胶州湾表层沉积物粒度特征及其沉积环境

通过对胶州湾44个表层沉积物样品粒度组分进行分析,探讨了该区表层沉积物粒度特征和沉积物类型;并以沉积物组分分布和粒度特征为依据对沉积物进行聚类分析,结合其周边河流以及海底地貌分布,对其沉积环境进行了划分。结果表明,研究区沉积物类型主要有砂质粉砂、粉砂、粉砂质砂和泥;沉积物主要粒级为1.1Φ~7.1Φ,优势粒级为5Φ~7Φ,平均值为5.7Φ,粉砂的平均含量达到58.6%,砂、黏土的平均含量为23.6%和17.3%。将研究区沉积环境划为4类:湾顶及东部近岸浅水区域(I),大沽河—洋河水下三角洲区域(Ⅱ),湾西南部及中部深水区域(Ⅲ)和沧口砂脊周边及湾口区域(Ⅳ)。     

新的免费软件:钻孔地震数据处理与解释

在地下成像和储层特征化中,垂直地震剖面(VSP)测量是一个重要的工具,这项技术可以使地球物理学家推断出其他方法无法获取的关键信息。MVSP是一个新的、具有图形用户界面(GUI)的MATLAB工具,用于垂直地震剖面炮点建模、数据处理和解释。该软件处理垂直地震剖面数据,从加载和预处理阶段到廊道绘图,以及集成测井数据和地震数据的最终阶段。一些地震和信号处理工具箱被集成和修改,以适应并完善处理和显示的软件包。开发该软件的主要动机是为地球科学领域的新地学科学家和学生提供免费软件,它将所有垂直地震剖面模块汇集成一个易于使用的软件包。该软件有几个模块,允许用户测试、处理、比较、可视化和生成可发布的结果。该软件开发成一个独立的MATLAB应用程序,只需要MATLAB Compiler Runtime(MCR)即可运行完整的功能。我们将详细介绍MVSP,并使用该软件来创建合成的垂直地震剖面数据。然后使用不同的可用工具来处理这些数据。并使用该软件加载和完全处理实际数据。最后,将该数据和测井数据相结合以进行更详细的分析和解释。为了评估该软件处理流程的准确性,使用商业软件处理相同的数据。对处理结果的比较表明,MVSP在处理垂直地震剖面数据方面和目前工业中使用的商业软件包同样高效,并且能提供相似高质量的处理后的数据。     

地震预测评估方法(一)

地震预测是地球科学有待解决的最重要问题之一。过去的10年间,地震预测研究重新得到重视,目前地震可预测性的试验在全球范围内开展。就这些试验而论,与预测评估有关的一些极其重要的问题有:详细的试验说明书、使用成功的量度,以及恰当的参考模型的选取。本文我们对这些问题逐一进行论述,并重点讨论前瞻性地震预测的检验。我们考察一般类型的地震预报,其预报格式可用二元表示。也就是说,对于任意给定的时空间隔,我们可推断给定震级尺度的地震是否发生。这种设定允许我们进行确定性预报和概率性预报的检验,并比较二者的结果。此外,这种检验因为实质上是许多"是"或"否"的累加,所以容易被人们所理解。作为二元性能的量度及其广泛可用性的介绍,我们考察了前兆逆向追踪法,即一种近来旨在预报破坏性地震的地震预测算法。我们介绍并分析了几种测量预测性能的方法,但是前兆逆向追踪试验结果可能还不稳定,因为到目前为止所发生的地震数量少。针对3项10年尺度地震活动性预报,即相对强度、图像信息和美国国家地震灾害区划图的试验,我们介绍由Molchan图得到的成功量度的"校验区技能分数"方法。利用这种试验并应用统计假设检验的方法,我们说明了选取适宜的参考模型的重要性,并表明增加模型的复杂性未必在预测效能上获得显著改善。在说明了将校验区技能分数用作效能的量值之后,我们较为详细地讨论其统计学性质以及相关的计算程序。根据这项工作以及以前的试验成果,我们用校验区技能分数探索区域地震活动性的演化并优化了简单预报模型。     

利用背景噪声校正海底地震仪钟差

地震记录中时间的精确性对于现代处理技术至关重要。然而,对于由无法直接通信的仪器组成的台阵来说,仪器之间的时钟同步是很困难的。通过全球定位系统(GPS)进行时间同步是陆上的一个选择,但不能用于水下测量,因为电磁信号在水中不能有效传播。如果时钟漂移是线性的,那么可以通过部署前后的全球定位系统同步来估计海底地震仪的时间校正。但对于很多应用来说,这还不够,因为在长时间的实验中,这种漂移的非线性部分可以达到数十到数百毫秒。我们提出两种技术方法来提取同步记录的海底仪器在部署完成之后的时间记录差异。这两种技术都是基于对地震背景噪声的互相关分析,即使时钟漂移是非线性的,也都是有效的。第一种称为时间对称性分析(TSA),易于应用但需要合适的解释,以使噪声互相关函数在时间上是对称的;第二种基于重复地震分析方法,没有这种限制。本文分别讨论了两种方法的优缺点。通过在两组海底地震仪数据集的实际应用,表明两种方法都可以将仪器时钟同步误差控制到约5ms以下(主周期的百分之几)。     

哥伦比亚马钦火山热液系统:2011～2013年期间观测到的新岩浆信号

近年来(2009～2013年)哥伦比亚马钦火山出现了新的地震活动。为了改善火山监测系统,本文通过分析该地区火山喷气孔和温泉的化学成分及同位素组成,研究了火山排放的流体地球化学特征。由于火山喷气孔中下部液相分离,导致穹丘中上部的喷气孔亏损δD和δ~(18)O(与大气降雨补给的流体相比)。在2011～2013年期间,发现喷气孔有很明显的岩浆成因He,同时排放的液体中岩浆的贡献量也有所增加,证实了地震活动性的增强。地球化学和地震资料都显示马钦火山已经苏醒,说明该火山仍然处于活跃期,值得我们对其活动性进行重点监测。     

