脉冲星导航试验卫星空间计时数据的初步分析

脉冲星导航试验卫星(X-ray pulsar-based navigation-1, XPNAV-1)是我国首颗致力于探索X射线脉冲星导航技术的空间试验平台,已在轨运行七年多,获得大批观测数据,本文收集了该卫星三年多的空间观测数据,开展了一些有益的技术探索.首先处理分析了卫星对Crab脉冲星观测数据,得到Crab脉冲星的每轨、每天和总脉冲轮廓,结果表明,在时间维度上脉冲轮廓是稳定的,与国内外观测结果一致性较好;其次得到Crab脉冲星不同能段脉冲轮廓,分析了脉冲轮廓随能量变化特征;在能量维度上,得到了Crab脉冲星在不同脉冲相位区间的能谱,发现能谱与相位区间的脉冲强度成正比,表明我国自主研制的聚焦型X射线探测器具备良好的技术状态,也实现了卫星精确地“看得见”脉冲星的试验目标.最后利用XPNAV-1卫星的三天观测数据,实现基于最小二乘算法的脉冲星导航试验解算,得到卫星轨道确定精度约为56.93 km,分析发现XPNAV-1星对Crab脉冲星观测误差和初始轨道误差对当前导航解算精度影响较大.     

北极海冰输出区域海冰运动变化特征及其与北极航道适航性的关系

北极东北航道起始段海域位于我国黄渤海,大风和强降水是可能威胁到该海域航运安全的主要灾害性天气类型。其中寒潮天气过程伴随的冷空气大风以及热带气旋、温带气旋等天气系统产生的大风、强降水等灾害性天气,对该海域航运安全造成很大影响。利用1991—2020年美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)全球逐日再分析资料,分析了北极东北航道适航期(7—10月) Rossby波沿高空急流能量传播特征及其对北极东北航道起始段海域天气的影响,特别是对强降水的影响。结果表明：(1) 沿北半球副热带地区250hPa高空西风急流轴经向风表现为纬向三波型准静止的Rossby波形态;(2) 高空250hPa大气准静止Rossby波波源位于地中海地区,波动在此激发并沿急流向东传播,传播过程中波动能量耗散,但波源即地中海地区能量的不断注入,使其得以维持和加强;(3)波作用通量散度指数与北极东北航道起始段海域降水量、风速相关系数绝对值达0.5以上,其中位于我国东北部至鄂霍茨克海地区的波作用通量指数与降水量和风速相关系数的绝对值均接近0.9,属于强相关,说明Rossby波沿高空急流传播时能量汇集、加强,对北极东北航道起始段海域的降水量、风速影响较大,从而可触发强降水、大风等灾害性天气;(4) 当Rossby波扰动偏强时,向下游传播能量偏强,则西风急流加强,垂直上升运动增强,导致北极东北航道起始段海域降水异常偏多。

     

柴南缘堇青石花岗岩的Nd-Sr-Pb同位素组成及其对岩石成因、源区构造属性和构造演化的启示

岩墙群是研究造山带构造演化过程与大陆地壳生长机制的重要探针。本文以东昆仑古特提斯造山带巴隆地区中性岩墙群为研究对象,开展了岩石学、年代学和地球化学研究,分析其岩石成因及其对古特提斯造山作用过程的启示。巴隆中性岩墙群以闪长玢岩为主,其锆石U-Pb年龄为250.2±1.3 Ma,属于早三叠世岩浆作用的产物。岩墙群的SiO₂含量为52.8%～59.6%,全碱（K₂O+Na₂O）含量为3.98%～6.25%,Mg#值为24～46,铝饱和指数为0.91～0.98,属于高钾钙碱性、准铝质岩石。样品的轻重稀土元素分异显著,(La/Yb)_N值为5.44～7.76,Eu异常不明显（δEu＝0.91～1.11）。样品均富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,且具有显著的Nb、Ta负异常。岩石成因分析表明巴隆早三叠世中性岩墙群主要起源于古老镁铁质地壳物质的部分熔融,且岩浆受到一定程度的壳–幔混合影响。综合分析区域地质资料,本文认为巴隆地区中性岩墙群形成于东昆仑古特提斯洋俯冲消减的陆缘弧环境,且大陆弧古老地壳物质重熔和壳–幔混合作用是东昆仑古特提斯造山旋回大陆地壳生长演化的重要方式。

     

基于卷积神经网络的滑坡易发性评价: 以辽南仙人洞国家级自然保护区为例

为了解决滑坡易发性评价过程中存在的滑坡编录数据不足,主观或者随机地选取非滑坡栅格单元而导致模型准确率较低等问题,以辽南仙人洞国家级自然保护区为研究区,首先,从地形地貌、地质条件、水文气象条件和人类工程活动等方面选取了12个评价因子构建滑坡评价体系;其次,利用SMOTETomek综合采样方法解决滑坡与非滑坡样本类别的比例失衡问题,进而建立滑坡易发性评价模型的数据集;最后,针对研究区东西两侧（A区和B区）的非线性滑坡数据,通过构建卷积神经网络（Convolutional Neural Networks,CNN）模型进行滑坡易发性评价,并精准绘制了研究区滑坡易发性分布图.结果表明：CNN模型具有良好的适应性,绘制的滑坡易发性分区图显示出合理的空间分布,A区和B区的测试集AUC面积分别为91.2%和94.3%;70%的滑坡数据分布在较高及以上等级的易发区,68.7%的非滑坡数据分布在较低及以下等级的易发区;滑坡高易发区主要位于研究区东北部猫岭北沟山一带、冰峪沟风景区的北部山区和碧流河水库沿岸区.研究成果为辽南仙人洞国家级自然保护区的地质灾害防治规划、应急预案制定等提供了重要的科学依据.     

