地质标本数字化实践研究新进展、问题与展望

地质标本作为地质历史和地学研究的见证物,是地质生产、研究与教学的核心材料和基础资源,是博物馆的立馆之本、服务之基,更是博物馆数字化的重点和难点。本文通过回顾总结中国地质博物馆十多年的数字化实践,以及横向对比国内外博物馆领域的数字化工作基础上,并结合测绘、光谱等领域的最新进展,进一步明确了数字标本的概念,数字标本的来源不局限于对现有标本的数字化,可超越传统标本尺度空间的限制,直接到标本采集点面向地质体进行无损采集,从而极大地开展标本采集、典藏、研究与科学传播工作。利用环拍-摄影测量法、矩阵拍摄法、拼接拍摄法等方法,对地质体进行大尺度的数字采集、后期加工形成数字地质体,因其具有地质体野外产出的空间关系、纹理特征、质地色泽等视觉特征,等同于在虚拟空间中再现了野外地质体,实现了地质体的数字化典藏,随着数字地质体的量的积累,孤立的地质体连成片,理论上讲可以实现典藏地壳。数字地质体不仅具有对已有地质体的数字化保护意义,而且具有科研、科普价值。自主研制的地质标本三维影像获取系统基本上解决了地质标本三维数字化存在的表面纹理信息清晰度低、高光材质及透明材质效果差、后期人工干预工作繁琐与艰巨这三个关键问题。最后,指出了当前数字标本正经历着由三维到多维的蝉变,综合分析了现代信息提取技术获取蕴藏在实体地质标本中专业信息的可行性,展望了多维数字标本实现的技术手段及其应用前景。     

氟碳铈矿U-Pb定年技术研究

本文以稀土矿床中的常见副矿物氟碳铈矿为研究对象,通过优化实验条件和仪器参数,分别采用激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱法(LA-MC-ICP-MS)和同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS)对氟碳铈矿样品SAM进行U-Pb定年技术研究,并将此两种方法得到的结果进行对比。LA-MC-ICP-MS得到的U-Pb年龄为(409±18)Ma(N=27,MSWD=4.5),ID-TIMS得到的206Pb/238U U-Pb年龄为(407.8±3.3)Ma(N=3,MSWD=0.029),两种方法得到的U-Pb年龄结果在误差范围内一致。通过比较两种方法的实验流程和结果,总结了各自的优缺点,为氟碳铈矿U-Pb定年方法选择提供了参考依据。     

山东胶东矿集区中生代构造事件与金矿成矿作用

中生代胶东地区有2次重要的碰撞造山事件,印支造山作用主要表现为扬子板块向华北板块俯冲,形成苏鲁高压—超高压变质带,同造山花岗岩及后造山高碱正长岩;燕山造山作用的大陆动力学环境起源于中亚-特提斯构造域向滨太平洋构造域转化和太平洋板块的俯冲,在胶东地区表现为3幕4期构造岩浆事件并以3次造山和3次伸展为特征。胶东地区中生代构造岩浆沉积成矿事件序列的时空演化也受控于这一地质作用过程,尤其是侏罗纪至白垩纪这一阶段,是胶东地区构造活动、岩浆侵入、地层沉积、火山喷发和成矿作用爆发时期,是挤压、伸展交互转化时期。该文基于对中生代构造事件的研究,厘定了构造与金矿成矿作用在空间上和时间上的高度耦合性。研究发现胶东地区在侏罗纪至白垩纪一阶段构造活动由早到晚经历了4期6阶段挤压伸展过程,第一期近S—N向挤压及NW—SE向挤压,第二期早阶段NE—SW向挤压晚阶段NE—SW向引张,第三期NW向引张,第四期近E—W向挤压及近S—N向引张,与构造—热事件相一致;在金矿成矿作用方面,表现为3期金矿成矿作用,对应于由挤压向伸展转变阶段的成矿作用过程,即第一幕伸展后的早期金矿成矿作用、第二幕伸展后的金矿主成矿期和第三幕伸展后的叠加金矿成矿作用。这种挤压—伸展构造活动的相互转化互为因果,挤压为伸展提供了条件,伸展为金矿的沉淀提供了空间,也为下一次的挤压提供了前提,并伴随着与岩浆—构造事件紧密相关的不同的成矿作用,构成了挤压—伸展的构造—岩浆—成矿作用方式,这是胶东地区形成大型、超大型金矿的动力学条件。     

