充填。为了更好地理解和认识前陆盆地的形成演化机制,特别是受控于周缘多个造山带活动所形成的前陆盆地的演化机制,本文通过建立前陆盆地挠曲沉降与沉积过程的3-D模型,模拟展示了造山带逆冲推覆作用、岩石圈挠曲沉降响应及在山盆体系中由于动力地形变化而导致的河流体系的发育变化及其产生的剥蚀和沉积过程。模型的建立和实验完整体现了逆冲推覆、弹性挠曲沉降和沉积物搬运这三者之间的耦合机制,为全面深入研究前陆盆地动力学提供了理论依据和方法。     

扬子板块北缘中段前陆带构造变形特征及意义

扬子板块北缘中段前陆褶皱逆冲带在中生代经历了多期的构造叠加和改造,其复杂的构造样式记录了早期扬子板块与秦岭-大别微板块拼贴碰撞作用以及晚期转入的陆内变形过程。本文在前人研究的基础上通过对扬子板块北缘中段保康-房县地区前陆带构造变形样式及运动学特征的分析,划分出扬子板块北缘前陆褶皱逆冲带的根部、前锋及其内部次级的逆冲推覆构造单元,同时识别出一条过保康-神农架-蒲溪一带近东西走向的左行走滑剪切带,分析表明该左行走滑带形成于扬子板块北缘全面转入陆内变形之后、大巴山大规模向南西逆冲推覆运动之前的中侏罗世到晚侏罗世期间。该左行走滑剪切带对扬子板块相对于华北板块发生顺时针旋转的过程起到了调节作用,对于扬子板块北缘中生代构造演化具有重要意义。