西藏八宿吉利地区新发现寒武纪变质花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

八宿吉利地区寒武纪变质花岗岩位于曲扎湖-提卡一带,主要由变质二长花岗岩和变质花岗闪长岩组成。这一新发现对于认识和恢复原特提斯构造历史演化具有重要意义。锆石CL图像显示变质花岗岩锆石为岩浆成因。锆石LA-ICP-MS测年得出片理化变质二长花岗岩年龄为503.7±4.7Ma、变质花岗闪长岩年龄为494.7±3.4Ma,表明该岩体形成时代属于寒武纪。通过岩石地球化学分析,变质二长花岗岩SiO2含量介于69.87%~79.89%之间;变质花岗闪长岩SiO2含量介于66.63%~70.15%之间。前者Al2O3含量变化于12.36%~14.82%,Na2O含量为2.54%~7.16%,K2O含量为0.15%~5.95%,K2O/Na2O=0.02~2.34;后者Al2O3含量变化于14.66%~15.41%,Na2O含量为3.60%~5.63%,K2O含量为0.77%~2.78%,K2O/Na2O=0.14~0.77,属于钙碱性-碱性过铝质花岗岩。在侵入岩构造环境Rb-(Y+Nb)判别图解、Rb-(Yb+Ta)判别图解中,样品均落入“火山弧花岗岩”区域中,表明其形成于大陆边缘火山弧环境。结合锆石测年结果及区域地质背景分析,认为吉利地区变质花岗岩形成于冈瓦纳大陆裂离卡穷微陆块阶段,同时表明原特提斯洋形成最早时限可追溯至寒武纪。     

上层海洋浮游生物地理分布

确定海洋浮游生物的分布区域是海洋浮游生态学研究的首要任务之一,本文总结了上层海洋(0—200m)浮游生物地理分布的研究历史、已有的认知及全球变化的影响。对浮游生物地理分布的研究可以分为19世纪末期至20世纪70年代、20世纪80年代至2000年,以及2000年以后三个时期。根据分布区资料的时间长短,浮游生物分布区分为瞬时分布区和时段分布区。大洋浮游生物地理分布呈按纬度平行分布的九带式格局:赤道条带、2个中心区条带、2个亚极区条带、位于中心区和亚极区之间的2个过渡区条带及位于南北极海区的2个极区条带。洋流和水团是除过渡区条带之外的生物分布格局决定因素,而过渡区条带的可能调控机制为中尺度涡。在核心区内生物的构成相对稳定,但在不同位置生物的丰度比例可能不同,在环流中心可能有演替顶极。在分布区的外围,洋流和中尺度涡使得生物远离核心区,繁殖能力下降不足以维持种群,从而处于流放状态。相同分布格局的生物扩散能力不同,扩散能力最差的生物是核心种,最强的为先锋种。相邻水团中核心种和先锋种的交汇可以有不同的情形,交汇的位置也会经常发生周期性的变化。由于纬度的不同和陆地的阻隔,南北半球和不同大洋的相同条带之间有不同的种类。人类活动使得有些近岸种类发生了生物入侵,而全球变暖使得大洋浮游生物分布区向极区移动。随着分子生物学技术的普及发展,微食物网生物的生物地理分布研究也逐渐开展。我国的海洋生态学研究正在走向大洋深海,对全球尺度的海洋浮游生物地理分布的关注逐渐增加,也必将有所贡献。     

印太交汇区浮游植物和浮游动物生态学研究进展

海洋浮游植物和浮游动物是海洋生态系统中的重要组成部分,支撑了整个海洋生态系统的正常运转。因此,海洋浮游植、动物的生态学研究有利于我们全面认识和了解一个海洋生态系统的状况。印太交汇区作为全球最大的海洋生物多样性中心,是国际上生物多样性研究的热点区域,但该区域对浮游生物生态学方面的研究较少,不利于我们深入认识该区域生物多样性中心形成的生态机制。本文针对当前国内、外关于印太交汇区浮游植、动物生态学研究的进展进行综述,介绍了印太交汇区的浮游植物群落结构、生物量、粒级组成和初级生产力水平,以及浮游动物群落结构特征、生物量分布及影响因素等,对未来印太交汇区浮游生态学研究的方向进行了展望,希望可以为该区域相关生态学研究提供借鉴和参考。     

扩束光学系统的自动温度补偿机构设计

扩束光学系统对温度有较高的敏感度,为了减小温度对光学系统的影响,设计了一种自动温度补偿机构。该机构通过材料之间热膨胀系数不同进行相互补偿,从而保证镜间距的稳定性,并且通过ANSYS软件分析扩束系统温度从20℃升高到30℃,40℃和50℃时,主次镜镜间距的变化量,最后通过ZMAX软件对变化后的系统进行光学仿真分析。分析结果表明,未采用自动温度补偿机构设计,扩束光学系统主次镜镜间距分别变化0.027 22 mm, 0.054 43 mm和0.081 64 mm,系统波前误差均方根(Root Mean Square, RMS)从0.001 3λ变为1.389 8λ, 2.778 2λ和4.165 6λ(λ=632.8 nm),无法满足光学成像质量要求;而采用自动温度补偿结构设计后,扩束光学系统主次镜镜间距分别变化0.000 05 mm, 0.000 09 mm和0.000 14 mm,系统波前误差均方根从0.001 3λ变为0.002 6λ,0.004 6λ和0.007 2λ,仍然可以满足光学成像质量要求。因此该自动温度补偿机构可以有效地抑制大温差对扩束光学系统成像质量的影响。     

