中加基岩地质填图与三维地质建模合作交流经验与启示

区域地质填图工作向三维地质调查和建模发展是各国地质调查机构关心的热点,为此中国地质调查局与加拿大萨斯喀彻温省地质调查局开展了为期3年的三维地质调查技术交流合作。基于加拿大萨省北部前寒武纪地区的实地填图工作和三维地质建模技术交流,详细介绍了加方从项目部署、资料收集、野外工作、成果表达等进行基岩地质填图的工作方法和在此基础上开展三维地质建模的技术要点。萨省地质调查局以问题和需求为导向开展填图工作,在人员安排、数据管理和软件平台建设方面充分考虑地质填图-三维建模的连贯性,注重信息公开共享以服务社会,相关经验值得学习借鉴。     

内蒙古阿拉善地块北缘沙拉扎山晚石炭世岩体地球化学特征与LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

采用LA-ICP-MS同位素测定技术,测得内蒙古阿拉善北缘沙拉扎山温都尔毛道黑云母花岗闪长岩锆石U-Pb年龄为301±2Ma,属于晚石炭世侵入岩。地球化学分析结果显示,该黑云母花岗闪长岩SiO2含量为67.23%~72.57%,K2O为1.14%~1.61%,Al2O3为14.92%~17.23%,具有过铝质（A/CNK=1.06~1.1）和钙碱性特征。岩石的稀土元素总量较低（38.86×10-6~74.39 ×10-6）,轻稀土元素相对富集,Eu总体呈弱异常（δEu=0.9~1.3）。在原始地幔标准化图解中,岩石具有大离子亲石元素（Rb、Th、K）富集及高场强元素（Nb、Ta、P、Ti）亏损的特征,显示出I型花岗岩的特点。结合区域地质背景,该黑云母花岗闪长岩可能形成于俯冲背景,是洋壳板片与新生的壳源物质混合形成的产物,表明晚古生代沿着阿拉善地块北缘的俯冲至少始于301Ma。     

顾及广播星历误差分离吸收的分米级星载GPS实时定轨新方法

当前,在低轨导航增强、对地观测和科学应用等领域,低轨卫星对轨道参数的精度和实时性提出了更高的要求。利用国际GNSS服务组织实时服务（international global navigation satellite system service real-time service,IGS-RTS）播发的GPS卫星轨道与钟差改正数,针对极区实时改正数接收中断情况下实现厘米级星载GPS实时定轨的关键问题开展研究。首先分析了实时改正数及其短时外推引起的星历综合误差的变化特性;然后以此为依据,在星载GPS实时精密定轨数学模型中构建分段随机游走的伪模糊度参数随机模型,以减小星历综合误差对实时精密定轨的影响,从而实现厘米级精度的实时定轨。采用自主研制的实时精密定轨软件SATODS,使用GPS广播星历与CLK93实时产品,对为期一周的重力场恢复和气候实验（gravity recovery and climate experiment,GRACE）C卫星的GPS双频实测数据模拟在轨实时精密定轨处理。实验结果表明,在考虑极区改正数接收中断的情况下,所提实时精密定轨方法可以达到7.04 cm的位置精度以及0.20 mm/s的速度精度,所提方法具有可行性和有效性。     

DDE-岩浆岩数据库初步构建与应用

21世纪是大数据的时代, 数据、模型驱动下的科学研究新范式与知识发现成为当今科学领域的新态势。本文介绍了在"深时数字地球"(Deep-time Digital Earth, DDE)国际大科学计划框架下构建的DDE-岩浆岩数据库。该数据库以"数据+编图+研究"三位一体的建库思路, 基于岩浆岩知识体系, 构建了岩浆岩数据库, 包括后台服务(云端)、网站(Web端)和科研工作平台(桌面端)。数据主要来源于公开发表的文献、研究团队测试、实验室测试数据等, 涉及全球重要造山带、克拉通及部分海洋(大洋钻探数据)等。此外, 还设立了22个地域性、学科性专题数据库。数据类型为岩浆岩岩石类型、产状、空间位置等基本信息, 以及年代学、地球化学、(Sr-Nd-Hf-Pb-O)同位素及非传统(或新兴)同位素数据。与国际最常用的有关数据库相比, 本数据库具有以下优势: (1)"数-图-文"三位一体的设计思路, 拥有编图和研究平台; (2)以研究为导向, 组织构建了22个专题数据库, 更多一线专家参与数据库建设, 在某些地域和领域(如中亚、非传统同位素等)形成优势; (3)对数据都尽可能挖掘和补充了年龄、经纬度等时空信息; (4)创建了学科专家可以依据新的发展和需求及时调整数据库结构的技术与功能, 而不需要重新编程; (5)有强大的DDE平台支持, 为与国际有关数据库互联互通提供了有利条件。最后, 利用DDE-岩浆岩数据库的核心数据(年代学、同位素等), 对复杂大陆拼合过程、地壳生长、地球深部物质组成架构与演化等重大地球科学问题进行了探索并取得了一些进展, 说明该数据库将对推动数据驱动的岩浆岩研究具有重要意义。     

