多层等效源曲面磁异常转换方法

在磁异常数据处理中,利用等效源技术重构磁异常场具有较好的稳定性和较高的计算精度,因而被广泛应用.传统方法是采用设置在近地表的单层等效源拟合实测磁异常数据,尽管拟合精度很高,但向上延拓之后往往会出现较大的拟合误差,即可能存在磁异常信号的"泄漏",尤其在原始数据中存在背景场时更容易出现此种误差.本文提出一种多层等效源技术方案,应用分布于不同深度范围内的等效源模拟实测数据,减少了等效源参数设置的盲目性.理论模型试验表明,采用多层等效源方法重构的磁异常及其梯度与分量,较单层等效源方法具有更高精度,可以吸收更完整的实测磁异常信息.论文详细地讨论了如何优化多层等效源设置、等效源参数选择以及计算方法,通过二维和三维理论模型试验,验证了在复杂条件下多层等效源方法的可行性和适应性,并且将该方法应用于广西某地的实测磁异常数据转换之中,取得了较好的应用效果.     

1980s以来巢湖藻华物候时空变化遥感分析

蓝藻水华暴发时间变化一定程度上表征了藻华物候特征,研究藻华物候变化可为湖泊水环境健康问题治理和缓解水生生态系统环境退化提供科学依据。以往巢湖蓝藻水华遥感监测主要基于2000年以来的MODIS卫星数据,限制了对巢湖蓝藻水华暴发时空变化过程的理解。本文利用Landsat扩展时间序列,联合MODIS数据,基于浮游藻类指数和阈值分割技术提取巢湖蓝藻水华,在评估二者藻华提取结果一致性的基础上,获取并分析了巢湖1987-2020年蓝藻水华暴发物候的规律及影响因子。结果表明：(1) 2000年前,巢湖蓝藻水华暴发规模较小,2000年后面积显著上升,大面积蓝藻水华出现频繁,2011年达到最高峰(608.4 km²);(2)1987-2020年间,巢湖蓝藻水华暴发可以分为3个阶段：(1)1987-2004年,巢湖蓝藻水华年暴发开始时间显著提前,暴发持续时间显著增加;(2)2005-2010年,藻华年暴发开始时间显著延迟,但暴发持续时间变化不显著;(3)2011-2020年,巢湖藻华暴发开始、结束和持续时间呈现年际波动,年暴发开始时间、结束时间和持续时间有所提前,但不显著;(3)巢湖...     

Experimental study of bed-load transport using particle motion tracking

A series of experiments were conducted in a flume to study bed-load transport.The motion of bed-load particles was captured by a series of images taken by a high-speed camera.A novelparticle motion tracking method was developed to automatically detect all the moving particles and calculate the instantaneous particle velocities.The instantaneous bed load transport rate was calculated based on particle velocity and the volume of moving particles.To verify this method,bed load transport rate based on the image processing technique was compared to the manually measured ones as well as data from other experiments.Results showed that the new technique made it possible to quantify the spatial and temporal variations of bed load transport rate at the individual particle scale.     

云县地震台DSQ水管倾斜仪与VP垂直摆观测资料对比分析

云县地震台架设DSQ水管倾斜仪和VP垂直摆2套数字化地倾斜观测仪器,2套仪器的结构和原理差别较大,但观测的物理量一致。本文从数据完整率、内在精度、年变幅度、相关性、形态特征等角度出发,对数据进行对比分析,结果表明:2套仪器稳定性均较强,数据完整率较高,且地倾斜变化规律一致,均能反映监测区域大地倾斜变化特征,年变趋势受降雨干扰明显。     

基于时域相关分析的结构损伤指数

阐述了一种基于时域相关分析的结构损伤指数,并进行了该指数的实验研究,目的是探讨一种对损伤敏感的损伤识别方法。试验模型为具有4根柱子的2层钢框架,模型通过底部4根桩埋在土壤里。在底层柱顶端设置缺口代表损伤,设计了2种损伤,有限元数值模拟分析得到的基频变化率分别为0.42%和0.94%。采用激振器对底板进行正弦激励,激励频率为25Hz。利用顶板和中板响应计算该损伤指数,绘制了损伤指数及其变化率与结构损伤程度的关系曲线。结果显示,该指数对损伤敏感,具有进行损伤判定与标定的潜力。     

甘肃礼县金山金矿床品位变化特征及其找矿预测

通过对金山金矿床地质特征的研究,发现金矿体深部向东侧伏,指出主矿体品位在走向上具明显的近等间距变富现象,变富距在220～240m之间;金矿体品位呈波状变化,其波峰的侧伏角为35°;矿体向深部品位有变富的趋势.根据矿床中稳定同位素、微量元素地球化学特征及矿床产出的空间位置、控矿构造条件等综合分析,该矿床属变质热液改造型层控矿床,中泥盆统李坝群是本区重要的金矿矿源层,该矿成因与中川等花岗岩体无直接关系,基于以上的认识,指出了金山金矿的找矿方向.     

