基于北斗的动车组实时高精度定位系统研究与应用

北斗卫星导航系统（BDS）已向亚太区域提供正式服务并开始建设北斗全球系统。为了评估验证北斗系统在高速移动条件下的实时差分定位精度,本文设计了动车组实时高精度定位系统并建设了高速铁路试验段。实测结果表明,高速移动条件下动车组列车实时定位的水平垂直轨道方向精度优于1 m,具备区分清楚动车组列车所处轨道的能力,一定程度上能满足铁路行业定位应用的迫切需求。     

福建海坛岛北部海岸带冲积扇沉积构造及其发育模式

海岸带冲积扇作为海陆过渡带中的重要沉积地貌单元,蕴藏有丰富的"陆-海-气"耦合作用及其古地理环境变化信息。本文选取福建海坛岛北部的海岸带冲积扇(大砂山)为研究对象,在大砂山表层布设6条累计长度约700m的探地雷达(GPR)测线,结合剖面观察解译以获取大砂山内部沉积构造和沉积序列信息。结果显示:GPR探测图像很好地显示约20m深度范围内的沉积构造信息,可以识别出9种沉积构造雷达相,这些雷达相总体上反映了海岸带冲积扇以泥石流和沟谷洪流为主、并交替有海岸风沙作用的沉积构造特征。综合三维沉积构造信息可知,大砂山为两个冲积扇侧向连接而成的复合体。结合野外地质地貌考察和砂样粒度分析,认为该冲积扇发育过程可分为四个阶段:(1)晚更新世末次间冰期,海岸带老红砂堆积形成"红色沙漠";(2)晚冰期时频发的暴雨洪水,携带南部山区的风化碎屑物质堆积在海岸带形成了冲积扇主体,并覆盖在老红砂剥蚀面上;(3)全新世早中期气候湿润,河流下切侵蚀冲积扇,形成大砂山基本形态;(4)全新世晚期,全球气候转冷,海岸风沙作用兴起,塑造成为现代大砂山的地貌特征。     

基于距离和姿态观测量的GNSS基线网平差方法

针对目前单历元算法需要连续观测较长时间才能够得到较为精确的解算结果的问题,利用载具同时架设3台GNSS接收机,获得基线观测量,同时事先精确测定接收机之间的距离,并利用陀螺仪获得载具的姿态角,通过增加距离和姿态观测量,与基线观测量共同进行平差处理,可以得到单历元较为稳定而精确的坐标解算结果。试验表明,平面精度在10 mm以内,高程精度在3 cm以内,相较于不添加距离和姿态观测量的结果精度提高了15%以上。     

Transient bifurcation condition of partially saturated porous media at finite strain

Bifurcation of unsaturated soils into a localized shear band is a ubiquitous failure mode of partially saturated soils. The density and degree of saturation have major impacts on the inception of localized deformations in unsaturated soils. Unsaturated fluid flow may dramatically change the density and degree of fluid saturation of unsaturated soils. Therefore, the unsaturated fluid flow is a potential trigger for shear banding in such materials. In this paper, we derive a simplified bifurcation condition of localized deformation in unsaturated soils under the local transient condition at finite strain. This transient bifurcation condition is implemented into a nonlinear finite element code to study the inception of localized deformation in unsaturated soil specimens. Numerical simulations are conducted to study the impact of soil fabrics of density, a ‘bonding’ variable, and intrinsic permeability on the inception of localized failures via the transient bifurcation criterion. Mesh sensitivity analysis is performed to demonstrate the viscosity effect of unsaturated fluid flow on the localized deformation. Numerical simulations demonstrate that the transient bifurcation condition can detect the localized deformation triggered by the internal unsaturated fluid flow process in unsaturated soils. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

班公湖——怒江结合带西段沙木罗组底砾岩的新发现及地质意义

沿班公湖—怒江结合带中西段出露的上侏罗统—下白垩统沙木罗组,创名于革吉县盐湖区南部的沙木罗,定义为一套较稳定环境下形成的晚侏罗统—早白垩世滨浅海相沉积。之后众多学者在结合带不同地区分解出"木嘎岗日群"和"沙木罗组",但二者地层序列划分一直沿革岩性组合差异或粒序变化特征,未获得角度不整合接触的确凿证据。作者于改则地区沙木罗组底部首次发现底砾岩及下伏木嘎岗日群顶部粘土质风化壳,并据此确定该区沙木罗组与下伏木嘎岗日群为角度不整合接触关系。该底砾岩的发现对研究新特提斯洋构造演化、古地理环境、沙木罗组地层地质时代下限及沉积相具有重要地质意义。     

