Interactive 3-D computation of fault surfaces using level sets

Deformable implicit surfaces, implemented with level set methods, have demonstrated a great potential in the computational sciences for applications such as modeling, simulation, and segmentation. They allow implicit handling of complex topologies deformed by operations where large changes can occur without destroying the level set representation. The use of level set techniques for the computation and segmentation of plane-like and high positive curvature features is nontrivial. We present a technique for representing and extracting fault surfaces from 3-D seismic attribute data such that 2-manifolds can be interactively computed and segmented. We present our approach as an interactive workflow that generates highly accurate fault surfaces.     

A virtual voyage through 3D structures generated by chaotic mixing of magmas and numerical simulations: a new approach for understanding spatial and temporal complexity of magma dynamics

In this contribution, we present a virtual voyage through 3D structures generated by chaotic mixing of magmas and numerical simulations with the aim to highlight the power of 3D representations in the understanding of this geological phenomenon. In particular, samples of mixed juveniles from Salina island (Southern Italy) are reconstructed in 3D by serial lapping and digital montage and numerical simulations are performed by using a 3D chaotic dynamical system. Natural and simulated magma mixing structures are visualized by using several multimedia tools including animations and “virtual reality” models. It is shown that magma interaction processes can generate large spatial and temporal compositional heterogeneities in magmatic systems. The same topological structures are observed in both 3D reconstructed rock samples and chaotic numerical simulations, indicating that the mixing of magmas is governed by chaotic dynamics. The use of 3D multimedia models gives the opportunity to penetrate into magma mixing structures and to understand their significance in the context of magma dynamics. Such an approach is very powerful since multimedia tools can strongly capture the attention of the reader bringing him/her into an interactive and memorable geological experience. Electronic supplementary material  enclosed:     

大别山黄石-六安反射地震剖面新的地质解释

在大别山黄石至六安反射地震剖面上有很多近水平的反射体,表明大别山中心部位的中、下地壳内也有近水平的分层性。反映有流变性和动力学方面的差异,与大型薄皮构造理论对岩石圈性质的认识一致,因而在其运动过程中应服从薄皮构造的运动规律。结合以往对大别山区划分的岩石一构造组合,在前人对此反射地震剖面所作的地质解释的基础上,对反射地震剖面作了较为详细的地质解释,并建立了大别山造山带在此剖面上的两维几何结构。剖面南部为造山过程中形成的背斜构造。地表15km深度内为由碰撞混杂岩组成的扬子与中一朝大陆之间的主滑脱带。剖面中部为造山期后的侵入体。剖面北部为主滑脱带的根带（通常认为的缝合带）,根带被中生代形成的晓天磨子潭断裂带切割。剖面最北端为变质复理石中略晚于主滑脱带的反向冲断带。推溺l下地壳的断开距离在扬子大陆俯冲时（三叠纪前）规模较大,然后逐渐缩小,直至保留到今天的规模。     

北京市有机氯农药填图与风险评价

采用1个样/km2的密度、1个分析组合样/16km2的方法,对北京市784km2范围内的土壤、大气干湿沉降物、大气颗粒物中HCH、DDT的含量和空间分布特征进行有机氯农药填图.查明2000年北京市地表土壤HCH和DDT的平均含量分别为8.80±11.83ng/g、108.99±301.90ng/g.2006年大气干湿沉降物中HCH和DDT平均含量分别为10.09±9.60ng/g、12.99±13.51ng/g,HCH和DDT的年沉降通量分别为996.57±939.96g/a·km2、1291.53±1342.28g/a·km2.2006年大气颗粒物PM10和PM2.5中的HCH含量分别为0.294±0.205ng/m3和0.217±0.137ng/m3,DDT的平均含量分别为1.037±1.301ng/m3和0.522±0.773ng/m3,显著高于2002-2003年度大气颗粒物中HCH(PM100.01786ng/m3,PM250.01731ng/m3)和DDT(PM100.01672ng/m3,PM2.50.02353ng/m3)的含量,表明北京市或周边地区仍在使用含HCH和DDT化学成分的农药.以2000年北京地表土壤和2006年大气干湿沉降物中HCH和DDT的含量为基础,对2020年土壤中HCH和DDT的时空演变的预测显示,即使干湿沉降物中HCH和DDT的沉降通量每年以5%的速率递减,到2020年土壤中HCH和DDT的环境质量仍不能显著改善,而控制和削减北京及周边地区含HCH和DDT成分农药的使用将是改善北京地表土壤环境质量的关键措施.     

福建仙游园庄地区南园组新层型剖面的建立 及时代的重新厘定

在福建省闽侯县鹅宅-南园村层型剖面所划分的南园组被证实为早白垩世石帽山群后,原鹅宅-南园村割面已失去层型剖面的意义.通过125万周宁县幅、福州市幅、莆田市幅、泉州市幅的区域地质调查和系统研究,在福建省仙游县园庄建立了南园组的新层型剖面,重新厘定了南园组的地层层序和岩石组合,根据地层叠覆关系、同位素测年和古生物资料的系统研究结果,将南园组的时代重新厘定为晚侏罗世-早白垩世初期.     