锂的圈层循环与资源富集过程: 从高原盐湖到造山带伟晶岩

盐湖卤水型锂矿与富锂伟晶岩是目前最为主要的可利用锂资源, 前者是经地表风化/高温水岩淋滤形成的水体通过蒸发作用浓缩而成的卤水, 而后者被认为是陆表风化沉积物熔融产物经高演化形成的富锂硬岩。大陆地壳是此类表生物质循环最根本的物源, 因而探究富锂地壳的形成及其表生风化剥蚀对于理解盐湖与伟晶岩锂成矿至关重要。本文将从元素循环视角切入, 结合内生高温-外生低温过程中锂的元素地球化学行为, 梳理锂在俯冲带各圈层的循环过程, 探讨富锂地壳的形成机制及其对高原盐湖与造山带伟晶岩锂资源发育的影响。研究发现: (1)俯冲板片对弧岩浆锂的物质贡献有限; (2)厚地壳环境下的弧岩浆具有更高的锂含量; (3)造山带富锂弧岩石的循环应是盐湖与伟晶岩锂成矿的重要控制因素。

     

陆相湖盆细粒沉积岩有机质富集影响因素与模式研究进展

高有机质含量是陆相湖盆细粒沉积岩油气富集的物质基础,而有机质富集通常呈成层性、成带性的特征,且在空间分布上具有强烈的非均质性,对陆相页岩油勘探、页岩油成藏机理的研究、开发成本控制与效率提升带来了巨大挑战,陆相页岩油气储层有机质富集机理与非均质分布等页岩油关键科学问题仍有待梳理与阐述。通过综述有机质来源、沉积与埋藏过程,明确有机质沉积与聚集过程的复杂性受到有机质类型多样性控制,整个过程发生复杂的生物化学、电化学反应。并以古气候因素、古介质因素、古地理因素明确古地质环境对有机质生产、分解与保存、稀释过程的相应影响。最后结合我国陆相含油气盆地的地质特征,划分并总结出3类陆相湖盆细粒沉积岩有机质富集模式：咸水坳陷型“生产力”模式、咸水断陷型“混合”模式、淡水坳陷型“保存”模式。     

基于地磁坐标的多地磁台站日变改正方法

传统多地磁台站日变改正都基于地理坐标,通过改进计算方法的方式来提高日变改正精度,本文通过比较分析传统日变改正的方法,并根据地磁坐标与地磁场强度具有更强相关性的特征,提出基于地磁坐标进行拟合的日变改正方法——地磁坐标拟合法。实验结果表明,基于地磁坐标的多站日变改正方法普遍提高了日变改正的精度,为多站日变改正提供了新的研究思路。     

敦煌北部岩浆-变质杂岩构造环境初步探讨:对中亚造山带南缘扩展方式的启示

中亚造山带南缘如何向南扩展,对深入理解增生型造山作用和大陆地壳生长机制以及中亚构造域与特提斯构造域的衔接具有重要科学意义.作为中亚造山带南缘的关键构造单元,敦煌构造带大地构造属性长期备受关注且颇有争议.传统观点认为敦煌构造带是古亚洲洋南侧的前寒武纪稳定大陆地块,以刚性块体的形式参与了中亚造山带南缘的最终拼贴过程.然而,...     

西沙群岛白云岩-铁白云岩岩相学特征

西沙群岛永兴岛西永2井和石岛西科1井均发现铁白云岩。主要通过X光粉晶衍射、偏光显微镜和扫描电镜技术完成测试,分析白云岩-铁白云岩分布及岩相学特征。X光粉晶衍射测试结果及综合分析表明,西科1井发育11层铁白云岩,西永2井发育8层铁白云岩。通过偏光显微镜鉴定,发现西永2井中新世白云岩主要为生物碎屑白云岩,白云石晶体呈粉晶—细晶结构;某些层段含较高铁白云石,呈微晶—粉晶状。通过薄片观察分析发现,西科1井发育大量物碎屑白云岩,多细晶—粉晶结构,自形—半自形为主,部分样品可见黑色铁质氧化物或者胶结物。扫描电镜观察发现2个井多数白云石为典型菱形多面体结构,白云化程度高。     

顾及病态性的BDS-3三频周跳探测与修复新方法

针对现有三频GNSS周跳修复存在的法方程病态性及可靠性问题,提出一种基于残差信息动态调整系数矩阵的三频周跳加权估计算法,该算法通过构造系数矩阵补偿观测向量误差的方式解决周跳估值方程病态性的问题,并提出基于残差信息的ratio检验统计量构造方法,大幅提升算法可靠性.采用BDS-3实测数据验证算法有效性,结果表明:随着探测系数组合条件数增加,所提算法周跳修复效果提升显著.当条件数增加至10 901时,所提算法修复成功率依然可达86.8％,明显优于最小二乘取整法的45.7％和LAMBDA搜索算法的76.8％.即使面对病态性较弱的探测系数组合时,所提算法依然能够实现近100％的周跳修复成功率.基于构造的ratio假设检验方法,有效降低了系统错判、误判风险,提升了修复可靠性.