机器学习应用于地震预警中的地震波判别研究

由于天然或人为干扰产生的局部脉冲式噪声影响,使得地震预警系统出现误报。为减少此类问题,我们利用美国南加州和日本的30万条地震波形记录,训练了一个生成式对抗网络(GAN)用于识别P波初至特征。我们将GAN判别器作为自动特征提取器,并利用70万条地震事件和噪声波形记录训练了一个随机森林分类器。结果表明,该方法可以辨别99.2%的P波和98.4%的噪声信号。其优越的性能有望极大地减少因局部脉冲式噪声而造成的误触发数量。我们的研究表明,GAN判别器能获取简洁有效的地震波形特征,可广泛应用于地震学研究。小结地震预警系统受到脉冲式噪声信号的干扰(非真实地震信号),有时偶尔会出现误触发的情况。这会造成不必要的经济损失和公众恐慌。本文利用机器学习工具判别波形是由地震产生的还是由局部噪声源产生的。我们通过利用美国南加州和日本大约70万条波形来训练算法。研究表明,利用机器学习方法可以识别99.2%的地震和98.4%的噪声。该方法可以减少大量的误报,能显著改善地震预警系统的鲁棒性。     

中国晚泥盆世至早三叠世楔叶类植物多样性研究*

化石类群的分类单元多样性和形态多样性变化是生物宏演化的2个基本方面,而以往的研究对于后者的关注较少。晚古生代的楔叶类植物易于识别,化石记录丰富,但针对这一类群多样性演化的研究还较为缺乏。基于华北板块、华南板块晚泥盆世至早三叠世楔叶类植物属、种以及叶片形态编码数据库,对楔叶类植物宏演化历程进行详细研究。中国(华北板块和华南板块)楔叶类植物的属、种丰富度在晚古生代呈现出不稳定的持续增长,表现为晚泥盆世的初始兴盛、早石炭世杜内期至早二叠世萨克马尔期的缓慢上升、早二叠世萨克马尔期至晚二叠世吴家坪期的快速上升;晚二叠世长兴期,总体的属种多样性骤减;每百万年属种多样性在二叠纪—三叠纪之交亦有明显降低。华南板块楔叶类植物的属种多样性总体上小于华北板块,达到峰值的时间为卡匹敦期—吴家坪期,而华北楔叶类植物的属级多样性在空谷期—沃德期达到峰值。中国楔叶类植物叶片的形态多样性的剧烈变化与属种丰富度并不同步,表现为法门期至韦宪期较小,在宾夕法尼亚亚纪达到峰值,随后稍微下降并在二叠纪的大部分时段保持平稳。在晚古生代的叶片形态演化过程中,楔叶类植物的叶面积由小变大、叶片由深裂至不裂、叶尖形状由分裂变为圆形或钝圆、叶轮中的叶从大小相等到大小不等并出现叶镶嵌,这可能与当时植物群落中林下层光照强度的变化有关。     

新疆富铁矿成矿特征及主攻类型成矿模式探讨

富铁矿资源是我国紧缺战略资源,远远不能满足我国钢铁生产需求.近年来新疆富铁矿找矿重大突破表明,富铁矿是新疆优势资源,是我国寻找富铁矿重点远景区.从新疆实际地质条件和成矿特征出发,初步形成植根于新疆实际的“新疆富铁矿成矿新理论及主攻类型的成矿模式”,并分别构建了“上叠裂谷火山岩型富铁矿成矿模式”、“沉积变质-热液加富型铁矿床成矿模式”和“海相沉积-加富型菱铁矿矿床成矿模式”.这些成矿新认识和新成矿模式在本区铁矿评价中广泛应用,取得很好效果,丰富了铁矿成矿理论,拓展了新疆铁矿找矿领域.     

润滑剂摩擦特性及其对顶管推力和管-土相互作用的影响

润滑剂普遍应用于项管工程中,尤其是在复杂地质条件和长距离顶管中。使用润滑剂的主要目的是减小管土之间的摩擦力,但是定量地确定这两者之间的真实接触情况是十分困难的。测量管-土相互作用的新型技术目前仍然很少并有待进一步发展,所以只能利用间接手段测定管土之间的相互作用,并且这些测量方法的应用基于对工程的定性评价。本研究应用一种简单的试验方法来测定台湾地区最常用的润滑剂的摩擦特性,这些摩擦特性可以用于顶力的估算和直线与曲线顶管中管-土相互作用的数值分析。对顶力的分析结果表明顶力的减小与摩擦系数的减小密切相关,并且润滑剂在曲线顶管中的作用比在直线顶管中略大。此外,对台中科技园中400m长直线顶管工程的研究显示由经验公式得到的顶力估算值比实际要大,这表明由超挖造成的管土之间接触面积的减小对砂砾石地层中顶管施工的影响是非常显著的。     

微型顶管中管-土间相互作用的分析

采用物理模型试验和数值模拟的方法对顶管过程中的管一土相互作用进行了分析。在将数值分析与模型试验的结果进行比对校准之后,运用有限元分析程序ABAQUS对顶管过程中的地表沉降、破坏机制和管-土相互作用等问题进行了研究。分析结果表明作用于开挖面上的推力对于顶管是至关重要的：推力过小是造成地表沉降的主要原因;而推力过大则会引成地表隆起。此外,研究结果还表明管道的埋深对于选取合理的推力以及确保开挖面的稳定是十分关键的。