地质勘查成果数据库建设的关键问题探讨

信息化的飞速发展极大地促进了社会的进步,使人们对信息化的需求越来越迫切,大数据时代已经来临。在海洋地质调查乃至整个地学领域,随着新技术的引进,勘查、研究成果数据内容的不断丰富、数据量不断积累,如何解决海量数据的存储管理、如何应用大数据思维挖掘海量数据中包含的信息和知识,已成为目前亟待解决的问题。大数据融合与共享、多源异构数据信息分析成为地学数据应用的新课题,也给地质勘查成果数据库建设提出了新的挑战。从数据采集标准、数据模型、海量数据存储、数据库架构与功能设计到专题数据分析等方面提出问题关键,并结合实例做实践探讨。     

长江口崇明东滩沉积物间隙水中营养盐剖面及其数学模拟

2005年410月,对长江口崇明东滩潮间带高潮滩站位沉积物间隙水中营养盐成分进行了每月一次的连续观测。结果表明,该站点间隙水中营养盐NH4+和S iO32-的浓度一般在200400μmol/L之间;NO2-+NO3-以及PO43-浓度一般在1μmol/L以下,但9月份后的3次采样得到的沉积柱表层（010 cm）NO2-+NO3-浓度则一般超过10μmol/L,甚至接近100μmol/L。沉积物中有机N含量以及受粘土矿物含量影响的蛋白石（BS i）的溶解度是决定间隙水中NH4+和S iO32-的浓度的主要因素。间隙水中S iO32-浓度和温度之间存在着显著的正相关关系（P<0.01）,说明其主要是受温度影响的溶解过程的控制;而NH4+浓度与温度之间没有明显的相关关系,说明与S iO32-相比,沉积物中NH4+产出的控制因素较为复杂。我们采用了经典的早期成岩方程对NH4+和S iO32-浓度剖面进行了数学模拟,在模型中考虑了扩散作用、埋藏作用以及营养盐的代谢作用等因素。模拟结果表明,通过改变扩散项系数基本可以模拟出营养盐剖面中间浓度高、上下浓度低的总体趋势。此外,沉积速率和代谢反应速率也在不同程度上对模拟结果产生影响。      

遮荫条件下乌拉苔草(Carex meyeriana)蒸腾特性及其与环境因子的关系

通过对不同遮荫下条件乌拉苔草蒸腾特性的研究表明，乌拉苔草蒸腾速率日变化规律是，上午8h出现次峰，18h出现高峰，日变化有“午休”现象，其中光。和光，出现在中午12h，对照和光：出现在下午14h。在上午8h，蒸腾速率的变化不受气孔开闭的影响，是由于时间和环境因子的综合影响所致；中午出现的“午休”现象，是由于气孔闭所至。不同遮荫处理下蒸腾速率变化规律基本一致，遮荫50％对蒸腾速率影响较大，其他处理对蒸腾速率的影响较小，说明乌拉苔草的蒸腾特性不仅由本身的生理特性所决定，并受环境因子综合的影响；另外，不同遮荫对气孔也有直接的影响，遮荫是影响气孔阻力的直接因素。     

黔东南三穗下寒武统黑色岩系中钒富集机制研究

扬子板块南缘下寒武统黑色页岩地层中分布有一套富含Ni、Mo、V、U、Ba、PGE等的多金属层,并在贵州多地形成Ni—Mo—V—Ba矿床。黔东南三穗钒矿是扬子板块南缘黑色页岩型多金属矿床的重要组成部分,矿体主要赋存于早寒武世九门冲组底部黑色炭质、硅质泥岩中。针对三穗钒矿含矿岩系,通过沉积学和元素地球化学研究,结果表明,赋矿硅质岩、含钒炭质泥岩中存在热水物质贡献的明显信号,指示热水端元输入很可能是钒的重要来源。环境敏感元素及相关参数分析显示,局限盆地内的缺氧水体环境更有利于钒的富集。此外,有机质与钒富集之间具有明显的耦合关系,说明有机质的吸附对钒的沉淀和富集起到重要控制作用。     

湖南黄金洞金矿床白钨矿Sm-Nd年龄及其地质意义

黄金洞金矿床是江南造山带上重要的金矿产地之一,矿体赋存在新元古代的浅变质岩中,受东西向-北西西向构造的严格控制.多年来,黄金洞金矿床的成矿年龄一直存在着争议.通过对黄金洞金矿区的白钨矿开展详细的野外调查、岩相学观察和Sm-Nd同位素分析,在147Sm/144Nd-143Nd/144Nd图解中获得白钨矿的等时线年龄为(129.7±7.4)Ma(MSWD=1.0),对应的εNd(t)值为-8.21～-8.68.结合黄金洞矿区白钨矿与含金硫化物的交切关系观察、以及前人的成矿年代学和矿物学研究成果,认为白钨矿的等时线年龄可作为黄金洞金矿床的成矿年龄.白钨矿的 εNd(t)值大于赋矿地层新元古界冷家溪群和湘东北早白垩世花岗岩,但小于新元古界仓溪岩群,表明白钨矿中的Nd部分来自新元古界冷家溪群和(或)湘东北早白垩世花岗岩,部分来自新元古界仓溪岩群.综合前人的研究,认为在江南造山带的金锑钨成矿作用中,新元古界为矿源层,区域变质作用和岩浆作用共同促进了金等成矿物质的活化,构造活化为含矿热液的运移和沉淀提供了通道和空间.     

