A CIP-based numerical simulation of free surface flow related to freak waves

An enhanced numerical model for simulating two-dimensional incompressible viscous flow with distorted free surface is reported. The numerical simulation is carried out through the CIP （Constrained Interpolation Profile）-based method, which is described in the paper. A more accurate interface capturing scheme, the VOF/WLIC scheme （VOF：Volume-of-Fluid;WLIC：weighed line interface calculation）, is adopted as the interface capturing method. To assess the developed algorithm and its versatility, a selection of test problems are examined, i.e. the square wave propagation, the Zalesak’s rigid body rotation, dam breaking problem with and without obstacles, wave sloshing in an excited wave tank and interaction between extreme waves and a floating body. Excellent agreements are obtained when numerical results are compared with available analytical, experimental, and other numerical results. These examples demonstrate that the use of the VOF/WLIC scheme in the free surface capturing makes better results and also the proposed CIP-based model is capable of predicting the freak wave-related phenomena.     

东北地区古生代地层间断

东北地区古生代在南部有一个地层间断面,北部有三个地层间断面：奥陶纪、晚志留世末-早泥盆世和早石炭世晚期-晚石炭世,相应于古亚洲洋构造域发展的不同阶段,结束于早三叠世末.最后的间断面以后,东北南部和北部古生代地层进入同步发展.     

NP6-1井PDC钻头断落处理与认识

随着PDC钻头的广泛使用,因PDC钻头选型与钻遇地层的不匹配,或PDC钻头本身质量问题,也遇到一些井下复杂情况。此文介绍NP6-1井在311．2mm井段使用PDC钻头钻至井深2878．76m时,PDC钻头从公扣根部折断留在井底,加工公锥和采取适当措施成功地打捞出落鱼,避免侧钻,挽回了经济损失。该井成功打捞出PDC钻头,为同类型的井下落鱼或小落鱼提供参考与借鉴。     

扬子板块北缘花山群沉积时代及其对Rodinia超大陆裂解的制约

出露于扬子板块北缘大洪山地区的花山群自下而上由一套以砾岩为主的粗碎屑沉积和一套以砂质板岩为主的细碎屑沉积组成,伴随有拉斑玄武质岩浆活动。花山群整体变质程度不高,形成构造环境复杂,对其构造属性及其与区内所谓的花山"蛇绿混杂岩"的时空关系一直存有争议,它们对新元古代Rodinia超大陆在扬子板块北缘的汇聚-裂解响应具有重要的制约意义。笔者在花山群六房咀组下部细砂岩中采集玄武质熔结凝灰岩夹层样品1件,碎屑岩样品2件,在上覆地层南华系莲沱组采集碎屑岩样品1件;对玄武质熔结凝灰岩进行了SHRIMP锆石U-Pb同位素测年,对碎屑岩样品进行了LA-MC-ICPMS锆石U-Pb同位素测年。获得玄武质熔结凝灰岩锆石U-Pb年龄814.7±7.3 Ma;花山群的碎屑锆石U-Pb年龄谱存在三个明显的峰值:~900 Ma、~2050Ma和~2650 Ma,最显著峰值为~2650 Ma,上覆莲沱组碎屑岩年龄谱的三个峰值为:~900 Ma、~2050 Ma和~2500 Ma,最显著峰值为~2050Ma,三件碎屑岩样品均与扬子板块的碎屑锆石U-Pb年龄统计峰值一致。花山群的碎屑源区可能包括下伏中元古代打鼓石群、太古宙鱼洞子杂岩以及崆岭杂岩。结合前人年代学研究资料和区域构造成果分析,花山群沉积时代应为820~815Ma,形成于伸展构造背景,与花山"蛇绿混杂岩"不是同期同构造背景的产物;花山"蛇绿混杂岩"与花山群沉积建造依次反映了扬子板块北缘由挤压构造背景向伸展构造背景的转换过程。花山群中的碎屑沉积物与基性火山岩、火山碎屑岩属于裂解背景下形成的同时代沉积-火山建造;结合前人在扬子板块周缘发现的大量约820 Ma酸性—基性岩浆活动记录以及同时代(820~800 Ma)的沉积地层,推测花山群形成于Rodinia超大陆裂解背景之下,与超级地幔柱活动有关。     

新元古代重大地质事件及其与生物演化的耦合关系

新元古代的地球表层系统经历了超大陆裂解与重组、大规模冰期、古海洋氧化、埃迪卡拉生物群辐射与灭绝、后生动物兴起等一系列重大变革,这些地质事件与生物演化在时空上的耦合关系长期受多学科交叉研究领域的广泛关注。Rodinia超大陆的裂解伴随有超级地幔柱活动、古地磁真极移等复杂响应,裂解过程影响了大气圈和水圈中氧气和二氧化碳的循环,并可能直接导致了新元古代极端的气候条件。构造格局的变动对生物的影响主要体现在物质来源和生存环境的改变上,强上升洋流和强地表径流区域的富营养化促使生物大量繁盛。“雪球地球”期间巨大的选择压力为生物的多样化演变提供了可能,而其后冰川的快速消融则促进了生产力的爆发式增长及多种沉积矿产的形成。与此同时,大气-海洋氧气含量的增加和海水化学结构的改变使得多项元素及同位素指标发生了地质历史上最大幅度的波动,这种特殊的地质背景可能最终对生物演化产生了极为深刻的影响。     

