基于FY-3A遥感数据的冰岛火山灰云识别

2010年4月至5月期间冰岛艾雅法拉火山喷发造成了欧洲航空业史无前例的瘫痪以及巨大的经济损失,其严重影响再次显示,对火山灰云进行有效监测的重要性。火山灰云是由火山碎屑物及气体组成的混合物,火山碎屑物主要由直径小于2mm的岩石、矿物、火山玻璃碎片组成,火山灰云中的气体主要包括水汽、CO2、SO2、H2S、CH4、CO、HCL、HF、HBr、和NOx等。使用具有我国自主知识产权的FY-3A/VIRR数据,对此次艾雅法拉火山喷发的不同阶段选取具有典型风向变化的日期,采用分裂窗亮温差算法(SWTD)、RGB真彩色方法、中红外波段数据等进行火山灰云的识别,并将结果与冰岛地区的火山灰监测报告以及前人的研究结果进行对比研究,结果表明:火山喷发初期火山灰云中较高含量的水汽会补偿反面吸收的影响,妨碍分裂窗亮温差算法(SWTD)对火山灰云的识别,而中红外波段数据因对高温物体的敏感性,不受水汽的影响,对喷发初期较高温度的火山灰云识别效果较好;在喷发中期,火山灰云浓度较大时三种方法均表现良好,卫星图像中火山灰云的位置信息及漂移方向均非常清晰,且同气象条件相吻合,验证了识别方法的正确性。该项结果表明,具有我国自主知识产权的FY-3A数据能够达到监测火山灰云的目的,而如何更加清晰地界定火山灰云的边界位置以及更加准确的计算出火山灰云的浓度需要进一步的深入研究。     

火山灰年代学:原理与应用

火山灰(2mm)等时标志层是火山灰年代学研究的基础。火山灰地层的直接或间接测年依赖于火山灰中存在合适的原生矿物(如:透长石、锆石、磷灰石)或外来物质(如:炭化木)。然而大多数火山灰沉积层,尤其是远源火山灰,其主要由岩浆源碎屑构成,开展测年显得十分困难。利用火山玻璃(岩浆)的地球化学,是一种被广泛应用的替代性方法。火山玻璃作为岩浆源物质普遍出现在各类近源、远源可见火山灰层和显微火山灰中,其主量、微量元素含量和特定的同位素组成能被电子、激光和离子探针技术准确测定。近源-远源玻璃化学成分的相互匹配,使得火山灰等时标志层得以在时间和空间上相互关联,构成有力的地层学工具,用以同步各类环境、考古和火山活动记录。近源火山沉积和远源火山灰层中的年龄信息得以实现交叉验证和整合。远源海洋、湖泊沉积中的相对年龄信息(氧同位素地层学,年纹层年代学)也为揭示火山活动、古环境变化和考古学事件的时间顺序提供了可能。火山灰年代学在地球科学中应用广泛,尤其是对于第四纪研究,其在同步各类记录从而评估火山活动、气候/环境变化和人类演化/迁移的因果关系中具有至关重要的作用。     

火山灰锆石U-Pb定年在沉积岩定年上的应用

本文系统总结了沉积岩定年的意义和常用的定年手段,详细介绍了火山灰锆石U-Pb定年在沉积岩定年上的应用。从火山事件层的分布、火山灰夹层的识别、火山灰锆石的区分、应用实例等方面对前人的研究进行概述,旨在为科研工作者运用火山灰锆石U-Pb定年提供借鉴经验。与传统的成岩矿物K-Ar/Ar-Ar和Rb-Sr定年技术相比,火山灰锆石U-Pb定年在沉积岩定年上具有显著的优势。火山灰夹层具有广泛性和等时性,且锆石U-Pb同位素体系不容易受到扰动,因此火山灰锆石U-Pb定年是高精度沉积岩定年的首选方案。沉积岩定年涉及到野外观察、样品采集、室内岩相学观察及地质年代学分析和年龄解释等多个环节。在这些环节中,识别火山灰夹层是最关键的一点,也是一大难点。这需要明确火山灰夹层的岩石类型并了解火山事件沉积层的分布,在此基础上通过野外观察和室内研究进一步判别,这样可以更加准确地识别出火山灰夹层。此外,火山灰锆石定年需要区分火山灰锆石、碎屑锆石、继承/捕获锆石,可以通过矿物形态学和矿物化学特征来加以区分。     

