宽频带超导重力仪的研制进展

本文报道一种构建宽频带高分辨率超导重力仪（SG）的方法.与已商业化的GWR超导重力仪类似,新型超导重力仪同样使用磁悬浮超导检验质量来构建弹簧振子结构,不同的是弹簧振子的固有频率更高,可以有效覆盖地脉动频带.同时,利用基于超导量子干涉器件（SQUID）的位移传感技术,大幅提高了位移传感灵敏度,以保证仪器在测量带宽扩展之后仍具有与GWR仪器相当的测量分辨率,从而实现对时变重力信号与地球背景噪声信号的同时高分辨观测.宽频带超导重力仪核心部件垂向超导加速度计（VSA）的设计、组装和初步测试已经完成.结果表明,加速度计的噪声本底为8 μGal/Hz^1/2@0.1 Hz,实现了对地脉动信号的高分辨率测量.而为了将仪器噪声本底降低到GWR仪器水平,加速度计的固有频率需要进一步减小,该部分参数优化工作正在进行.本文将对垂向超导加速度计的工作原理、结构和测试结果进行详细介绍.

     

江西德兴斑岩铜矿石英闪长玢岩成因及成矿学意义

为探究石英闪长玢岩成因及幔源基性岩浆对斑岩铜矿的贡献,本文选取德兴矿床石英闪长玢岩开展了锆石U-Pb定年、Hf同位素和全岩地球化学研究。获得石英闪长玢岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为169 Ma,与成矿花岗闪长斑岩侵位时间一致,岩体为中侏罗世岩浆活动的产物。石英闪长玢岩具有低的SiO₂(58.41%~63.12%)和K₂O(1.68%~2.94%)含量及A/CNK值(0.85~1.04),富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和重稀土元素,属于钙碱性到高钾钙碱性系列岩石。具有相对亏损的锆石Hf同位素组成,εHf(t)=2.20~7.93(最大值7.93),指示其源区为岩石圈地幔。锆石稀土元素配分模式图显示出明显的正Ce异常,岩浆氧逸度(lg f_O2)为-20.05~-6.66,达到磁铁矿-赤铁矿氧逸度等级,指示石英闪长玢岩结晶自高氧逸度岩浆。全岩地球化学特征显示,德兴石英闪长玢岩与成矿花岗闪长斑岩及其暗色包体符合岩浆混合的演化趋势,说明成矿花岗闪长斑岩可能是中侏罗世幔源基性岩浆和地壳酸性岩浆大规模混合作用的产物,并且石英闪长玢岩代表了岩浆混合过程中的幔源基性端员。结合前人研究成果,认为在中侏罗世伸展构造背景下,软流圈物质上涌导致新元古代受交代的岩石圈地幔部分熔融形成幔源基性岩浆,基性岩浆的底侵作用诱发下地壳物质熔融并与之发生一定程度的岩浆混合作用,形成了花岗闪长斑岩的母岩浆。高氧逸度幔源岩浆的加入可抑制斑岩体系硫化物的过早饱和,同时为德兴矿床注入了成矿所需的部分挥发分和金属元素。     

云南曲靖地区古生代可能经历过反时针旋转

攀西古裂谷带的概念尽管在地质同行中仍未取得一致意见,但是,川西滇东地区存在着近乎南北向断裂带的事实却已为大家所接受。本文仅对分布在曲靖地区某些古生代地层的古地磁学测定结果,就这个地区的构造活动特征提出初步的看法。     

柴达木盆地东北缘古元古代变质镁铁—超镁铁质岩的地质特征及成因探讨

1:5万区域地质调查工作中,在柴达木陆块北缘首次发现古元古代变质镁铁—超镁铁质岩,获得成岩年龄为1952±15Ma,其岩石化学、地球化学特征反映出岩浆来源于亏损地幔,反映出该地区克拉通在古元古代(19亿年)发生了一次强烈的裂解(洋)事件,对于研究柴达木盆地北缘元古代结晶基底地质构造演化及进一步探讨柴达木盆地的起源及构造演化过程提供了重要地质线索。     

基于卷积神经网络的电成像图像空白条带填充方法

全井眼微电阻率成像(Fullbore Formation Micro Imager,FMI)技术广泛应用于强非均质性的碳酸盐岩储层测并精细解释.然而,由于各极板间间隙的影响,FMI无法测量360°全井壁地层电阻率信息,这使得FMI图像出现空白条带,严重影响了图像视觉和测井解释进程.为获取全井壁的电阻率信息,必须有效的填充空白条带.本文在探讨现有的电成像图像空白条带填充方法基础上,提出了一种基于卷积神经网络的电成像图像空白条带填充方法.与常用的Criminisi插值法对比填充效果显示:该方法完全适用于各种特征的电成像图像空白条带填充,延续了所有待填充边缘的暗色条带和亮色背景,填充结果与原始图像的像素值频率占比相关性高达0.9581.Criminisi插值法在复杂区域电成像图像的填充结果连通性较差且存在干扰区域,填充结果与原始图像的像素值频率占比相关性仅为0.5924.本文提出的方法具有处理速度快、干扰区域少、连通性强、相关性高的特点,能够满足电成像空白条带成规模填充的实际应用需求,还可为测量极板间的测量缺失带信息处理提供参考手段.     

