基于光谱特征空间的苏必利尔湖型铁矿高光谱遥感蚀变信息提取方法

由于境外铁矿床位置偏远, 现场研究困难, 旨在探讨苏必利尔湖型铁矿的高光谱遥感蚀变信息提取方法, 为境外找矿提供依据.鉴于传统蚀变信息提取方法的局限性, 研究了在二维光谱特征空间中提取蚀变信息的方法.高光谱影像经主成分变换后, 包含较多地物信息的两个主成分的二维光谱特征空间体现了各向异性的特点, 不同地物的聚类常呈类似椭圆分布.在蚀变信息的聚类椭圆中圈定散点, 并应用波谱特征拟合, 将异常散点的平均光谱与美国地质调查局(United States Geological Survey, USGS)光谱库中的矿物光谱匹配, 确定蚀变矿物类型.以苏必利尔湖型铁矿——巴西Aguas Claras铁矿区为例, 提取了赤铁矿、绿泥石等蚀变矿物, 结果表明矿物的类型和分布与该区地质概况吻合.      

渭河咸阳段全新世古洪水事件光释光测年研究

古洪水水文学研究是全球气候变化研究的前沿课题,确定古洪水事件的年代是古洪水研究的重要内容之一。对渭河流域进行深入的野外考察,在中游咸阳段阶地发现全新世黄土-古土壤层里夹有古洪水滞流沉积层,表明该地层记录了古洪水事件发生的信息。在该剖面采集光释光样品,分离提取40~63 μm石英颗粒成分,应用单片再生剂量法（SAR）进行红外后蓝光(Post-IR OSL)释光测量,获得了9个OSL年龄值。结果表明由古洪水滞流沉积层记录的特大古洪水事件发生在3 200~2 800 a B.P.之间。结合沉积样品系列的磁化率和粒度成分等气候替代性指标分析,揭示了在全新世中期向晚期转折过渡时期,渭河流域处于气候向干旱化发展的转型期,气候变化剧烈,大气系统不稳定,降水变率增大等,是导致特大洪水多发的主要原因。这也是渭河流域气候水文系统对于全球性气候恶化响应的结果。     

黄河中游晋陕峡谷段全新世晚期洪水滞流沉积研究

通过对黄河晋陕峡谷的深入调查研究,在延长永和县河段发现了典型的全新世晚期洪水滞流沉积剖面。在野外考察中,对沉积物的宏观特征和沉积环境及其分布特征进行观察,并进行了系统采样。在实验室对沉积物样品进行了粒度成分、磁化率、烧失量、CaCO3含量等测定。通过综合分析论证,表明黄河中游晋陕峡谷全新世晚期洪水滞流沉积物以粉砂为主,细砂含量次之,粘粒含量很少,分选性好,磁化率很低。其沉积学分类为细砂质粉砂,是黄河洪水悬移质泥沙在高水位滞流环境下的沉积物。将其与典型的全新世风成黄土和古土壤进行对比,可知其粒度成分比黄土和古土壤更粗,粒级分布更为集中。此外,将其与延河郭家川全新世洪水滞流沉积物对比,发现其粒度频率分布基本相似。该研究结果对于揭示黄河中游洪水水文泥沙特性及其历史演变具有重要意义。     

