雄安新区地热地质模型探究：来自地球物理的证据

雄安新区内地热资源丰富，区内有牛驼镇地热田、容城地热田和高阳地热田，地热资源开发利用较早，但是对其深部热源机制仍未形成统一观点。为了研究雄安新区内地热田深部热源机制，在新区及外围进行了深反射地震和长周期大地电磁探测，对取得的同剖面的深反射地震和大地电磁数据进行处理和综合解释，探明了研究区从地表至莫霍面范围内地质构造和电性结构。下地壳结构在深反射地震剖面与大地电磁剖面上有很好的对应关系。电阻率低值区对应着在深反射地震剖面上存在一系列反射同相轴，且同相轴可以延续到莫霍面，电阻率高值区对应着在深反射地震剖面上无明显连续反射同相轴，尤其是在莫霍面之上呈现地震反射近似"空白区"。结合区域地热资料构建了研究区深部地热地质模型，对新区内深部地热机制进行了解释。该模型为"二元"生热模型，其热源包含两个部分，深部地幔热源和地壳放射性元素衰变生热。放射性元素衰变生热占地表热流的接近30%，而幔源热流在地表热流中的占比可达约70%。在牛驼镇下方，莫霍面以上，由于地幔热物质上涌造成下地壳上隆，幔源岩浆底侵作用于下地壳形成了局部热异常，该热异常具有低速高导的地球物理特征，认为是牛驼镇地热田和容城地热田的深部热源；以区域断裂为热通道，大地热流由深部向上传导、扩散到牛驼镇凸起和容城凸起顶部，对碳酸盐岩储水层进行加热，形成地热储层；上覆新近系沉积地层是良好的热盖层。     

水玻璃加固土的弹塑性破坏模型

水玻璃加固土虽然可以被看作为一种弹塑性介质,但是很难用通常的弹塑性模型来描述.本文通过对一系列损伤模型的分析,分别推导建立了水玻璃加固土的弹性与损伤、塑性与损伤本构关系并建立了水玻璃加固土的弹塑性损伤模型.通过与试验结果的对比,证明了本文所建立的水玻璃加固土的弹塑性损伤模型是合理的.     

常规电阻率测深法在阿拉善干旱荒漠区找水中的成功应用

针对腾格里沙漠南缘严重缺水的现状,开展了常规电阻率测深工作。综合地质、水文地质、电性参数等特征对测深曲线进行定性、定量精细解释,总结出电阻率在25Ω·m左右的新近系地层为砂岩、砂砾岩相对较厚,泥岩相对较薄区段,是该区域寻找碎屑岩类裂隙孔隙水的目标层位。钻探结果表明,轻便、经济的常规电阻率测深法在阿拉善干旱荒漠严重缺水区可以取得显著的找水效果。     

1804号台风"艾云尼"引发的广州两段强降水分析

1804号台风"艾云尼"给广州带来了近10年最强的台风降水,对期间主要出现的两次强度明显不同的强降水过程的成因进行了对比分析,结果表明:(1)第1段强降水主要是受"艾云尼"外围环流影响,第2段转受其本体环流影响,深厚的低空急流为强降水的产生提供了较好的水汽和不稳定能量条件;(2)第2段强降水过程高低空辐散辐合强度均增大到第1段过程的1.5倍以上,为第2段强降水的增强提供了更好的动力条件;(3)第2段强降水过程水汽通量及辐合强度较第1段明显增强,为降水的增强提供了更好的水汽条件;(4)强的θse平流输送及其随高度的减弱是不稳定能量维持的重要原因.     

Designing a spatial pattern to rebalance the orientation of development and protection in Wuhan

Patterns of spatial development and protection form a basic category of geoscience,and redesigning them is a popular subject of research in regional sustainable development that is important for ecological civilization construction.The authors here report a case study of Wuhan city using the circuit theory model and minimum cumulative resistance(MCR)model to rebalance its spatial protection and development.The results show the following:(1)Using the density of the gross domestic product(GDP),density of population,rate of urbanization,and access to transportation as evaluation indicators,seven core areas of development in Wuhan were identified,accounting for 59%of the total number of streets,that exhibited a “circular-satellite”spatial structure.(2)According to the importance of ecosystem services,ecological sensitivity,land use type,and slope of the terrain,the resistance surface of spatial development in Wuhan had a stereoscopic spatial form of an“inverted pyramid,”with high surroundings and a low center.The area of low resistance accounted for 6.64%of the total area of Wuhan.(3)Based on coupling analysis using the MCR and spatial morphological characteristics of current,nine axes of spatial development with a total area of 427.27 km2 and eight key strategic points with a total area of 40.02 km2 were identified.Streets that were prioritized for development accounted for 9.63%of Wuhan's total area.(4)By combining the characterization of the development axis with the structure of the three-level core area,we extracted the structure of spatial development of "one heart,two wings,and three belts" in Wuhan.The research framework and empirical results can provide scientific guidance for the urban spatial layout,the development of regional linkages,and ecological environmental protection in China.     

