激光雷达测量技术在地学中的若干应用

对激光雷达测量技术在全球冰川监测、局部断裂带提取、滑坡监测和稳定性评价以及海岸线提取和海岸侵蚀等方面的应用做了较为全面的综述.作为一种新型的对地观测手段,激光雷达(含星载、机载、车载和地面)的应用已经从传统的测绘扩大到包括文物保护在内的诸多其他应用领域.所综述的激光雷达技术在地学研究中的4个应用方面,是传统地学研究中与全球变化和人居环境最为密切的方向.分析表明,激光雷达技术在这些研究方向中的应用大有作为.      

基于二维经验模态分解的重磁异常分离

由于地质过程的复杂性及成矿过程的多期次叠加性,原始重磁异常往往是多种地质因素的混合信息,既包含区域背景异常信息,也包含与矿床(体)、矿化蚀变带以及隐伏岩体等与找矿密切相关的地质要素所引起的局部重磁异常.如何从复杂的叠加重磁异常中分离出具有找矿意义的局部异常,是当前矿产勘查和资源潜力评价工作中面临的难题之一.采用经验模态分解(EMD)方法来分解重磁异常,为提高分解的稳健性提出了用双调和样条插值(BSI)进行包罗面插值的新方法,并以云南个旧地区重磁数据为例,对其进行非线性多尺度分解,实现对区域异常与局部重磁异常的分离,揭示了深层次找矿信息并拓宽了经验模态分解方法的应用领域.      

基于整数小波变换的空间矢量数据压缩方法

针对空间曲线矢量数据相邻坐标点间坐标值大小差别不大的特点,提出一种新的矢量数据压缩方法:首先将空间坐标点间的差值转换为整型的偏移量,使用偏移量表示矢量数据的坐标点;然后利用整数小波变换(IWT)处理偏移量序列,最后对变换后的小波系数进行无损熵编码.使用此方法对中国数字地理地图数据的SHP文件进行压缩,实验结果显示, 压缩比超过11,高于其他类似方法,表明本压缩方法能够实现较高压缩比的空间矢量数据无损压缩.      

构造应力场三维数值模拟的有限单元法

目前构造应力场的研究主要是基于平面的二维分析,随着油气成藏过程三维模拟的发展,应力场的三维数值模拟显得越来越重要.从三维空间角度出发,分析了应力场的有限元模拟与求解的整个过程.基于不规则六面体单元的角点网格数据模型,对有限元求解法进行了分析与研究并提出计算方法.基于不规则角点网格数据模型的三维构造应力场有限元计算方法是本文的创新点.最后用上述方法对东营凹陷的牛庄-王家岗区域三维应力场进行了实际模拟计算,计算结果相比于其他数据模型更符合实际情况.      

石油污染多孔介质湿润性变异特征

一定程度的石油污染可使多孔介质的湿润性发生变异,导致介质持水能力降低、地下水石油污染、粮食产量品质下降等.采用滴水穿透时间法与酒精溶液入渗法,测定了亚粘土和粗砂在不同柴油、机油含量下的斥水水平,确定了亚粘土、粗砂由亲水表面变为疏水表面的临界含油量.结果表明,亚粘土、粗砂湿润性变异的临界机油含量分别约为7%、0.5%,粗砂湿润性变异的临界柴油含量约为14%,而柴油污染对亚粘土湿润性的影响不显著.另外,当石油污染多孔介质的含水量达到某一临界值时,湿润性将再次发生反转,由疏水表面变回亲水表面.测得机油、柴油污染粗砂的临界含水量约在0.2%~1%之间,机油污染亚粘土的临界含水量在数值上与其含油量近似相等.      

表面活性剂强化空气扰动修复氯苯污染含水层

通过一维砂柱实验研究了阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对空气扰动技术(air sparging,AS)修复氯苯污染地下水的强化效果.结果表明,SDBS的加入降低了地下水的表面张力,减小了水气两相毛细压力,从而提高了地下水中的空气饱和度.当曝气量为100 mL/min,地下水的表面张力由72.2 mN/m降至49.5 mN/m时,地下水中空气饱和度由13.2%提高至50.1%,而后随着表面张力的进一步降低,空气饱和度不再提高,反而有小幅下降.通过污染物的去除实验发现,SDBS的加入大大提高了氯苯的去除率,且去除率的变化与空气饱和度的变化趋势基本相符.因此,表面活性剂的加入可以作为空气扰动技术一种十分有效的强化手段.      