福州市降雨量及降雨侵蚀力变化趋势

根据福州市年降雨量数据资料,采用变异系数、趋势系数和气候趋势率等方法分析不同时间尺度的降雨和降雨侵蚀力的变化趋势。结果表明:(1)福州市年平均降雨侵蚀力和降雨量分别为393.06 MJ·mm·hm~(-2)·h~(-1)和1 394.43 mm。降雨侵蚀力和降雨总量年际波动显著,且年降雨量和降雨侵蚀力年内变化较大,主要集中在5、6、8、9月。(2)总体上夏季、秋季和冬季降雨侵蚀力的倾向率为正,分别为7.57、0.39和1.40 MJ·mm·hm~(-2)·h~(-1)·10 a~(-1),春季降雨侵蚀力倾向率为负值,呈减少趋势。(3)月降雨量和降雨侵蚀力的变化趋势基本一致,1、2、4、7、8、10、11、12月降雨侵蚀力有增加的趋势,3、5、6、9月降雨侵蚀力有减少的趋势。(4)福州雨季的降雨量和降雨侵蚀力分别为990.61 mm和285.90MJ·mm·hm~(-2)·h~(-1),并且其变异系数在全年中最小,均低于0.22;枯季的降雨量和降雨侵蚀力分别为403.82 mm和107.16MJ·mm·hm~(-2)·h~(-1),变异系数在全年中最大,均高于0.40,且福州降雨量和降雨侵蚀力在雨季、枯季及其年际变化均属于中等变异性(0.1≤CV≤1)。研究结果可为福州市的土壤侵蚀评估、预报和水土流失防治提供数据和理论支撑。     

固体密实充填开采地表沉陷预计模型研究

为了实现对固体密实充填开采地表沉陷进行科学地预计,需要根据其覆岩结构形态演化规律和岩层移动特征建立完备的沉陷预计模型及其参数体系。相似材料模拟和钻孔窥视表明,固体密实充填开采覆岩形态以完整层状结构的弯曲带为主,覆岩仅在近顶板附近发育一定高度的断裂带,不发生垮落现象。岩层移动特征类似纵向载荷作用下层合板的弯曲变形,通过力学简化,基于层合板理论建立了固体密实充填开采地表沉陷预计模型。研究表明,固体密实充填开采地表沉陷形态仍可用概率积分模型进行描述,并进一步探讨了基于“等价釆高”的固体密实充填开采地表沉陷预计模型参数体系。最后将本文建立的地表沉陷预计模型应用于某工程实例,取得了良好的效果。     

安徽宣城市工程地质分区研究

为了配合宣城市新一轮的城市规划和建设,对宣城市进行了地质调查。在总结分析了宣城市的基本工程地质条件的基础上,根据对大量钻孔原位测试和岩土样品实验室资料的整理分析,对宣城市进行了工程地质分区,把宣城市分为:漫滩区(Ⅰ)、河间地块区(Ⅱ)、丘陵波状起伏区(Ⅲ)和低山、丘陵区(Ⅳ)4个工程地质区。又根据每个地质区的不同的工程地质特征,把4个地质区详细划分成11个亚区,并对每个分区和亚区的工程地质特征和场地特征进行了阐述和评价,为宣城市的地质问题的预测和治理、合理开发和社会经济发展提供服务。     

汝河全新世古洪水沉积学与光释光测年研究

汝河流域曾发生过堪称世界之最的"1975·8河南驻马店特大洪水垮坝事件",其洪水规模之大,受灾面积之广,受灾及死亡人数之多,震惊世界。因此探究汝河特大洪水事件的发生规律及其气候背景具有极其重要的科学价值。通过对汝河流域开展广泛细致的野外考察,在驻马店-遂平段第一级河流阶地前沿发现多处全新世古洪水滞流沉积物剖面,记录了流域发生的气候水文事件信息。最终选取汝河诸市乡地点(ZSX)全新世黄土土壤剖面进行系统采样,结合沉积学指标研究,准确鉴别出汝河ZSX黄土古土壤剖面中所夹三组古洪水滞流沉积物(slackwater deposits,SWD),为典型河流洪水悬移质泥沙沉积物。结合地球化学特征分析,确认三组古洪水SWD的物质是汝河上游流域发生特大暴雨洪水期间,流域地表土壤侵蚀与水土流失的产物。这三组古洪水滞流沉积物记录了末次冰消期和全新世发生在汝河流域的三期古洪水事件。结合典型剖面地层对比和应用SAR法对剖面关键沉积层位进行光释光测年(optical stimulated luminescence dating,OSL),建立了准确的地层年代框架。这三期古洪水事件分别发生在12000~11200aBP、4200~4000aBP、3200~3000aBP,皆发生在全球性气候突变或者转折时期,表明在这些时段季风气候变化异常,变率增大,洪水和干旱事件皆有发生。本研究对于淮河防洪减灾、水土保持及水资源开发利用,对于揭示区域气候水文变化与全球变化的响应规律,具有十分重要的科学意义和实践价值。     

