基于混合边界条件的有限单元法GPR正演模拟

从Maxwell方程组出发,推导了探地雷达(GPR)有限元波动方程.阐述了透射边界条件和Sarma边界条件的原理,推导了这两种边界条件的理论公式;通过在衰减层内加入过渡带优化了Sarma边界条件的加载方法,压制了介质区和衰减层交界面处的人为反射.考虑到透射边界条件与Sarma边界条件不同的理论机制,提出了一种结合透射边界条件和Sarma边界条件的混合边界条件,它利用Sarma边界条件对到达边界区域的GPR波能量衰减功能和透射边界对GPR波能量的透射功能,使GPR波经过Sarma边界条件的衰减吸收后,再通过透射边界条件将剩余能量透射出去,集成了二者的优势.并以二维均匀模型中的中心脉冲激励源方式为例,通过Matlab程序实现,以GPR的全波场快照的直观方式,对比了有、无边界条件及不同边界条件对人工截断边界的处理效果,说明了该混合边界条件对到达截断边界处的GPR波的处理优于单一边界条件.最后,以基于混合边界条件的有限单元法对两个典型的GPR地电模型进行了正演模拟,指导了GPR数据处理与工程实践.     

“双碳”背景下的清洁能源资源——钍

放射性元素钍（Th）有较广泛的工业用途,含钍核燃料清洁且高效,在“双碳”背景下得到了越来越多的关注。然而,世界范围内钍资源的分布、生产和消费却极不均衡,因此亟需在资源−经济−环境系统中对钍资源分布格局和特征进行分析研究,建立全面认识。通过梳理钍资源的勘查开发、生产加工及消费贸易数据,对中国和全球钍资源类型、分布、供需和消费形势展开分析,明确钍在资源−经济−环境系统中的流动特征,并对资源发展规划提出建议。研究表明,全球钍资源丰富却分布不均,主要以砂矿类型集中于印度、巴西等少数国家,而中国钍矿资源以碳酸岩型和碱性岩型为主,资源丰富但缺少准确的勘查数据;钍主要来自于砂矿型独居石的采选和冶炼,工艺成熟,近10年全球钍产量呈波动上涨趋势;根据钍的流向分析,钍金属及其化合物主要应用于能源、材料、冶金、医学等领域,而钍的环境排放集中于矿石采选过程。鉴于钍核燃料的发展潜力,未来钍产量上升空间较大,能源领域的应用将更加广泛。中国优势钍矿床类型有别于其他国家,且亟需系统全面的资源调查工作,在“双碳”目标要求下,开展钍提取工艺技术的创新与推广,合理规划发展钍基核电技术,具有重大的环境和经济意义。     

北京地区气候变量的多分形特征研究

在气候系统的变量时间序列中往往存在着不同尺度间的自相似结构,这种自相似结构,又称为分形的特征.本文运用多分形去趋势波动分析方法(MF-DFA),分析北京市近50年来不同气象变量的逐日序列,并用一个扩展的二项式串级模式来分别估计其多分形谱.结果表明,平均气温等变量表现出多重分形的特征,并且多分形谱宽一致.而气温日较差和日照时数则表现出单分形的特征.且这种分形特征与长程记忆性相关,为中长期气候预测提供了理论基础.     

岩溶山地典型植被恢复过程中土壤理化性质及微生物特征

探讨了岩溶山地耕地、1年退耕地、灌草地、15年侧柏疏林地、25年侧柏次生林地植被恢复过程中土壤理化性质和微生物特征的变化.结果表明土壤随着植被恢复的进行,容重先升高后降低,总孔隙度与之相反;各恢复阶段(退耕地、灌草地、疏林地、次生林地)表土>0.25 mm水稳定性团聚体含量较耕地的增幅为5.1%~12.5%,以疏林地最高;团聚体结构破坏率依次降低,各恢复阶段较耕地降幅为34.0%~64.7%,与有机质呈负相关;全N、碱解N等肥力因子含量总体呈逐渐增加的趋势;各恢复阶段中以灌草地pH值最高;表土微生物总数先降后升,各阶段细菌占微生物总数的66.7%~93.3%,放线菌占4.2%~28.8%,同时细菌也是土壤呼吸的主要贡献者.土壤特征的差异性是地表植物组成、凋落物成分及不同指标之间综合作用的结果.     