ICESat-2与Sentinel-2数据融合的深度学习浅滩水深测量

目前卫星测深(SDB)被广泛应用于近海岸水深测量,然而常用的经验模型较简单,无法适用于各类复杂浅滩环境。为突破传统方法的局限性,本文提出一种ICESat-2与Sentinel-2数据融合的深度学习浅滩水深测量方法。以美国密西西比州猫岛(CI)、巴克岛(BI)为研究区,利用ICESat-2提取先验水深点,再基于Sentinel-2数据训练一维卷积神经网络(1-DCNN)以获取研究区水深图;同时采用波段比值模型(BR)、随机森林(RF)和多层感知器(MLP)作为对比方法进行精度定量分析发现,本文方法在CI、BI测得水深的均方根误差和决定系数分别为0.20 m、0.94和0.95 m、0.95,精度验证优于其他方法,因此该方法提高了水深反演精度。     

大地电磁测深反演技术有效性对比试验

设计了一个简单的三维模型:三维低阻异常体和高阻异常体位于一维层状介质模型中,以"十"字型和"米"字型观测剖面方式作为模拟方式,开展模型一维、二维、三维反演技术有效性对比试验,其中一维反演计算采用自适应正则化(ARIA)反演,二维反演计算采用非线性共轭梯度(NLCG)反演,三维反演计算采用REBOCC三维反演,将剖面下方不同的反演结果与原始模型进行对比分析,发现:在该模型条件下,一维和二维反演都能得到反映模型真实信息的结果,REBOCC三维反演更偏向重建原始模型的宏观电性特征;在一维反演结果中,对于深部的电性结构特征,通常TE极化模式的反演结果好于TM极化模式,TE/TM几何平均值反演结果介于前两者之间;在二维反演结果中,通常TM极化模式的反演结果好于TE极化模式,TE/TM联合模式反演结果与TM极化模型相当,甚至更好;模型REBOCC三维反演相比一维、二维反演更易受反演结果多解性影响,REBOCC三维反演结果偏向重建原始模型的宏观电性特征。     

两次华南飑线卫星亮温特征与强对流天气分析

利用Himawari-8高时空分辨率红外亮温资料和ERA-Interim再分析资料,对比冷锋型和暖区型飑线个例("4·13"和"5·6")亮温特征与雷暴大风、地面强降水的关系,结果表明:(1)两次过程的云顶最低亮温、冷云区平均亮温差异小,但两次过程初生阶段云型不同,"4·13"与"5·6"相比,冷云顶面积较小、持续时间较短、移动速度较快;(2)"4·13"("5·6")的亮温梯度大值区主要位于冷云区东南侧(西南侧),与云团移动方向平行(垂直);两次过程雷暴大风与亮温梯度均具有较好的空间对应关系,亮温梯度增大超前于雷暴大风增强,可作为提前预警指标;(3)"4·13"地面强降水集中分布在低亮温区西侧,原因为风暴顶前移导致强降水与冷云区具有空间位置差异;"5·6"地面强降水则与云顶低亮温具有较好的对应关系。     

内蒙狼山成矿带地球物理场特征

内蒙狼山区域深部构造非常发育、复杂,岩浆岩具有多期侵入且明显受到深部断裂构造控制的分布特征.目前对于该地区深部断裂构造、区域地质结构特征、成矿远景区的划分,还没有详细深入的研究.结合已有的地质资料,对狼山成矿带主要构造区进行了地球物理场分析,研究了狼山成矿带6条断裂构造、岩浆岩分布及区域深部地质结构特征,圈定了4处成矿远景区,为深入认识狼山成矿带成矿环境地质结构特征和成矿潜力提供了依据.      

安徽铜陵晚中生代侵入岩磷灰石原位地球化学——成岩成矿制约

安徽铜陵地区大规模铜、金矿床与晚中生代侵入岩密切相关.本文选取铜陵地区4个代表性成矿侵入岩体(金口岭花岗闪长岩、铜官山和冬瓜山石英二长闪长岩、朝山辉石二长闪长岩)进行了磷灰石原位地球化学研究,探讨其对成岩成矿的指示.铜陵侵入岩磷灰石有较高的Sr/Y值(平均值3. 19)和低Y含量,指示其为埃达克质岩. 4个岩体磷灰石F含量为2. 63%～4. 02%,属氟磷灰石.磷灰石样品有较高的REE含量(825×10-6～5 853×10-6)、中等的δEu值(0. 37～0. 88)、高log fO2值(-12. 3～-9. 86)、较高的Cl含量(多> 0. 2%)和Cl/F值,暗示铜陵侵入岩起源于高氧逸度的壳幔岩浆混合源区.研究结果表明,铜陵地区铜、金成矿作用可能与由板块而来的富Cl流体、氧化环境和壳幔混合作用密切相关.