Interactive 3-D computation of fault surfaces using level sets

Deformable implicit surfaces, implemented with level set methods, have demonstrated a great potential in the computational sciences for applications such as modeling, simulation, and segmentation. They allow implicit handling of complex topologies deformed by operations where large changes can occur without destroying the level set representation. The use of level set techniques for the computation and segmentation of plane-like and high positive curvature features is nontrivial. We present a technique for representing and extracting fault surfaces from 3-D seismic attribute data such that 2-manifolds can be interactively computed and segmented. We present our approach as an interactive workflow that generates highly accurate fault surfaces.     

A virtual voyage through 3D structures generated by chaotic mixing of magmas and numerical simulations: a new approach for understanding spatial and temporal complexity of magma dynamics

In this contribution, we present a virtual voyage through 3D structures generated by chaotic mixing of magmas and numerical simulations with the aim to highlight the power of 3D representations in the understanding of this geological phenomenon. In particular, samples of mixed juveniles from Salina island (Southern Italy) are reconstructed in 3D by serial lapping and digital montage and numerical simulations are performed by using a 3D chaotic dynamical system. Natural and simulated magma mixing structures are visualized by using several multimedia tools including animations and “virtual reality” models. It is shown that magma interaction processes can generate large spatial and temporal compositional heterogeneities in magmatic systems. The same topological structures are observed in both 3D reconstructed rock samples and chaotic numerical simulations, indicating that the mixing of magmas is governed by chaotic dynamics. The use of 3D multimedia models gives the opportunity to penetrate into magma mixing structures and to understand their significance in the context of magma dynamics. Such an approach is very powerful since multimedia tools can strongly capture the attention of the reader bringing him/her into an interactive and memorable geological experience. Electronic supplementary material  enclosed:     

北京市有机氯农药填图与风险评价

采用1个样/km2的密度、1个分析组合样/16km2的方法,对北京市784km2范围内的土壤、大气干湿沉降物、大气颗粒物中HCH、DDT的含量和空间分布特征进行有机氯农药填图.查明2000年北京市地表土壤HCH和DDT的平均含量分别为8.80±11.83ng/g、108.99±301.90ng/g.2006年大气干湿沉降物中HCH和DDT平均含量分别为10.09±9.60ng/g、12.99±13.51ng/g,HCH和DDT的年沉降通量分别为996.57±939.96g/a·km2、1291.53±1342.28g/a·km2.2006年大气颗粒物PM10和PM2.5中的HCH含量分别为0.294±0.205ng/m3和0.217±0.137ng/m3,DDT的平均含量分别为1.037±1.301ng/m3和0.522±0.773ng/m3,显著高于2002-2003年度大气颗粒物中HCH(PM100.01786ng/m3,PM250.01731ng/m3)和DDT(PM100.01672ng/m3,PM2.50.02353ng/m3)的含量,表明北京市或周边地区仍在使用含HCH和DDT化学成分的农药.以2000年北京地表土壤和2006年大气干湿沉降物中HCH和DDT的含量为基础,对2020年土壤中HCH和DDT的时空演变的预测显示,即使干湿沉降物中HCH和DDT的沉降通量每年以5%的速率递减,到2020年土壤中HCH和DDT的环境质量仍不能显著改善,而控制和削减北京及周边地区含HCH和DDT成分农药的使用将是改善北京地表土壤环境质量的关键措施.     

基于蒙特卡罗法的多级黄土滑坡可靠性分析

滑坡稳定性分析目前工程中一般采用极限平衡算法。为了确定滑坡的稳定性系数,在计算过程中要将岩土体、计算模型简化,忽略一些影响滑坡稳定的次要因素,把影响滑坡稳定的各种主要因素作为确定参数。由于滑坡岩土体本身的非均质性及其参数确定具有随机性和变异性,用唯一的稳定系数不能客观地反映整个滑坡的真实安全程度。以陕西省夏呀河滑坡为例,通过野外详细调查、工程勘探和室内土工试验,初步确定该滑坡存在四级滑动面,难以用简单的单一滑动面计算其稳定性。因此,先采用推力传递系数法对滑坡体上的四级滑坡分别进行滑坡稳定性计算,得到该滑坡体上的四级滑坡稳定系数。再采用蒙特卡罗法对该四级滑坡进行可靠性分析,得到其可靠度,定量地表达夏呀河四级滑坡的安全程度。同时对比分析夏呀河四级滑坡的稳定系数和失稳概率,综合评价该滑坡体上的四级滑坡的稳定性及其风险概率,为滑坡的工程治理及预测预警、灾害危险性评价提供依据。     

