Submarine groundwater discharge revealed by aerial thermal infrared imagery: a case study on Jeju Island,Korea

Submarine groundwater discharge (SGD) is a global phenomenon that carries large volumes of groundwater and dissolved chemical species such as nutrient, metals, and organic compounds to coastal zones. We report the influence of SGD on the coastal waters of Jeju Island, Korea, using high‐resolution aerial thermal infrared (TIR) mapping techniques and field investigations. An aircraft‐based system was implemented using a cost‐effective TIR camera for aerial TIR mapping. Ground‐based calibrations and system integration with GPS/IMU (global positioning system/inertial measurement unit) were performed for the aerial systems. The aerial surveys showed distinct low‐temperature signatures of SGD along the coasts of Jeju Island, revealing large groundwater inputs from the coastal aquifers to the ocean. Multiple aerial surveys over a range of seasons and tidal stages revealed that SGD rates dynamically affect the sea surface temperature (SST) of the coastal zone. The in‐situ measurements supported that SGD has a substantial influence on the coastal water chemistry as well as SST. Our observations highlight the extent to which aerial‐based TIR mapping can serve as a powerful tool for studying SGD and other coastal processes. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

AEKF在星敏感器低频误差补偿中的应用

高分辨率对地观测卫星需要精确的姿态信息来满足后续对地定位等工作,因此姿态确定精度十分重要。星敏感器的低频误差是影响卫星姿态确定精度的重要因素之一,主要是由空间周期性的热环境变化引起的。为进一步提高卫星姿态确定精度,对星敏感器的低频误差产生机理即星敏感器主光轴做周期性扰动进行了分析,设计了星敏感器低频误差补偿方案,建立了考虑星敏感器低频误差在内的组合定姿模型,利用拓维卡尔曼滤波(AEKF)对低频误差进行补偿,并引入RTS平滑滤波进一步提高姿态确定精度。仿真实验表明,设计的星敏感器低频误差补偿方案能有效对其进行补偿,提高卫星姿态确定精度。     

X射线衍射技术应用于宝石鉴定-合成及晶体结构研究进展

因宝石检测常附带无损要求、宝石评价具科学性和不确定性等特点,X射线衍射(XRD)在宝石学这门矿物学的分支学科中的应用具有特殊性,其应用领域主要集中在三个方面。①宝石鉴定领域:对单晶宝石和多晶宝石进行物相鉴定、宝石产地特征研究以及宝石矿物多型的种类划分等。例如根据XRD图谱,可将品种繁多的微晶石英隐晶质变种玉髓中不同的SiO₂质矿物相精确区分;通过黏土矿物成分及其含量可将鸡血石中"地"的种类进行划分。②宝石矿物的晶体结构研究:对成分复杂的单晶宝石进行晶体化学分析、获取矿物类质同象替代情况、利用结晶度划分宝石品质。例如晶格参数中的c/a比值可将绿柱石的Al八面体类质同象替代和Be四面体类质同象替代进行区分;软玉中通过XRD数据计算出的结晶度与软玉的品质关系密切。③宝石学研究技术的开发:对宝石的优化处理过程进行监测,在宝石合成过程中检验矿物晶形大小、结晶质量及内应力等,以有机宝石的晶体结构为基础的人工养殖技术研究。例如尖晶石在热处理过程中,Mg离子由四面体中的T位迁移至八面体中的M位,导致M-O和T-O键长随温度变化,并反映在尖晶石的色调中;在托帕石合成过程中,XRD数据显示770~800℃时形成含氟托帕石(与天然托帕石结构相同),而在950℃和1000℃出现含氟托帕石离解成刚玉和莫来石。目前,我国在宝石学的XRD应用方面起步较晚,国外在宝石鉴定、优化与合成方面的应用相对成熟。本文认为,该技术与扫描电镜、质子探针等分析技术的联用仍有很大发展空间。     

山东半岛典型海岸带多环芳烃分布特征、来源解析及风险评价

山东半岛海岸带面临着各类复杂的环境问题,尤其是受到了多环芳烃(PAHs)等持久性有机物的污染,本文研究了整个山东半岛典型海岸带62个站点表层沉积物中PAHs的含量及其分布特征,并对其来源和潜在风险进行解析与评价。研究表明,该地区表层沉积物中16种PAHs总含量为0.06~3191.40 ng/g(平均值262.08 ng/g),与国内外海岸带相比,山东半岛海岸带表层沉积物中PAHs整体污染状况处于较低水平,但个别站点的PAHs含量偏高。运用特征比值法、相关性分析及主成分分析法解析研究区PAHs主要来源为木柴、煤炭、油类的燃烧以及油类泄露的联合作用。采用效应区间低值法(ERL)和中值法(ERM)对PAHs进行生态风险评价,结果表明莱州湾周边所有站点及威海、青岛周边个别站点苊、芴浓度位于ERL值与ERM值之间,但多数站点对生态环境潜在负面效应很小。山东半岛典型海岸带中PAHs对生物的毒副作用尚在安全可控范围内,极少对生态环境产生负面效应。     