鄂尔多斯高原植被生态分区及其水文地质意义

保护生态环境是鄂尔多斯高原地下水可持续开发利用中亟待解决的问题。在查清植被生态群落分布特征的基础上,通过分析植被演替的自然驱动因素,将鄂尔多斯高原的植被生态划分为基岩台地植被生态水文地质区、沙盖基岩植被生态水文地质区、沙地植被生态水文地质区和滩地植被生态水文地质区。结果表明,气象和地形地貌控制着区内植被生态的总体分布格局,包气带和地下水因素控制着植被生态的演替,沙地植被生态和滩地植被生态的生长发育与地下水关系密切,是地下水开发时保护植被生态的靶区。     

西藏冈底斯带侏罗纪岩浆作用的时空分布 及构造环境

在新近完成的1：25万区域地质调查资料和相关研究成果的基础上,初步研究了西藏冈底斯带侏罗纪岩浆作用的分布特点及其年代学,并利用已有的地球化学数据重点分析了早期关注程度较低的侏罗纪花岗岩类岩浆作用的性质。目前在冈底斯弧背断隆带未发现侏罗纪火山岩;在冈底斯东部地区,早侏罗世岩浆活动几乎同时发生于南冈底斯（叶巴组火山岩和鸟郁、尼木花岗岩类）、冈底斯弧背断隆带（宁中、金达、布久花岗岩类）和北冈底斯（聂荣花岗岩类）,中晚侏罗世接奴群和拉贡塘组火山岩断续分布于北冈底斯,晚侏罗世岩浆活动零星分布于沙莫勒一麦拉一洛巴堆～米拉山断裂以北。将冈底斯侏罗纪岩浆活动置于时空框架内分析发现,南冈底斯和北冈底斯在侏罗纪时主要受俯冲作用的影响．而冈底斯弧背断隆带和中冈底斯自早侏罗世以来除了受到俯冲作用的影响外,还受到自东向西逐步扩展的碰撞作用的影响。结合古地磁重建资料和其他新发现．认为冈底斯带侏罗纪这种岩浆活动的特点可用班公湖一怒江洋壳向南、新特提斯洋壳向北的双向剪刀式（剪刀口向西张开）俯冲模式来解释。     

应用探地雷达探测活动断层

在浅覆盖区采用探地雷达探测地震活动断层。通过实验确定出最佳的采集参数和数据处理流程,在雷达剖面上,能够清晰地显示出断层上部的形态特征、上断点埋深和岩土分层。结合钻孔资料,利用雷达剖面上对第四系覆盖的分层结果和上断点所在的层位可以分析和评价断层的活动性。     

黑龙江省东部桦南隆起美作花岗岩的锆石U-Pb定年及其地质意义

为查明马家街群发生接触变质作用的时代及其构造背景,对出露于黑龙江省东部桦南隆起的美作花岗岩体进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年研究.结果显示:锆石具有清晰的生长振荡环带,其Th/U比值为0.12～1.04,属于典型的岩浆成因锆石;获得的206Pb/238U加权平均年龄为(259.0±3.6) Ma(n=14,MSWD=5.9),代表了岩体结晶年龄.美作岩体与佳木斯地块南部的青山、楚山和柴河岩体形成时代一致,其轻稀土富集、重稀土亏损型式和Eu负异常以及明显的Nb、Ta、Sr、Ti亏损的特点显示为壳源成因的火山弧花岗岩;它们的形成可能与晚古生代古亚洲洋的消减作用有关,该期花岗岩的就位导致马家街群发生了接触变质作用.美作花岗岩体形成时代的厘定,不仅限定了马家街群的变质时代为晚二叠世,同时为进一步探讨佳木斯地块晚古生代构造演化提供了新证据.     

基于岩相的鄂尔多斯白垩系盆地含水层系统的结构研究

依据岩性岩相研究、孔隙度研究、物探测井解译等成果,对鄂尔多斯白垩系盆地含水层系统的结构进行了划分与研究。结果表明：盆地北部沙漠高原区为单一结构,表现为强富水与中等富水含水层在垂向上叠置与组合,无区域性连续稳定的隔水层,由下到上构成含水统一体;南部黄土高原区为多层结构,表现为含水层与隔水层上下叠置,垂向水文地质分层明显;盆地南、北含水层结构的结构类型明显不同。利用孔隙度、渗透系数、单位涌水量3个参数,对含水层的富水性级别进行了划分,盆地中共划分出7个强富水含水层、7个中等富水含水层和2个弱富水含水层。盆地南、北比较,北部含水层孔隙度大,富水性强,地下水主要富集于盆地北部地区。垂向上比较,盆地北部由上到下,孔隙度由大变小,富水性由强变弱,地下水主要富集于浅层和中层;南部上部罗汉洞组和下部洛河组孔隙度较大,富水性好,中部环河组相对较差,地下水主要富集于罗汉洞组和洛河组。