植硅体与稳定同位素分析揭示的新疆汉代驻军多样的农作物利用策略

两汉时期西域戍边遗址驻军的农作物利用策略及生业模式研究对于深入了解中原王朝的屯垦政策以及西域汉代驻军的环境适应策略具有重要意义.目前,已有的西域屯垦戍边研究主要关注于军事屯田的起源、分布及影响等,而对两汉时期戍边遗址驻军的生业状况尤其是农作物组成及利用策略尚缺乏系统研究.本文通过对新疆(古代称为西域)石城子遗址土壤样品的植硅体分析与动物骨骼样品的稳定碳氮同位素研究,揭示了新疆汉代驻军多样的农作物利用策略及生业组成.研究发现黍(Panicum miliaceum)和青稞(Hordeum vulgare L.)应该是石城子遗址驻军主要的粮食作物,而房址地面土样中较高的C4植硅体含量可能表明驻军对植物资源,也许是谷物进行的脱壳处理.草拌泥土壤样品中发现的黍类稃壳遗存,则很好地揭示了农作物副产品在房址墙体建设中的重要作用.此外,羊(Ovis sp./Capra sp.)、牛(Bos sp.)等动物骨骼样品的稳定同位素分析更为我们展示了农作物栽培与家畜饲养之间的可能联系,具体表现为驻军可能利用黍类以及青稞作物秸秆对部分羊、牛等家养食草动物进行饲喂.而以黍与青稞为主的农业,以羊牛为主的畜牧业以及狩猎活动一道构成了石城子遗址驻军多样的生业组成.     

新疆SCZ17剖面黑碳记录的16~12 ka火灾历史及其驱动因素探究

基于新疆深390 cm的SCZ17黄土剖面的黑碳(BC)记录以及总有机碳含量(TOC)和磁化率结果,并与巴里坤湖孢粉记录的温度数据对比,重建了该区末次冰消期(16~12 ka,对应剖面深度202~274 cm)的火灾历史并探讨了其控制因素。结果表明:1)在末次冰消期期间黑碳通量与TOC变化具有较好的一致性,均呈上升趋势,说明随着植被量的增加,生物质燃烧活动增加;2)BC通量与湿度和温度数据的EEMD结果显示:①在13~16 ka期间,剖面的黑碳通量指示的区域生物质燃烧变化与温度变化存在着近乎同步的关系,而在12~13 ka期间可能由于湿度的影响二者的同步关系不太明确;②χfd%所指示的湿度变化和黑碳通量的对比结果显示,湿度峰值/谷值分别对应着黑碳通量的谷值/峰值,即当气候湿润时,火灾活动频率低;气候干旱时,火灾活动频率高。因此,认为研究区火灾活动倾向于发生在暖干的气候条件下,且可燃生物量可能控制着区域火灾变化的长期趋势,而由温度和湿度变化所造成的火灾活动的次一级波动叠加在这一长期趋势上。     

碳酸盐岩储集层成岩作用中“孔隙尺寸控制沉淀”研究进展、地质意义及鄂尔多斯盆地实例*

基于碳酸盐岩储集层成岩作用中受孔隙尺寸控制的矿物沉淀和胶结非均质特征的发现与思考,结合当今国内外有关多孔介质中流体—岩石相互作用及化学流体动力学研究进展的调研,对相关研究进展及其地质意义进行了简单的梳理和归纳。(1)地质环境中“孔隙尺寸控制沉淀”现象广泛存在,表现为储集层孔隙的胶结非均质性及其最终形成的“大孔充填而小孔保存”特征。现今研究主要从不同尺度孔隙结构观察、流体—孔隙介质相互作用的数值模拟、矿物沉淀实验3个方面开展。(2)受孔隙尺寸控制的非均质沉淀特征可以利用与表面化学相关的动力学模型进行解释,即微孔隙中更大的界面张力和矿物晶体曲率导致矿物的有效溶解度更高,因而更容易保持过饱和状态而不发生沉淀。(3)“孔隙尺寸控制沉淀”现象可使油气储集层发生微孔的选择性保存,在不同尺度孔隙共生的情况下,较大孔隙更倾向于被胶结充填而小孔则更易于被保存,不同的胶结模式对岩石整体渗透率的影响略有不同;该现象在地热储集层开发和二氧化碳地质封存研究中也值得重视。最后,结合鄂尔多斯盆地马家沟组碳酸盐岩储集层的非均质胶结特征和孔隙分布,分析总结成岩流体性质、来源及胶结模式差异对孔隙结构演化和优质储集层分布的影响。“孔隙尺寸控制沉淀”现象的发现和重视对于理解流体—岩石复杂作用过程具有重要理论意义,也为储集层成岩作用和孔隙保存研究提供了新的视点和思考角度。     

大坡度地质露头高分辨率无人机影像采集方法与建模实践*

野外地质露头的观察、研究能够最直接、最有效地获取地下地层信息,为地质科学研究提供最直观、最真实的一手地质资料。然而传统的露头研究,尤其针对大坡度、人员无法到达区域的露头研究,主要依赖坡底部考察、测量和拍照等方式记录露头信息,难以精细、准确地表征整个地质体。消费级无人机具有机动性好、适应性强和成本低等优势,且能够近距离、多视角、变高度地获取露头影像。本研究对无控制点情况下的大坡度地质露头影像采集方法与模型构建精度进行探讨,利用消费级无人机垂向航线采集影像,然后构建模型。结果证明倾斜摄影测量技术结合消费级无人机能够有效地构建具有毫米分辨率精度的大坡度地质露头模型。构建的模型具有分辨率高、分辨率均一、量测精度可达毫米等特点,可有效降低野外考察的工作难度,降低人员安全风险,真实准确地复现野外大坡度露头情况,为大坡度露头剖面解译、分析和量测提供真实可靠的数据基础。