北羌塘地区北缘上三叠统若拉岗日岩群地层特征及沉积环境

北羌塘地区北缘上三叠统若拉岗日岩群分布于北羌塘陆块与拉竹龙-金沙江缝合带之间的若拉岗日冲断带,以砂泥质复理石、中基性-超基性火山岩及大理岩组合为特征,夹晚二叠世灰岩岩片及蛇绿岩残块。岩石低-中级变质,构造变形强烈,顶底均被断层切割断失,为总体无序、局部有序的构造-地层体。若拉岗日岩群中基性火山岩具有洋岛和岛弧型成因,它是金沙江洋盆在晚三叠世向南俯冲,而在其南缘形成的岛弧带沉积。在若拉岗日岩群采获大量上三叠统常见的孢粉、腕足、双壳类生物化石,其玄武岩年龄值为201±4Ma (Ar-Ar法),时代属诺利期。     

陕西富平地区中奥陶统等深流沉积的特征及其地质意义

陕西富平赵老峪地区中奥陶统赵老峪组发育一套与深水碳酸盐岩重力流沉积、放射虫硅质岩、火山凝灰岩伴生的等深流沉积。根据岩性特征可以将该等深流沉积划分为砾屑等深积岩、砂屑等深积岩、粉屑等深积岩和灰泥等深积岩4种类型,识别出较完整的、由单一灰泥或粉屑或砂屑等深积岩叠置组成的4种等深积岩层序。等深流的流向从东北向西南方向,说明中奥陶世富平地区可能是秦岭北侧弧后盆地伸进浅水台地的一个北东向的深海前槽。富平赵老峪地区下奥陶统马家沟组和华北地块其他地区一样都发育浅水台地相碳酸盐岩,中奥陶统突变为深水斜坡-盆地边缘相的碳酸盐岩重力流及等深流沉积,而同期华北地块主体隆升为陆,反映了在扬子板块向华北板块俯冲的背景下,秦岭北侧早古生代弧后盆地北测的陷落下沉作用。     

闽东南长乐-南澳断裂带“片麻状”浆混杂岩的厘定及其地质意义

近年来的区域地质调查在闽东南长乐－南澳断裂带中,多处新发现白垩纪（辉长）闪长质和二长花岗质岩浆经机械的、化学的混合形成各种浆混岩类,与两混合端元岩石共同构成浆混杂岩,成岩后还受到应力作用。它们因特殊的结构构造而长期被归入混合花岗岩或片麻状花岗岩类。描述了泉州市肖厝、福清市高山等地浆混杂岩的野外地质特征,并与莆田市和福清市的典型变质变形花岗岩类进行了对比,指出这3类岩石之间有明显的区别,浆混杂岩可能形成于主变质变形期之前早白垩世早期的伸展环境中。     

逆时偏移在声反射成像测井中的应用方法研究

声反射成像测井中常用的基于射线理论的Kirchhoff积分偏移算法和基于单程波理论的F-K偏移算法均可实现井旁缝洞反射体的快速偏移成像,但其仅适用于地层垂向变化较弱的速度场和高陡角裂缝的偏移成像,无法实现低角度反射体的准确偏移归位,产生偏移假象误导测井解释.逆时偏移基于全波动方程,可适应强垂向变化速度场,实现近似水平反射体的偏移成像.本文详细分析了将逆时偏移应用于声反射成像测井时存在的数据准备、时间采样间隔匹配和成像条件改进等若干问题,通过设置多组理论模型来说明算法对井旁不同反射体的识别能力.模拟资料和实际资料处理结果证实,较F-K偏移算法,逆时偏移算法成像精度更高、收敛性更好,可有效实现近似水平构造偏移归位.改进的归一化互相关成像条件可解决深部地层的远井壁成像衰减问题,降低测井解释的多解性.逆时偏移将成为声反射成像测井高精度偏移技术的发展方向.

     

基于非全张量卫星重力梯度数据的张量不变量法

在非全张量卫星重力梯度观测数据的处理过程中,由于卫星姿态角误差、梯度观测数据误差和非全张量观测等原因,重力梯度值从卫星重力梯度仪系转换到地固系后,精度损失严重.本文研究了张量不变量法以解决上述问题.首先在重力梯度张量不变量线性化的基础上,建立了基于卫星轨道面的不变量观测模型,完整地推导了两类重力梯度张量不变量的球近似和顾及地球扁率影响的球面边值问题的求解公式.针对GOCE卫星任务非全张量观测数据类型,分析了张量不变量的计算误差;结果表明,重力梯度观测误差在不变量的计算中并没有被放大.最后运用广义轮胎调和分析方法进行了模拟试验,数值试验证明,在卫星姿态误差较大时,处理张量不变量比处理张量分量更具优势,并且张量不变量法能有效地解决非全张量观测的问题.     

羌塘盆地基底地层及大地构造性质

根据不同学者在盆地基底地层中所得出的锆石同位素测年数据进行统计分析,结合前人对羌塘地区大地构造方面的研究成果得出:羌塘盆地中央隆起带出露的变质岩基底可能经历过泛非时期构造热事件的作用,羌塘块体在演化过程中受到了南部冈瓦纳大陆的影响,这对于了解本地区的大地构造背景以及对古特提斯缝合带的研究有所帮助。