洞庭湖流域水生态系统服务功能经济价值研究

以洞庭湖流域水生态系统为例,在明确河湖库塘生态系统服务功能内涵的基础上,运用生态学与生态经济学方法对洞庭湖流域各类水生态系统服务功能经济价值进行了评估。结果表明,全流域河湖库塘水生态系统服务功能总价值量为1106.19亿元,约占湖南省2004年GDP(5612.26亿元)的19.7%,其中,城镇和农村生活供水、工农业生产供水、水力发电、内陆航运等直接利用价值为415.698亿元;调洪、输沙、水资源贮存等间接利用价值为690.492亿元。可以认为,流域水生态系统服务功能对湖南省工农业生产的持续发展,维系生态环境健康和人民生命财产安全起到了不可替代的支撑和保障作用。     

天津武清地区云凝结核变化特征

利用2009年11—12月在天津武清气象局测量的云凝结核(CCN:Cloud Condensation Nuclei)浓度资料以及气溶胶数谱分布的观测资料,分析了武清地区在不同过饱和度(0.1%～1.0%)下云凝结核浓度及活化率的变化特征。结果表明:武清地区冬季CCN数浓度变化范围很大,过饱和度1%时,浓度变化范围为4000～32000cm-3,且浓度受风速影响明显,风速2级以下CCN数浓度很高,过饱和度1%时,其平均浓度可达16000cm-3,但对于4级风速以上CCN平均浓度为4000cm-3左右;在过饱和度0.1%～0.4%间CCN浓度变化较大,过饱和度每增加0.1%,CCN浓度增加值平均约为过饱和度0.4%～1.0%间浓度增量的5倍。低过饱和度(0.1%、0.2%)下,活化率受风速影响明显,1级风速下的CCN活化率约为4级风速下的3倍,但在过饱和度1%时活化率则相差不大。CCN浓度的日变化呈双峰型,峰值时刻为北京时间08:00和18:00左右,活化率的日变化则呈双谷型,这主要是受局地排放影响的结果。利用指数函数拟合各风速下CCN浓度过饱和度谱,表明该地谱型为典型的大陆型。     

黄淮地区夏季日降水分区概率预报方法研究

利用我国黄淮地区1961—2010年50年6—8月的日降水资料,采用REOF和t检验的方法,将中国黄淮地区夏季降水分成Ⅰ—Ⅴ区。5个区域进行差异性t检验表明5个区域之间（彼此）差异显著,说明了区域划分的正确性。在此基础上利用1999—2007年6—8月站点日降水资料以及CFSv2模式后预报的日降水资料建立了5个区域内共5个代表站点的夏季日降水概率预报方程,并进行了确定性、概率性预报检验和业务试用检验。对各区域内5个代表站日降水量的确定性预报检验表明：Logistic回归降水概率预报方程的TS评分要高于CFSv2模式预报和T213的集合预报平均,空报率也低于CFSv2模式预报和T213集合预报平均,但是漏报率却略高。各区域代表站日降水量的概率预报Brier评分检验表明：Brier评分均不超过0.2,大大低于T213集合预报所得概率预报的Brier评分分值,说明本文Logistic回归方程的概率预报较为可靠。Brier技巧评分表明：Logistic回归降水概率预报方程各站的BSS技巧评分都大于0.0,说明各站的预报技巧高于检验样本气候概率的预报技巧,且高于T213集合预报的Brier技巧评分,说明在分区基础上建立Logistic回归降水概率预报方程的方法是有预报意义的。     

人工航道疏浚对近岸沉积的影响——以葫芦岛港为例

航道疏浚是海岸带人类活动的重要形式之一,对近岸海洋环境有着重要的影响。本研究以葫芦岛航道疏浚为例,通过X射线衍射物相分析、放射性同位素分析和激光粒度分析等方法,对航道疏浚区及邻近海域沉积物进行了系统的研究,结果表明:(1)航道疏浚产生的沉积物与现在海底沉积物在粒度组成、黏土矿物组合和210 Pb、137 Cs放射性强度等方面具有显著的差异,可以作为示踪航道疏浚物质扩散和影响范围的指标;(2)葫芦岛海域的航道疏浚物在潮流的作用下沿西北和西南2个方向扩散,不同程度地加入到表层沉积物中,个别地方疏浚沉积物直接覆盖到原沉积物之上,导致海底原地沉积物属性的改变。     

Centrifugal test of a road embankment built after new dredger fill on thick marine clay

Abstract

The construction of a 100-km road network is planned on a land reclamation area in the Oujiang Estuary in China. The embankment had a height of 4 m and a base width of 60 m. The reclamation area is newly filled by a 3-m dredger fill on a 48-m thick layer of marine clay. Estimation of the settlement of the future road network is difficult. To guide the construction of the road network, a 1/100-scale centrifuge model test was performed with a marine clay sample from the construction site to simulate the layered settlements and evaluate the drainage effect of prefabricated vertical drains in the dredger fill in the following 10 years. The results of the centrifuge modeling test are verified by 10-month in situ monitoring, which shows agreement between the centrifuge modeling test results and the in situ results. The test results indicate that additional time is needed to reinforce the newly added dredger fill by the surcharge preloading method to uplift the elevation of the reclamation area with dredger fill.