基于社交媒体数据的城市人群分类与活动特征分析

空间信息技术已开始进入全空间信息系统发展阶段,即将空间信息系统的范畴从传统测绘空间扩展到宇宙空间、室内空间、微观空间等可量测空间。位置大数据不仅是全空间信息系统的重要研究对象之一,而且也成为了广域全空间中了解人们生活方式以及城市动态变化的一种有效途径。本文基于社交媒体数据中的位置签到数据,提出一种不同于传统以社会经济属性为依据的城市人群分类方法。首先利用签到数据的时间序列构造矩阵模型;然后,通过分析用户签到活动的时间特征,采用K-means聚类算法和K近邻算法（K-NN）识别出具有不同时空行为特征的城市人群（静态居民、动态居民、通勤者以及访问者）;最后,本文根据得到的人群分类结果,通过分析不同类型人群的时空间行为特征,发现不同类型人群时空间行为的差异性与潜在规律性,从而为表征城市人群的组成结构及特征,研究城市时空结构提供一种新的视角。     

东昆仑三道湾流纹英安斑岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

东昆仑格尔木河西三道湾流纹英安斑岩构成火山通道侵出相,侵入到纳赤台群哈拉巴依沟组碎屑岩系中,其形成时代对于造山带火山作用的研究和限定哈拉巴依沟组地层时代均具有重要的意义。采用激光烧蚀多接收器电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICP MS)方法,对三道湾流纹英安斑岩进行了锆石U-Pb定年,结果表明,流纹英安斑岩中25个岩浆锆石206Pb/238U加权平均年龄为425.9 ± 2.6 Ma,它被解释为流纹英安斑岩的结晶年龄,说明三道湾次火山岩所代表的火山通道为早古生代造山晚期牦牛山组火山岩形成时的火山喷发中心之一,而非晚侏罗世次火山岩。野外地质关系和次火山岩年龄可以限定哈拉巴依沟组形成于中志留世之前。      

高温作用后砂岩力学性质研究

对临沂市莒南县砂岩进行经历25~850℃高温作用后的力学试验。结合扫描电镜技术对高温作用后砂岩试样的物理力学性质和微观结构的变化规律进行观察。研究表明:砂岩的峰值强度在25~400℃间存在一定的波动,但整体上变化不大;在400℃以后,试样的峰值强度开始迅速下降;砂岩试样的变形位移总体上随处理温度升高而增大,在400℃以前变化不大,当温度高于400℃后峰值强度对应的位移迅速增加。扫描电镜图片显示当加热温度越高时砂岩微观孔隙越多,特别是在500℃时,部分颗粒胶结物已经遭受破坏。     

山西地区地壳S波速度结构

利用山西及周边共44个宽频地震台2014-01~07地震噪声数据,反演瑞利波群速度和相速度频散,得到研究区域的三维剪切波速度。上地壳中,山西断陷带表现为较低的速度异常,而两侧的隆起区则显示高速异常;中下地壳主要表现为以北纬38.5°左右为界的南高北低的速度特征。大同盆地从浅部到中下地壳整体呈现为低速特征,与该地区广泛存在的火山群有关。     

羌塘盆地新构造活动与环境地质效应

本文将羌塘盆地新生代构造运动划分为三个阶段:古近纪为剥蚀、夷平和地壳加厚阶段;中新世为强烈挤压、褶皱阶段;上新世—全新世为高原缓慢整体抬升阶段。羌塘盆地的环境变迁和地质灾害与新生代构造活动密切相关。本区的强烈隆起、半荒漠化、沙尘暴、山洪、泥石流、冰川崩塌和雪崩、地震等均受新构造活动控制。     

盐渍土化学潜蚀溶陷过程阶段化模型分析

将盐渍土化学潜蚀溶陷变形过程划分为3状态2阶段进行分析,并根据阶段变化规律总结出不同状态时土体物理指标间的相互关系.通过该关系分析出盐渍土溶陷发生的关键阶段,并推导了盐渍土溶陷系数与溶陷前后土体物理指标间的数量关系.分析并验证了土体的孔隙比、含盐率以及土体的结构组成形式都是影响盐渍土潜蚀溶陷变形的重要因素.     

GPS测量在土壤湿度分析中的应用

土壤湿度分析传统方法中存在时空变化大、易受仪器设备及天气等因素影响,因而难以提供大范围连续长时间观测数据。针对上述问题,本文利用GPS反射信号研究土壤湿度变化的测量方法,结合GPS反射信号地面反射轨迹,建立GPS反演土壤湿度变化模型,并通过试验验证了其可靠性。