桐柏杂岩北界剪切带的构造变形特征研究

桐柏杂岩北界剪切带是桐柏—大别造山带发育的一条大型的左行走滑韧性剪切带,发育糜棱岩、超糜棱岩以及强直片麻岩等强变形岩石。通过对剪切带内岩石的矿物共生组合、剪切带的位移量计算、石英的分维数计算、石英颗粒的差异应力以及应变速率的估算等多种方法分析结果显示:桐柏杂岩北界剪切带的位移量为38.3~41.1km;动态重结晶石英颗粒边界统计数据的相关系数R均大于0.96,动态重结晶颗粒边界具有统计意义上的自相似性;分维数为1.207~1.302之间,从剪切带的核部向边部,颗粒粒径和分维值的变化是逐渐变大的。石英的分维值反映出石英的动态重结晶与剪切带密切相关,变质变形由剪切带核部向边部逐渐减弱。桐柏杂岩北界剪切带的差异应力值为23.583~46.983 MPa之间,应变速率为1.70×10~(-11)~9.74×10~(-11)s~(-1)。通过对比剪切带内动态重结晶石英颗粒的粒径、差异应力和应变速率可以发现,差异应力与应变速率表现出一定的正相关性,都随着从剪切带的核部到边部慢慢变小;而石英的粒径则与差异应力和应变速率表现出负相关性,从剪切带核部到边部,随着石英粒径的变大,差异应力和应变速率变小。差异应力越大,导致石英颗粒的受力强度越大,变形越强,表现出来的就是应变速率越强。从显微构造变形角度来研究认识该剪切带,对揭示桐柏—大别造山带的构造演化以及构造模型的建立有着重要的构造意义。     

西昆仑奇台达坂一带晚三叠世中酸性侵入岩锆石LA-ICP-MS年龄、地球化学特征及其构造意义

奇台达坂位于新疆西昆仑新藏公路540km处,在其周围分布有小规模的中酸性侵入岩,岩体严格受郭扎错—金沙江缝合带控制呈北西向展布,岩性主要为英云闪长岩、石英闪长岩和花岗闪长岩。锆石环带结构明显,Th/U值介于0.15~0.73之间,为典型的岩浆锆石。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年结果表明,其形成年龄分别为214.7±2.0 Ma、211.3±3.3 Ma和210.6±2.8 Ma,时代为晚三叠世。主微量元素英云闪长岩→石英闪长岩→花岗闪长岩,岩石中SiO_2(58.96%~67.52%)含量逐渐增高,Al_2O_3(14.79%~16.37%)、CaO(3.41%~5.25%)和Mg O(1.47%~3.42%)逐渐降低;里特曼指数1.03~1.79,K_2O+Na_2O全碱含量为4.36%~6.4%,属钙碱性系列。稀土元素中等(∑REE=101.27×10-6~271.04×10-6),轻重稀土分异明显(LaN/YbN平均为10.69),Eu异常明显(δEu平均值0.60)。大离子亲石元素(LILE)Rb、K、Th富集、相对亏损Ba,高场强元素(HFSE)Nb、Zr、Hf、Sr、P、Ti亏损。对研究区侵入岩进行投图分析,认为它是形成于大陆边缘弧环境的未分异I型花岗岩,物质来源主要为岩浆弧地壳的角闪岩相变玄武岩,并卷入少量的地幔物质。根据岩体的成因类型并结合区域构造环境演化认为,在晚三叠世末,古特提斯洋南缘局限洋盆(巴颜喀拉中生代边缘裂陷海洋盆)发生自NE向SW的持续俯冲消减,洋—陆转换开始,该套中酸性侵入岩侵入就位。     