基于主成分分析的岩溶水水化学组成及影响因素研究——以贵州水城盆地为例

2015年9月对贵州水城盆地进行采样,共采集地下水样品12个,地表水样品10个,综合运用相关性分析、主成分分析等方法,并结合PHREEQC软件对矿物饱和度指数的计算结果,探讨了地下水、地表水水化学特征现状及其影响因素。研究结果表明:水城盆地岩溶水的水化学类型主要为HCO3-Ca型,部分为SO4-Ca型,地下水和地表水水化学组成主要受Ca2+、K++Na+、HCO3-、SO42-和Cl-影响。研究区地下水和地表水中Ca2+和HCO3-主要来源于碳酸盐岩地区的水-岩反应,水体中Cl-、NO3-和Na+主要来源于城镇生活污水、屠宰废水排放。地下水水质受水-岩反应影响,部分区域受到人类活动干扰明显;地表水水质在钟山区方向主要受沿途生活污水和农业面源污水汇入影响显著,而在水城县方向受煤矿企业排放废水影响较大。      

藏南拉轨岗日变质核杂岩核部花岗质片麻岩的地球化学特征及构造意义

拉轨岗日变质核杂岩花岗质片麻岩高SiO2、K2O,低Fe2O3、MgO、MnO,铝饱和指数A/CNK为1.07～1.19,含白云母、石榴子石等过铝质矿物,属高钾钙碱性过铝质岩石.稀土总量较高,轻稀土富集,轻、重稀土分馏明显,Eu负异常;富集大离子亲石元素Rb、Th、U,贫高场强元素Sr、Nb,Hf和Ba亏损,具有壳源S型花岗岩的特征.87Sr/86Sr初始比值ISr变化于0.709～0.7306,εNd(t)值较低,为-7.13 ～-8.97,且εNd(t)和ISr无明显相关关系,εSr(t)值较高,为80.65 ～379.(206Pb/204Pb)t=18.1062 ～18.8085,(207Pb/24Pb)t=15.6713 ～ 15.7901,(208Pb/204Pb)t=37.529 ～ 38.1815,表现出地壳特征的Sr、Nd、Pb同位素特征.岩浆源区可能是以粘土岩主,砂质岩占次要地位的沉积岩,经部分熔融形成的花岗质岩浆上升侵位形成.LA-ICPMS锆石U-Pb年龄为514Ma,是泛非造山事件在北喜马拉雅拉轨岗日一带的地质记录.岩石形成于由碰撞造山的挤压环境向后碰撞造山的伸展环境转化阶段,说明泛非碰撞造山事件在拉雅拉轨岗日一带可能结束,进入后碰撞造山的构造演化阶段.岩浆底侵可能使拉轨岗日变质核杂岩在该阶段已经初步隆起,对变质核杂岩的形成起了重要作用.     

西南天山乌什北山高山峡谷地貌形成过程

地貌演化过程受大地构造及其规律的控制。本文通过对西南天山乌什北山地区滚滚铁列克河第四纪沉积和侵蚀地貌的观测,结合已发表的地层年代学研究,恢复了中更新世和全新世两期侵蚀地貌演化过程。中更新世地貌切割深度达1870 m以上,远远大于全新世50 m的地貌切割深度,认为该地区的高山峡谷地貌形成于中更新世。西南天山普遍发育的中更新世褶皱冲断构造,造成山体快速大幅隆升,是乌什北山高山峡谷地貌形成的主因。褶皱冲断构造向盆地方向扩展,导致山体向盆地方向隆升幅度减小,揭示了乌什北山地貌演化的空间规律。西南天山第四纪构造隆升过程与地貌演化之间存在密切关系。