新疆库鲁克塔格青白口系北塞纳尔塔格组流纹岩的成因及其地质意义

运用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得库鲁塔格西山口地区北塞纳尔塔格组蚀变流纹岩的形成时代为841.0±1.4Ma（MSWD=0.42）, 蚀变流纹岩的发现指示塔里木北缘新元古代中期除发育大量的侵入岩外还存在火山活动。地球化学特征分析表明, 岩石富集Rb、 Ba、 K等大离子亲石元素和轻稀土元素, 明显亏损Nb、 Ta、 P、 Ti等高场强元素。此外岩石富集Sr、 强烈亏损Y和Yb, 高的Sr/Y（>40）和（La/Yb）_N（>40）比值的特征与埃达克岩类似。蚀变流纹岩Hf同位素值ε_Hf（t）=-29～-9, Hf的二阶段模式年龄T_DM²=3.43～2.24Ga, 结合岩石较低的Mg^#、 Eu正异常以及强烈亏损重稀土元素的特征表明,其可能源于加厚古老基性下地壳的部分熔融。此外蚀变流纹岩低的锆石饱和温度T_Zr=761℃～768℃,表明源区发生部分熔融时存在外来流体的加入。结合已有区域地质资料, 初步认为蚀变流纹岩形成与塔里木北缘新元古代早、 中期洋—陆俯冲碰撞作用有关。     

上扬子会泽地区早三叠世飞仙关组砂岩物源特征:来自重矿物铬尖晶石和碎屑锆石的限定

上扬子会泽地区早三叠世飞仙关组主要为河流相的紫红色砂岩,物源主要来自于西部和西北部。碎屑重矿物组合表明物源主要来自于岩浆岩,且重矿物中发现大量碎屑铬尖晶石和锆石。本文运用电子探针微区成分分析和碎屑锆石U-Pb测年方法,对上扬子早三叠世飞仙关组砂岩中铬尖晶石和碎屑锆石进行分析。铬尖晶石电子探针化学成分分析显示,其具有高铬、低Fe~(3+)和高TiO_2含量的特征,源岩分析指示这些铬尖晶石来源于与洋岛/板内、岛弧以及大火成岩省相关的火成岩。同时,碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测定表明,飞仙关组的物源主要来自于248~272Ma和715~997Ma的岩浆岩。铬尖晶石和碎屑锆石综合分析表明,248~272Ma的物源岩石具有大火成岩省玄武岩特征,主要为峨眉山玄武岩及同期基性侵入岩;715~997M的物源为洋岛/板内玄武岩类,主要为研究区周缘与新元古代苏雄组及其同期的岩浆岩;铬尖晶石指示的岛弧性质物源则可能源自1000~1100Ma的岩浆岩。同时,碎屑锆石还指示古元古代和早寒武世发育岩浆作用,且存在古老的新太古代结晶基底。这些资料为上扬子地区构造演化提供了沉积学的证据。     

新疆阿尔泰库马苏铅锌多金属矿床成因探讨

库马苏铅锌多金属矿床位于阿尔泰山东段南麓库马苏一带的中蒙边境地区,行政区划隶属新疆维吾尔自治区富蕴县管辖,距富蕴县城约100 km。 该矿床位于阿尔泰陆缘活动带之诺尔特晚古生代上叠盆地中,南部沿库热克特大断裂与哈龙早古生代岩浆弧带毗邻;该地区金、铜及多金属矿（化）点密集分布于下石炭统红山嘴组地层内,而且由西向东,矿产种类呈一定的规律性变化,西部为铜、金,中部为金及多金属,东部以多金属为主;反映在地球化学异常上表现出西部以金、砷、锑异常为主,中部以面积较小的金、砷、锑、铅、锌异常为主,东部铅、锌、铜、银、金、砷、锑异常集中分布。目前,在成矿带内自西向东已发现红山嘴金矿点,小土尔根铜矿、塔斯比伊克金矿点、阿克提什坎金矿点、库马苏金多金属矿等。矿床所在区域构造发育,变质作用强烈,岩浆活动期次多、规模大,是非常有利的成矿环境。结合矿床地质特征,判定库马苏铅锌多金属矿床的形成与该区域岩浆作用和火山活动密切相关,为岩浆热液充填交代成因铅锌金多金属矿床。     

基于FY3A/MERSI资料分析广东省气溶胶光学厚度分布

利用国产极轨气象卫星FY3A的MERSI AOD产品分析2010—2013年广东省气溶胶光学厚度的分布规律。结果表明:MERSI AOD产品与地面太阳光度计实测数据的相关系数为0.72,其平均绝对值误差为0.12,均方根误差为0.15,数据精度可满足研究需要;从AOD的空间分布看,珠三角西翼东翼山区五市,其中佛山市、东莞市、中山市为广东省AOD均值最高的地区,梅州市、河源市为广东省AOD均值最低的地区;从AOD的时间分布看,2010—2013年间,AOD呈现先升高后降低的趋势,2011年为拐点,与此同时,AOD还表现出明显的季节变化特征,春季为AOD高值期,夏季、秋季次之,冬季最低。     

年最大值抽样估算的暴雨频率设计值的低估问题探讨

由年最大值抽样（AMS）和年超大值抽样（AES）的基本理论及重现期（RP）的定义可知,AMS并不符合以“事件”为基础的重现期的定义.以美国西南半干旱区1438个雨量站和太湖流域96个雨量站的降雨资料为例,通过经验频率与超过概率的比较,发现AMS估算的暴雨频率设计值偏小,尤其是对常遇频率降雨设计值的影响更加显著.美国的降雨量资料站点多、系列长,实际资料验证与理论分析一致.通过对太湖流域AMS资料的分布形态进行分析的结果表明：太湖流域的站点不多,资料长度不够,且大部分站点在雨量大值区数据稀少,使得频率直方图不连续,是造成我国太湖流域的资料验证效果不理想的可能原因.