辽东地区硼找矿概率-地球化学块体资源评价

利用地球化学块体理论进行矿产资源评价的资源量预测工作中,大多是基于地球化学数据本身,虽考虑了除成矿物源之外的如地层、构造等地质背景因素的影响,但仅限于定性阶段,多用于地球化学块体含矿性的分析及远景区的分级.在充分研究地质背景因素的基础上,认为如地层、构造等富集因素与成矿物质基础是矿床形成的2个必要条件,因此,在资源量计算的工作中,还应考虑富集因素的影响,据此建立了找矿概率-地球化学块体法,并将其应用于辽东硼资源量的定量评价中.结果表明,辽东地区硼矿资源潜力较大并符合客观实际.      

塔克拉玛干沙漠腹地冬季大气边界层O3廓线分析

为了揭示塔克拉玛干沙漠腹地冬季大气边界层O3的浓度变化特征,利用系留气艇于2008年1月18—25日在塔中地区进行了大气边界层O3观测试验,结合相关资料,初步分析了塔中地区冬季边界层O3浓度垂直分布特征及其与温度、湿度的关系。其结果是:①塔中地区臭氧浓度集中分布在10~50 ppb之间,其中试验期间观测到O3最大浓度值56.1 ppb,最小浓度为2.6 ppb,臭氧的最大浓度基本都在40 ppb左右,日平均浓度为34.4 ppb。②大气边界层O3的浓度廓线可分为峰值型、均匀型、增长型3种,其中均匀型所占比重最大。③大气边界层O3浓度与温度、湿度密切相关,逆温及空气中水汽的增加会导致臭氧浓度降低。④大气边界层O3有明显的日变化,越贴近地面日变化越明显,其变化特征与太阳辐射有着密切关系。臭氧浓度夜晚较低,日出后开始增加,午后达到一天中的最大值;随着日落,臭氧浓度开始减小,在清晨达到最小值;臭氧浓度日最大值出现在17:00,最小值出现在08:00。     

Study on elastic response of structures to near-fault ground motions through record decomposition

Accelerograms recorded near active faults have some important characteristics that make them different from those recorded in far-fault regions. High-frequency components in acceleration records and long-period velocity pulses are among notable specifications of such ground motions. In this paper, a moving average filtering with appropriate cut-off frequency has been used to decompose the near-fault ground motions into two components having different frequency contents: first, Pulse-Type Record (PTR) that possesses long-period pulses; second, the relatively high-frequency BackGround Record (BGR), which does not include large velocity pulses. Comparing the results with those extracted through wavelet analysis shows that moving average filter is an appropriate and efficient tool for near-fault records decomposition. The method is applied to decompose a suite of 91 selected near-fault records and the elastic response of structures is examined through their response to the decomposed parts. The results emphasizes that in contrast with ordinary far-fault earthquake records, response spectra of near-fault ground motions typically have two distinct local peaks, which are representatives of the high- and low-frequency components, i.e., BGR and PTR, respectively. Moreover, a threshold period is identified below which the response of structures is dominated by BGR while PTR controls the response of structures with periods longer than this period.     

Stable carbon isotope composition of monoterpanes in essential oils and crude oils

Twenty-five monoterpanes from six types of essential oils and hydrogenated turpentine oil have been identified and their stable carbon isotope composition determined.Monoterpanes in essential oils sourced from terrestrial higher plants display a δ13C value in the range of-34‰-26‰,and mostly between-29‰ and-27‰.The δ13C value of any single monoterpane is very consistent in different essential oils.Acyclic monoterpanes show closer isotope composition between-28.6‰ and-26.2‰,with an average value of-27.7‰.In contrast,the isotope composition of cyclic monoterpanes is more scattered with an average value of-28.6‰.Isotopic fractionation with 13C enrichment has been observed during both artificial and geological hydrogenation of monoterpenoids to monoterpanes,and this is more obvious for the acyclic monoterpenoids.In addition to higher plants,acyclic monoterpane 2,6-dimethylheptane in crude oil can also be originated from other organic inputs.