湖光岩玛珥湖火山灰的成分及其来源

湖光岩玛珥湖沉积物中的火山灰保存了其原始形貌、原生的沉积和成分特征,是进行岩芯沉积物对比和定年的理想材料之一。除了对火山灰进行常规的定年外,通过精确测定火山灰中玻璃碎屑(玻屑)的成分,并与已知时代的火山喷发物成分对比确定火山灰的年龄已成为火山灰年代学研究的重要领域之一,因为它能够区分年龄差别在同位素定年误差之内的数层火山灰。本文利用电子探针分析了湖光岩玛珥湖岩芯火山灰中玻屑的成分,经与全球年龄已知火山喷发物的成分对比和分析,认为该火山灰的年龄为74000aB.P.,在此基础上,讨论了湖光岩玛珥湖岩芯74000aB.P.以来沉积速率的变化趋势。     

第五部分应用第四纪研究火山灰年代学的新进展

火山灰年代学涉及火山灰在地层学中的应用,简单说来,即用火山灰层进行测年和地层对比。这样的研究,如果做得好可以建立可靠的地层划分框架,这是许多地质学研究的先决条件。近年来,新技术的发展推动了火山灰的鉴别和年代测定。激光消融电感耦合等离子质谱计（LA-ICPMS）可在单颗粒上做快速、全面的痕量元素分析。用⁴⁰Ar-³⁹Ar激光消     

沉积环境对降落火山灰蚀变作用的影响--以大青山晚古生代煤系为例

借助于X光衍射仪、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)等手段,较详细地揭示了内蒙大青山晚古生代(C2-P1)煤系中降落火山灰的蚀变特征,以此来论述沉积环境对火山灰蚀变作用的影响。泥炭沼泽环境中,降落火山灰以原地直接高岭石化为主,残留较多的火山玻屑和晶屑形态,并具斑状结构;非泥炭沼泽环境中,降落火山灰以异地凝胶化-多种粘土矿物化为主,微层理、微层面等沉积岩特征明显。火山灰降落的环境不同,其蚀变作用和蚀变产物亦不同。本文对加深煤系火山事件沉积的认识和研究煤系高岭岩的成因机理颇有意义。     

煤系地层中火山灰蚀变粘土研究综述

世界各地和各时代煤层中火山灰分布十分广泛,对其研究不仅对煤层的对比、古环境和古地理方面有重要的理论意义,而且在煤矿和高岭石矿床勘探方面也有重要的实际意义。文章对近年来煤系地层中火山灰的时空分布、蚀变矿物组成、结构特征及化学特征和源区岩浆性质等方面的研究成果进行了综述,并指出了利用微量元素判别火山灰来源及构造背景时应注意的问题。     

火山灰全岩与原位分析差异:以四海龙湾记录的1 600年前金龙顶子火山喷发为例

火山灰地层学主要依靠火山玻璃的成分进行源区的识别,然而,当火山玻璃成分不均一时就会对源区识别造成影响.四海龙湾玛珥湖位于东北新生代龙岗火山区内,其湖泊沉积物可以记录周边的火山喷发,电子探针等方法得到的火山玻璃成分可以揭示其喷发来源.同时,玛珥湖的纹层年龄可以限定其喷发年龄.在四海龙湾沉积物(钻孔2008) 的78~79 cm岩芯处出现一层火山灰层,其纹层年龄为AD 308 a,电子探针结果显示火山玻璃具有不均一的主量元素组成,为玄武质粗安岩到碱玄质响岩.FeO、TiO₂及Al₂O₃等与MgO协变图解更清楚地显示了此次火山喷发的火山玻璃成分的不均一性.火山玻璃与火山灰全岩对比分析显示,全岩分析在火山灰地层学应用中容易造成对比偏差.      

中国西南龙潭早期碱性火山慢变的TONSTEINS

系统地研究了中国西南地区晚二叠世龙潭早期ＴＯＮＳＴＥＩＮＳ的时空分布。对该地区８层ＴＯＮＳＴＥＩＮＳ的岩石学,矿物学以及地球化学特征的对比,分析,确认其全部为不同期次的同沉积碱性火山灰蚀变粘土岩。此一发现填补了全球含煤建造中缺失碱性火山灰沉积记录的空白,具有一定的实用价值与理论意义。     