基于“要素对象空间信息指纹”的变化空间数据同步技术的研究

随着空间数据库的建设和应用的发展,空间数据动态更新和数据分发成为确保数据现势性的主要研究课题,系统提出将地形地物要素数据的坐标数组通过MD5算法生成32位字符串的"要素对象空间信息指纹"作为判定要素数据变化的方法,结合Oracle数据库CDC技术,快速获取空间变化数据,再通过ETL数据同步机制流程化管理空间同步过程,多节点、多级联按需配置同步图层,实现不同Oracle数据库版本、不同Arc SDE版本间的空间数据断点续传同步功能。     

青藏高原冰湖研究进展及趋势

冰湖是由于冰川活动或者退缩产生的融水在冰川前部或者侧部汇集而成的,可分为冰川终碛湖(冰碛阻塞湖)、冰川阻塞湖、冰斗湖和冰蚀槽谷湖。其中分布数量较多、规模较大,且灾害风险较高的是冰川终碛湖。因此,冰川终碛湖是研究冰湖的主要对象。受全球气候变暖的影响,冰湖溃决产生的洪水、泥石流等重大冰川灾害的发生频率有所升高,灾害的影响程度以及范围也有所加大,引起了冰川山地国家的广泛关注。青藏高原内部发育着36793条现代冰川,冰川面积49873.44km2,分别占中国冰川总条数、总面积和冰储量的79.5%、84%和81.6%。在全球气候变暖的大背景下,多数冰川呈加速消融及退缩的态势,导致了冰湖溃决洪水和冰川泥石流等重大冰川灾害发生频率的加剧和影响程度的加大。本文围绕冰湖溃决条件、冰湖稳定性评价、冰湖溃决洪水模拟等几个研究方面,对青藏高原冰湖研究的现状及进展进行了较为系统的总结,并对未来研究趋势进行了展望。     

藏北双湖山字形山玄武岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

次对藏北双湖山字形山玄武岩进行了同位素年代学和岩石地球化学研究。锆石LA ICP MS U Pb测年结果表明,玄武岩形成时代为中三叠世Ladinian期((2358±27) Ma)。主量元素SiO2质量分数为4284%~5222%,TiO2为161%~269%,FeOT/MgO为152~194,属亚碱性系列拉斑玄武岩。稀土元素∑REE含量为11409×10-6~20847×10-6,(La/Yb)N为490~650,相对富集LREE。微量元素配分模式曲线与OIB型玄武岩相似。岩石成因研究表明岩浆在演化过程中主要受分离结晶作用控制,La/Nb、La/Ta、Zr/Ba等不相容元素比值与Ti含量表明,山字形山玄武岩可能是软流圈地幔与岩石圈地幔相互作用的产物。玄武岩较高的Zr含量与Zr/Y比值显示其处于板内伸展构造背景。结合区域地质资料推测,中三叠世玄武质岩浆是南、北羌塘地块碰撞造山过程中板片断离、软流圈物质上涌熔融的产物,而晚三叠世偏铝质-过铝质岩浆岩及高压变质岩折返剥露为造山带垮塌引起的伸展作用的结果。     

康滇地轴元古代成矿作用对Rodinia事件的响应

中一新元古代,全球发生了重大的Rodinia超大陆地质事件。近年研究表明,中国在华南板块发生的晋宁造山运动是Rodinia事件的重要组成部分。大量研究数据显示,康滇地轴前寒武纪地层中所形成的金属矿床大多集中在900～700Ma间。这些矿床的形成与大规模基性、酸性岩浆活动密切相关,与晋宁一澄江运动构造一热液作用密切相关,显示构造环境由挤压向拉伸发展,这正是全球Rodinia超大陆由汇聚转变为裂解的重要时期。本文从同位素地质年代学、沉积环境方面探讨该时期的成矿作用对Rodinia事件的响应,铀成矿作用与Rodinia事件的关系。     

西秦岭北缘天水地区新元古代花岗质片麻岩地球化学特征及其形成环境

西秦岭北缘新元古代花岗质片麻岩位于天水地区分隔北秦岭造山带和北祁连构造带的新阳-元龙韧性剪切带中。花岗质片麻岩具高Si、高Al的特征,属高钾钙碱性系列,A/CNK在1.104～1.389之间,为硅、铝过饱和类型,属典型的强过铝质S型花岗质岩石。轻、重稀土元素分馏较强,具中等负Eu异常。岩石富集大离子亲石元素（Cs、Rb、Ba、Th、U、K、La等）,强烈亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti、Hf等）,明显的Ba、P、Sr负异常,相对富集Zr。该花岗质岩石是一种典型的壳源成因类型,主要为上地壳中以成熟度较低、含泥质成分较高的杂砂岩、岩屑杂砂岩为原岩的古元古界秦岭岩群中含水矿物相脱水部分熔融形成的,可能存在少量的分离结晶作用。该花岗质片麻岩具有同碰撞型花岗岩的特征,可能是北秦岭微地块与相邻地块在新元古代早期发生汇聚的产物,是Rodinia超大陆在西秦岭地区汇聚的响应。