利用树轮密度重建新疆北部5-8月温度变化

利用新疆北部5个采样点的树轮密度年表主序列和新疆北部33个气象站观测气温平均值进行相关分析,结果显示其与新疆北部5-8月平均温度存在很强一致相关性,相关系数为0.667（p<0.001, n=49）。温度重建方程能够解释校准期（1960-2008年）内44.5%的温度变化方差。空间相关分析揭示该温度重建序列能够表征新疆北部过去353 a （1656-2008年）5-8月温度总体变化特征。重建序列揭示新疆北部5-8月平均温度大致经历了6个偏暖阶段,即1656-1664年、1667-1692年、1711-1734年、1804-1832年、1855-1956年、2000-2008年,中间为偏冷阶段,这些阶段中间多个小幅度变化。温度重建结果发现新疆北部温度变化与太阳活动、火山喷发有着紧密联系。温度重建序列与全球海温场的相关分析显示当西风带海区及热带大西洋地区的海温偏高时,研究区气温偏高。与海温、火山喷发和云量变化的相关分析都指示在西风环流的作用下,上述因子对于该地区温度变化有着重要影响。该温度重建序列在低频变化上与北半球气温具有显著正相关,说明中亚地区温度变化与北半球整体温度变化具有较好的一致性。     

2000-2013年浑善达克沙地植被净初级生产力变化研究

利用卫星遥感资料和地面气象观测资料,基于CASA模型及其他数理方法估算了浑善达克沙地2000-2013年生长季（4-10月）植被净初级生产力（NPP）,并对其时空变化特征进行了分析,讨论了气候因子和人类活动对植被净初级生产力的影响。结果表明： 14年间,研究区生长季的植被净初级生产力呈波动中增加趋势,多年平均NPP为239.8 gC·m^-2·a^-1。整个研究区表现为高NPP值（大于150 gC·m^-2·a^-1）的植被面积在增加,低NPP值（小于150 gC·m^-2·a^-1）的植被面积在减少。在空间分布上,研究区的北部、中部和南部边缘区域的植被NPP增加趋势较明显,而东部和西部部分区域未发生明显的趋势性变化。总体而言,研究区植被净初级生产力变化趋势与降水量的关系更密切,其相关系数达到0.86,是驱动植被NPP年际波动的最直接因素。而与温度呈负相关,相关系数为-0.42。综合考虑气候因素和人类活动对沙地NPP的影响发现,温度降低、种饲料面积、年末牲畜存栏头数和羊的数量的减少是NPP值提高的关键因素。     

宁芜盆地钟姑矿田典型铁矿成矿岩体Hf-O同位素特征及地质意义

钟姑矿田位于宁芜盆地南部,受矿田内格状构造控制产出一系列早白垩世(129~132Ma)闪长岩及二长岩类侵入体,与铁矿床的形成密切相关,而区域内成矿岩体的研究尤其是岩浆岩的起源和演化有待进一步探讨。本次工作以矿田内的姑山辉石闪长玢岩、龙山辉石闪长岩、白象山闪长岩、钟九闪长岩和太平山二长岩等与铁成矿有关的岩体为研究对象,开展LA-ICP-MS原位锆石Hf同位素和SHRIMP原位O同位素研究。结果显示,钟姑矿田各成矿岩体具有较一致的锆石Hf-O同位素组成,~(176)Hf/~(177)Hf值为0.282425~0.282695,εHf(t)值为-12.3~-3.9,tDM2范围在1.26~1.86Ga;锆石δ18O集中于3.34‰~8.05‰,捕获锆石的176Hf/177Hf比值为0.282324~0.282487,εHf(t)=-15.8~-10.1,锆石tDM2年龄在1.72~20.8Ga之间,锆石δ~(18)O相对集中于5.90‰~6.51‰。钟姑矿田岩浆岩起源于富集的岩石圈地幔,同位素特征指示其携带板块俯冲和蚀变洋壳信息,钟姑矿田的成岩成矿作用应与伸展背景下古太平洋板块俯冲有关。与长江中下游其他矿集区岩浆岩对比研究表明,包括宁芜在内的长江中下游地区岩浆岩具有相同的地幔源区,以铁矿床为主的宁芜和庐枞盆地岩浆岩源区成分以交代岩石圈地幔为主,而以铜陵、繁昌为代表的铜多金属成矿区的岩浆岩受长江中下游新元古代基底的更多影响。