对滑坡监测预警相关问题的认识与思考

近年来,随着科技的迅猛发展,监测预警已成为主动防范地质灾害的重要手段,国家每年投入大量的人力物力财力开展滑坡预警工作。但调查发现,不少相关从业人员(主要是专业技术人员和管理人员)对滑坡监测预警方面的一些基本问题还存在误区甚至错误的认识,严重影响其防灾减灾效果。结合近年来在滑坡监测预警实践中的研究成果和经验教训,本文重点就滑坡监测和预警方面的一些问题提出了自己的认识。其主要观点包括:并不是监测点和监测手段越多就越有效,滑坡监测应突出针对性、实用性和目的性,监测方案设计及具体监测内容都应为滑坡预警提供依据。不少滑坡的发生具有一定的突发性,应采用具自动变频功能的监测设备才能获取滑坡全过程尤其是临滑阶段完整的数据,为科学预警提供保障。监测仅是手段,预警才是目的,不仅要重视滑坡的监测工作,更应高度重视预警工作,且应同时加强区域性气象预警和单体滑坡预警工作。目前常用的阈值预警方法误报、漏报率较高,应将预警的重心转移到对历史数据的统计分析和基于变形、地下水位、雨量等关键指标的预警模型和判据研究,据此提高滑坡预警的准确性和实用性。     

桂西铝土矿中火山灰特征及其地质意义

岩溶型铝土矿中火山物质参与成矿的直接证据需要进一步明确。通过线路调查和剖面研究，在桂西大范围内的铝土矿及其早期的铝土质岩中观察到大量的火山灰，含量大于30%；火山灰种类有岩屑、晶屑、玻屑和火山尘，塑性—半塑性变形及刚性爆裂显著，自由降落为主，属原地—准原地沉积；火山灰易于分解为水铝石、高岭石、赤铁矿等微细矿物，屑状火山灰相对尘状火山灰更易于矿化，大量火山灰主要以直接铝土矿化作用成矿。元素地球化学特征显示铝土矿和铝土质岩具有亲岩浆性，不活动元素图解判别及铝土矿测年数据显示火山灰原岩浆以碱性玄武岩为主，与岛弧火山岩一致，主要来自于哀牢山—松马造山带的二叠纪岛弧，铝土矿层具有穿时性，部分火山灰可来源于峨眉山火成岩。铝土矿层中的火山灰丰富，跨度长，可能是瓜德鲁普世末生物灭绝的肇凶。     

临沂市地质灾害防治现状及监测预警体系构想

介绍了临沂市地质灾害及隐患点的发育情况,总结了临沂市在地质灾害防治方面一些好的做法,对临沂市地质灾害监测预警体系的发展方向进行了研究,提出了建立一套集远程自动测量和预警预报于一体的地质灾害监测预警系统的构想,对提高临沂市地质灾害监测自动化水平和预警预报效果有重要意义。     

中国西南龙潭早期碱性火山灰蚀变的TONSTEINS

系统地研究了中国西南地区晚二叠世龙潭早期TONSTEINS的时空分布。对该地区8层TONSTEINS的岩石学、矿物学以及地球化学特征的对比、分析,确认其全部为不同期次的同沉积碱性火山灰蚀变粘土岩。此一发现填补了全球含煤建造中缺失碱性火山灰沉积记录的空白,具有一定的实用价值与理论意义。      

桂西铝土矿中火山灰特征及其地质意义

岩溶型铝土矿中火山物质参与成矿的直接证据需要进一步明确。通过线路调查和剖面研究，在桂西大范围内的铝土矿及其早期的铝土质岩中观察到大量的火山灰，含量大于30%；火山灰种类有岩屑、晶屑、玻屑和火山尘，塑性—半塑性变形及刚性爆裂显著，自由降落为主，属原地—准原地沉积；火山灰易于分解为水铝石、高岭石、赤铁矿等微细矿物，屑状火山灰相对尘状火山灰更易于矿化，大量火山灰主要以直接铝土矿化作用成矿。元素地球化学特征显示铝土矿和铝土质岩具有亲岩浆性，不活动元素图解判别及铝土矿测年数据显示火山灰原岩浆以碱性玄武岩为主，与岛弧火山岩一致，主要来自于哀牢山—松马造山带的二叠纪岛弧，铝土矿层具有穿时性，部分火山灰可来源于峨眉山火成岩。铝土矿层中的火山灰丰富，跨度长，可能是瓜德鲁普统末生物灭绝的肇凶。     

物联网技术在突发地质灾害应急响应中的应用研究

目前中国地质灾害监测防治主要依靠群测群防,难以保证地质灾害准确、及时的预测预警。应用物联网技术能够实现地质灾害实时监测预警。首先阐述了应用物联网技术在地质灾害监测预警中的研究技术路线、关键技术、研究方向、平台架构,然后分层次介绍了前端监测系统、网络传输、数据库建设、物联网支撑平台及应用系统。最后介绍了研究成果,应用实例及效果,展示了原型系统相关界面并展望后续工作。     