华北克拉通中东部新太古代晚期变质火山岩及动力学体制

热状态和壳幔岩浆作用是理解早期地壳形成演化动力学机制的关键。华北克拉通是世界范围内为数不多的保存有大量新太古代晚期(约26~25亿年)变质火山岩记录的克拉通之一,对揭示全球新太古代晚期壳-幔动力学演化过程具有重要的指示意义。在我们研究组近期关于华北克拉通中东部中新太古代热状态和地壳厚度研究基础上,本文收集并整理了726个华北克拉通中东部(包括中部带)新太古代晚期变质火山岩样品的有效地球化学资料。按照现代通用岩石地球化学标准来分类,这些样品主要包括超铁镁质岩石(其中含苦橄岩、苦橄质玄武岩和科马提岩,~7%)、稀土未分异型玄武岩(~14%)、稀土分异型玄武岩(~27%)、玻安岩(~4%)、高镁安山岩(~12%)、低镁安山岩(~26%)和英安岩-流纹岩(~10%)。然而不同区块之间火山岩岩石组合及其量比存在较大差异,其中吉林南部和赞皇等地区以大量稀土分异型玄武岩、高镁和低镁安山岩为主,含有少量的长英质火山岩;胶东、登封和阜新等地区以稀土未分异和稀土分异型玄武岩占有绝对优势,存在少量安山岩和长英质火山岩;冀北、冀东北部、冀东南部(迁安-滦县)、五台-云中山、辽北、辽南和鲁西等地区岩石组合比较复杂,最突出的特点是出现不同比例的玻安岩,组合有稀土未分异和大量稀土分异型玄武岩、高镁和低镁安山岩,出现少量超铁镁质岩石和长英质火山岩。岩石成因研究揭示稀土未分异型和分异型玄武岩、高镁安山岩和玻安岩主要形成于俯冲板片流体、熔体和沉积物熔体交代地幔的部分熔融,而低镁安山岩、英安岩和其它长英质火山岩则大都经历了上述俯冲相关初始岩浆的结晶分异或地壳物质熔融和地壳混染等过程。新太古代晚期胶东地区表现为相对较薄的地壳厚度和较高的地热梯度(18℃/km),而冀东地区表现为厚的地壳厚度和低的地热梯度(最低8.7℃/km),满足现代俯冲地热梯度需求,其它区域的地温梯度介于热俯冲和现代冷俯冲之间。综合以上资料,我们认为新太古代晚期板块构造体制已经是最主要的壳-幔动力学体制,地幔柱构造体制和板块构造-地幔柱联合作用体制可能仍然在局部地区存在,但其作用范围和强度已经明显减小。因此,随着地幔温度的下降,中太古代到新太古代晚期地幔柱和板片俯冲的转化可能是相互关联、此消彼长的动力学过程,而不是一个突变过程。     

历尽百年沧桑把脉大连风雨

2018年1月,大连国家基本气象站首批获得“中国百年气象站”认定,并被列入中国气象站重点保护名录,得到地方政府保护承诺,确保能够长期开展气象观测、累积气候资料,这对气候变化研究、生态文明建设、发挥气象数据科学支撑作用等具有重要意义。     

基于维纳方程相关函数迭加法的地面微地震信号检测

针对油气井射孔作业引发的微地震事件频率高、持续时间短、能量小,地面采集的微地震信号易被地面环境中随机干扰噪声掩盖,分析微地震相特征时需对微地震信号进行滤波处理,使用常规频率滤波法难以获得准确结果.采用维纳方程相关函数迭加滤波方法,压制随机干扰噪声,获取清晰微地震信号.仿真结果表明,该方法可衰减随机干扰噪声、突出微地震信号同相轴,提高对微地震信号的识别能力.     

长江口南支水域营养盐和叶绿素a的潮周期变化

2007年8月于长江口南支4个站位进行了营养盐和叶绿素a浓度的定点连续观测,结果表明:调查站位的营养盐和叶绿素a浓度垂直变化不大,分层不明显,表中底层平均值的相对标准偏差在0～29.86%之间,且整个潮汛期的变化基本上不具规律性,少数营养盐(如亚硝酸盐和铵盐)呈现出半日周期的变化,即高潮时浓度达到谷值,低潮时浓度出现峰值;位于长江口南支水域南部S2和S4站位的硅酸盐、磷酸盐和硝酸盐在整个潮汛期的平均值都小于北部的S1和S3站位,且S1站位的硅酸盐、磷酸盐和硝酸盐在大小潮之间平均值差异不明显,而S2站位的硅酸盐和硝酸盐大潮时平均值要高于小潮,磷酸盐则相反,此外,S4站位的叶绿素a平均值都大于其他3个站位;4个连续测站的表层叶绿素a浓度与营养盐(NO2--N、PO34--P、SiO23--Si、NO3--N、NH4+-N)相关系数低(-0.6584～0.5494),叶绿素a浓度与营养盐的周日波动相关性不明显;观测区域硅酸盐、磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸和铵盐的平均通量分别是238.62、1.36、84.10、1.031、0.55kg.s-1。     

含砾滑带土三维颗粒流模型建模方法研究

提出了基于CT扫描技术和PFC三维颗粒流程序建立含砾滑带土三维建模方法。首先,通过CT扫描技术获得含砾滑带土三轴试样的一系列二维切片图像,采用二值化和砾石边界识别方法,得到了砾石边界点云数据;其次,利用砾石边界点云数据,采用逆向重构得到各个砾石的三维模型;最后,将重构的三维砾石模型导入PFC三维颗粒流程序,建立颗粒流数值模型。计算结果表明:三轴剪切过程中,砾石的欧拉角随着试样剪切变形的发展而变化;与无砾石试样相比,砾石周围土体小球的运动方向更加杂乱,说明了砾石对含砾滑带土的剪切破坏有显著的影响。通过与三轴剪切试验过程中砾石的空间运动规律进行对比分析,验证了提出的建模方法是可行的。采用该方法研究砾石的空间运动特征,对于揭示砾石在含砾滑带土剪切破坏过程中的作用具有重要的意义。