内蒙古西部阿拉善地区哈里努登花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和地球化学特征

哈里努登岩体位于阿拉善地块北缘,主要由花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩组成。锆石LA-ICP-MS U-Pb测年显示其形成时代为284.0Ma±1.8Ma,并非以往认为的志留纪。岩石SiO2含量为67%~72%,CaO为2.2%~4.4%,Na2O为3.7%~4.3%,K2O为2.1%~2.9%,具有较高的全碱含量,属钙碱性—高钾钙碱性系列,Al2O3含量为14.5%~17.2%,为准铝—弱过铝质（A/CNK=0.90~1.07）,总体显示出I型花岗岩的特征。稀土元素总量较低（35.2×10-6~130.6×10-6）,轻稀土元素相对富集,Eu呈正异常（δEu=1.04~1.90）。在原始地幔标准化图解中,大离子亲石元素（K、Rb、Ba、Sr）富集,亏损高场强元素（Ta、Nb、P、Yb、Y等）,显示出弧花岗岩的特征。结合区域背景分析,阿拉善北缘在早二叠世时可能还存在与弧物质有关的岩浆活动。     

1987 - 2018年祁连山冰川变化遥感监测及影响因子分析

祁连山冰川融水是维系我国西北地区生态平衡的重要因素。为评估祁连山冰川在全球气候变暖背景下的状态, 利用Landsat-TM、 ETM+、 OLI等遥感影像, 基于波段比值阈值法提取1987 - 2018年共计7期冰川边界进行时序变化分析。结果显示： 近31年来祁连山冰川面积从2 080.39 km²退缩到1 442.09 km², 年均退缩率达0.99%, 相比1956 - 1990年间的退缩率（0.58%）大幅增加; 近31年来冰川物质平衡线高度稳步上升; 冰川主要分布在海拔4 700 ~ 5 100 m之间, 冰川退缩随海拔降低而增加; 约93%的冰川的面积小于2.0 km², 小于0.1 km²的冰川的总数和总面积呈增加态势; 0.5 ~ 1.0 km²的冰川退缩最快, 年均退缩率达1.53%, 而大于10.0 km²的冰川退缩最慢, 年均退缩率为0.59%; 祁连山冰川退缩主要由夏季均温升高引起, 且最近十年间冰川呈现出加速退缩的态势。     

中国及亚洲重要造山带花岗岩浆时空演化及成矿背景对比研究

在全面收集中国及邻区花岗岩年代学资料的基础上,在包括俄罗斯、蒙古、吉尔吉斯坦、韩国、日本、越南等境外地区开展了野外调研, 获得大量高精度锆石U-Pb年龄,发现一些重大岩浆事件;结合系统收集的公开发表的高质量数据,建立了一些关键地区的花岗岩年代学格架;初步总结了中亚、中央、特提斯和环太平洋构造域花岗岩的时空分布及构造-岩浆演化,提供相关成矿背景,编制了四个构造域的花岗岩时空分布图。在此基础上,初步编制了亚洲花岗岩时空分布图,总结了花岗岩浆作用与构造演化的关系,为探讨亚洲大地构造演化,特别是陆块聚合过程的研究提供了依据。这是一次尝试性的较系统地论述亚洲花岗岩及构造-岩浆演化的研究。     

基于APDM的长输油气管线数据互操作研究

随着空间信息技术应用的不断深入,在长输油气管线行业中,积累了越来越多的管线数据资料。然而,由于空间数据格式限制,影响了数据资料的共享使用,造成了大量数据资料浪费及数据重复录入。本文从长输油气管线数据的特点出发,借鉴已有的GIS/CAD数据互操作研究成果,参考ESRI的长输管线数据模型APDM,提出了一种管线数据互操作方案,并在ArcGIS/AutoCAD平台下实现,证明该方案的可行性。     

一种联合载波相位观测值的GPS/BDS滤波导航算法

提出了一种基于历元间相位差分的GPS/BDS单机实时动态定位算法。该方法采用历元间载波相位差分数据准确计算出载体的位置变化量;并以此描述载体的运动状态变化,建立动态定位滤波模型的状态方程。同时以历元间载波相位差分数据与伪距数据作为主要观测值,采用扩展Kalman滤波实时估计载体的位置和钟差。采用自主编制的软件对静态与车载GPS/BDS实测数据进行处理,结果表明:采用该方法,定位结果精度优于传统的标准单点定位算法与载波相位平滑伪距算法;而且算法具有较好的稳定性,与载体的运动状态无关。     

北喜马拉雅恰芒巴二云母花岗岩的年龄及形成机制

恰芒巴二云母花岗岩体位于特提斯喜马拉雅的西部, 岩石发育片麻状构造, 主要矿物组成为石英、钾长石、白云母和黑云母。LA-MC-ICP-MS U-Pb定年显示, 锆石年龄分布范围为35.1~17.3 Ma, 暗示较长时间的深熔作用过程, 其中最年轻的年龄(18.1±0.4 Ma)代表了花岗岩的最终结晶年龄。地球化学分析表明, 岩石具有高的SiO₂(73.06%~73.79%)、Al₂O₃(14.73%~15.06%)和CaO(1.18%~1.24%)含量, 以及高的K₂O/Na₂O值(1.16~1.25)和A/CNK值(1.16~1.20), 属于高钾钙碱性过铝质花岗岩。岩石强烈富集Rb、Th、U和K, 而亏损Ba、Nb、Sr和Zr, 轻重稀土分馏较强(La/Yb)_N=9.98~11.35, 并显示较弱的负Eu异常(δEu=0.70~0.74)。(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i和ε_Nd(t)值分别为0.742 298~0.743 092和-14.1~-14.0, 可与大喜马拉雅结晶杂岩(GHC)中变质沉积岩对比, 推测源岩为GHC变质沉积岩或与之成分相当的岩石。岩石(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i值较低而Sr浓度较高, 随着Ba浓度的增加, Rb/Sr值基本不变, 与水致白云母部分熔融的趋势一致, 推测恰芒巴二云母花岗岩可能是水致白云母部分熔融的产物, 部分熔融作用可能与藏南拆离系的活动密切相关。