填料配比及环境因素对人工湿地去除氨氮效果的影响

选择火山灰、沸石和无烟煤作为人工湿地除氨氮填料,对不同比配的填料进行污水除氨氮吸附实验,筛选出最优填料配比。并对最优配比方案进行了p H值、有机质对去除氨氮的影响实验。实验结果证明火山灰、沸石和无烟煤的配比为1:1:2时处理污水中的氨氮效果最好。p H值在4~7范围内去除氨氮效果理想,有机质草酸对去除氨氮影响不大、但有葡萄糖存在时去除氨氮效果明显降低。     

海洋地质灾害原位监测技术研究进展

海洋地质灾害对沿海城市人口和海洋经济发展构成重大威胁。海岸港口航道、海底管线光缆、海洋平台基础等工程建设规模的扩大,意味着海洋地质灾害风险进一步提高。海底火山爆发、海啸等大规模但不常见的灾害事件吸引了大多数公众关注和媒体报道,并促使政策调整以防范化解灾害风险。然而,海底气体喷溢、海底滑坡等小规模但更频繁的原生灾害事件,会产生严重的局部影响,并且极易转变为灾害链导致灾害事件恶化,但社会公众在很大程度上没有足够重视此类灾害风险。迄今为止,大多数海洋地质灾害的特征都可以被探测识别,但依靠现有的技术却很难有效监测。海洋地质灾害的原位监测需要更加严苛的技术能力,特别是突发性海洋地质灾害的原位监测难度较大。综述首先介绍了海洋地质灾害原位监测的意义以及技术发展的挑战,然后对海洋地质灾害的监测要素进行总结探讨,重点阐述海洋地质灾害监测技术装备的应用情况,并对海洋地质灾害的风险评估和灾害预警进行分析探讨,最后对海洋地质灾害原位监测技术及其应用作了总结和展望。综述旨在分析总结海洋地质灾害类型的监测技术装备及其应用中涉及的一些核心技术和急需解决的关键问题,以期为该项技术发展和应用提供借鉴。     

基于降雨过程自动识别的泥石流实时预警技术

本文结合对雨量数据的分析, 总结了泥石流自动实时监测预警中的一些关键技术, 并提出一种基于降雨过程的泥石流实时监测预警的解决方案。在泥石流的监测预警工作中, 目前多采用雨强与累计雨量作为主要参数, 如何正确识别一场降雨过程, 对于提高监测预警的精度具有重要的意义。结合监测数据特征, 本文采用詹钱登对降雨过程的划分标准, 基于数据库技术实现对降雨过程的自动识别, 为后续预警参数的获取提供支撑。由于受雨量计工作模式的影响, 其原始数据的时间间隔是随机的, 不能直接用于预警模型的计算, 因此对雨量监测数据进行等时间间隔的处理。在预警流程方面, 如何实现预警过程无人工干预的完全自动、实时与稳定运行, 一直是预警工作中的难点, 本研究中引入“系统服务”这一技术, 将整套预警系统作为系统级别的后台服务运行于服务器上, 能够保证整个预警过程稳定地运行, 真正意义上实现了泥石流监测预警过程的自动化与实时化。本文研究成果应用于走马岭沟泥石流监测预警中, 成功对2013年7月8日的泥石流事件进行预警。     

地质灾害防灾减灾技术研究现状及发展综述

中国是地质灾害最为严重的国家之一.许多学者和机构对如何防范地质灾害、减轻地质灾害的影响进行了研究.根据这些研究将地质灾害防灾减灾技术总结为4类：地质灾害监测,地质灾害预测预警,地质灾害风险评估和地质灾害风险管理.对国内外地质灾害的监测、预警、风险评估和风险管理等方面的研究进行了总结.分析了目前的发展状况和存在的问题.     

煤矿冲击矿压机理、监测预警及防控技术研究

随开采深度不断增加, 煤矿冲击矿压灾害形势严峻, 冲击矿压机理、监测预警技术及防控技术的研究对于煤矿安全生产至关重要。论文系统总结了团队多年来研究成果及进展, 提出了动静载叠加诱冲机理, 基于动静载力源和能量主体划分了冲击矿压类型。提出了冲击危险"应力-震动-能量"三场耦合监测原理, 建立了冲击危险应力场-震动场-能量场三场多参量综合监测预警技术体系, 并构建了多参量带权重的时空预警模型, 基于大数据和云平台技术, 开发了冲击矿压风险智能判识与多参量监测预警云平台, 实现冲击危险监测数据与防治措施信息的融合, 提高了冲击危险监测预警效能, 提出了冲击危险强度弱化减冲原理和巷道围岩强弱强结构原理, 并给出了基于动静载的冲击矿压分类监测预警和防治方案。研究成果有力推动了冲击矿压研究进展, 可为深部冲击矿压防治提供重要指导。