3D Hough Transform在激光点云特征提取中的应用

近年来,激光扫描测量技术得到了迅速的发展和广泛的应用,激光点云数据处理成为当前计算机科学和测绘科学等领域的研究热点。特征识别在图像数据处理中占有重要地位,在三维激光点云数据处理中,特征可以用于多站数据拼接、大数据量的简化压缩及建模,因此对特征的提取同样具有重要的研究价值。Hough变换最初用于二维图像的直线提取,后来被广泛应用于二维图像的特征识别,但其运算量极大,并且直接运用到三维可能会导致错误识别等问题。本文根据三维点云特征提取的需要,通过对二维和三维标准Hough变换的介绍和分析,结合激光点云数据处理特点,提出了一种依据法向计算结果进行Hough变换的新方法,该方法不仅能识别平面特征,还可将类似墙角等特征突变点进行有效分离,以便进行轮廓提取等操作。对模拟数据和激光扫描仪实测数据分别进行处理,平面提取的有效率和正确率达到要求,从而证明该方法能够满足点云中特征提取的需要。     

岩石单轴压缩下能量与损伤演化规律研究

能量变化是材料各参数变化的本质特征。通过颗粒流模拟岩石单轴压缩试验,从细观力学角度分析能量转化、裂纹扩展及损伤演化规律。颗粒流利用细观颗粒的运动克服了宏观力学理论不易实现试件多裂纹破坏形态的缺点,以此研究能量变化更加合理。应力-应变各阶段能量与微裂纹及损伤存在着相互对应的发展关系。通过3种工况论证了宏-细观力学参数对应关系,采用最小二乘法拟合得出微裂纹与轴向应变呈幂次函数关系。采用割线模量定义损伤变量,取模量加速下降处（对应裂纹加速扩展）为损伤门槛,对应损伤阈值为0.158。3种工况下微裂纹数量与损伤呈线性发展关系,为损伤演化的深入研究提供参考。     

黑潮及相邻海域表层砂壳纤毛虫分布模式:以夏季黄海、东海至西太平洋断面为例

2019年夏季对沿黄、东海至西太平洋跨越黑潮一个断面(122°E～145°E)的表层砂壳纤毛虫群落进行调查,研究了黑潮中砂壳纤毛虫与相邻水体的差异.根据水文环境及各站位所处的空间位置,我们将研究区域划分为大洋边缘区域、黑潮区域和大洋区域.各站位砂壳纤毛虫的丰度范围为3.95～31.94 ind·L–1,种丰富度范围为6...     

基于灰色关联分析的遗传神经网络在水下爆破中质点峰值振动速度预测研究

水下爆破是一个复杂的、非线性的动态能量释放过程,其涉及到的影响因素众多。为了充分利用少量的实测数据,较准确地预测水下爆破质点峰值振动速度,引入灰色关联分析理论,并结合遗传神经网络较强的非线性映射优势和全局化的搜索能力,建立基于灰色关联分析的遗传神经网络模型(GRA-GA-BP)。该模型利用灰色关联分析理论,充分挖掘小样本潜在信息特征,较合理地确定了影响爆破振动速度的主要因素,解决了神经网络在多变量复杂系统中输入变量无法自动寻优的难题,从而增强了神经网络的适应能力和稳定性。采用该模型对广东台山核电站1期工程大襟岛水下爆破开挖质点峰值振动速度进行预测,并与传统的遗传神经网络及萨道夫斯基公式预测结果进行对比,发现GRA-GA-BP模型的预测值与实测值吻合更好,预测误差更稳定。研究方法可为小样本、多因素影响下类似工程质点峰值振动速度预测提供借鉴。     

顺层岩质边坡预应力锚索抗震加固机制研究

将顺层岩质边坡的层面考虑为弱面,将其等效为等间距共线多节理的力学模型。预应力锚索加固边坡的锚固模型等效为平面有限宽度岩体节理问题。并将初始应力和地震荷载引起的附加动应力视为远场作用,锚固边坡的受力问题视为远场作用效果和节理面集中力作用效果的叠加。根据叠加原理计算地震荷载作用下裂纹端部应力强度因子,发现位于裂纹端部的预应力锚索能大幅度降低I型裂纹的应力强度因子。以应力强度因子作为岩体的压剪破坏判据解释顺层岩质边坡预应力锚索的抗震加固机制,能很好地解释汶川地震边坡破坏特点。     

基于UDEC的隧道掘进机滚刀破岩数值模拟研究

现今全断面隧道掘进机（TBM）施工方法在长大深埋隧道工程中已被广泛采用,对滚刀破岩关键技术的进一步认识具有重要的工程价值。为了研究滚刀破岩机制,分析刀圈断面形态、岩石强度和节理角度对其的影响,运用UDEC方法建立了滚刀贯切岩石的二维数值系列模型,对TBM滚刀破岩过程进行了仿真。分析表明：滚刀破岩是滚刀下岩石拉破坏和剪破坏的综合反映,拉破坏是裂纹萌生与扩展的主要驱动机制;刃宽较大的平刀与刃角较大的楔刀破岩效果较好;平刀与楔刀在软岩中破岩效果相近,平刀在硬岩施工中比楔刀的破岩效果好;滚刀对节理角度为30°～60°的岩石破坏效果较好,由于楔刀的“劈裂”作用,楔刀比平刀更适合用于贯切含有节理的岩石。