数字地质调查中多源地学数据在造山带构造单元 划分和大地构造演化研究方面的应用 ——以青海民和地区为例

多源地学数据包括遥感、地球化学和地球物理数据,介绍了利用多源地学数据进行造山带构造单元划分的方法。遥感数据在确定区域构造边界及活动断层方面的应用非常广泛,遥感影像在解译线形构造即断层方面有非常明显的效果,可以根据不同构造单元的影像差异,区分不同的地质体、线性构造及活动断层,同时用遥感数据叠加三维地形数据分析线性构造可以更加直观地解译线性构造。地球化学数据在确定大的构造边界方面具有一定的指示意义,可以根据水系沉积物的地球化学特点,运用因子分析方法确定大的构造边界。地球物理数据提供的是地质体及构造边界在深部的延伸情况,可以为研究断裂的运动学和动力学特征提供证据。     

高密度电法在西气东输施工道路料场勘查中的应用

高密度电法是一种高效率、高精度的勘探技术,近年来在工程勘壹领域中的应用越来越广泛。对高密度电法勘探的应用现状及应用领域进行了简要的总结,介绍了高密度电法勘探的基本原理及MN-B三极测量装置系统的工作方法。结合西气东输施工道路料场勘查,对MN-B三极测量装置系统的数据采集、数据处理、地质解释和存在的问题进行了详细的论述与探讨。结果显示,高密度电法在西气东输管道施工道路天然建筑料场的勘查中显示出了较多的优点,取得了较好的效果,对于快速料场勘查、确定料场有用层的厚度、准确地计算料场储量具有不可替代的作用。     

岷江上游第四纪叠溪古堰塞湖的演化

采用岩性相和沉积体系的分析方法对岷江上游流域的阶地进行了研究．发现叠溪较场到太平村以北约28km的沿江河段内断续分布有湖相沉积。对太平村一带的三级阶地沉积识别出冲积扇沉积体系、湖泊沉积体系、河流沉积体系和风成、表生沉积体系。认为古堰塞湖发育2期高湖平面,其间存在低湖面期形成的古土壤层。根据最高湖泊沉积与堵江滑坡体的顶部高度对比和堰塞湖发育的时间计算,太平村地区相对叠溪校场地区存在着平均3．18m／ka的抬升运动。     

山西保德—静乐地区新近纪地层时代讨论

通过对山西保德-静乐地区新近纪地层的野外地质调查和实测剖面,对分布于该区的新近纪地层进行了详细的研究和划分,获得了新的ESR和古地磁测年数据,并结合生物地层序列确定了该区新近系地层的顺序为：新近系上新统静乐组（N2j）、新近系中新统上部保德组（N1^26）和中新统下部芦子沟组（N1^1l）。     

西藏冈底斯带侏罗纪岩浆作用的时空分布 及构造环境

在新近完成的1：25万区域地质调查资料和相关研究成果的基础上,初步研究了西藏冈底斯带侏罗纪岩浆作用的分布特点及其年代学,并利用已有的地球化学数据重点分析了早期关注程度较低的侏罗纪花岗岩类岩浆作用的性质。目前在冈底斯弧背断隆带未发现侏罗纪火山岩;在冈底斯东部地区,早侏罗世岩浆活动几乎同时发生于南冈底斯（叶巴组火山岩和鸟郁、尼木花岗岩类）、冈底斯弧背断隆带（宁中、金达、布久花岗岩类）和北冈底斯（聂荣花岗岩类）,中晚侏罗世接奴群和拉贡塘组火山岩断续分布于北冈底斯,晚侏罗世岩浆活动零星分布于沙莫勒一麦拉一洛巴堆～米拉山断裂以北。将冈底斯侏罗纪岩浆活动置于时空框架内分析发现,南冈底斯和北冈底斯在侏罗纪时主要受俯冲作用的影响．而冈底斯弧背断隆带和中冈底斯自早侏罗世以来除了受到俯冲作用的影响外,还受到自东向西逐步扩展的碰撞作用的影响。结合古地磁重建资料和其他新发现．认为冈底斯带侏罗纪这种岩浆活动的特点可用班公湖一怒江洋壳向南、新特提斯洋壳向北的双向剪刀式（剪刀口向西张开）俯冲模式来解释。     

西藏札达盆地控盆断裂有限元数值模拟

札达盆地是喜马拉雅构造带中的一个山间断陷盆地,其演化过程与盆地两侧的控盆构造密切相关。对控盆断裂的构造应力场进行模拟计算,将有助于进一步深化对本区构造控盆的认识。因此,在对盆地构造地质进行详细调查的基础上,结合本区的深部地质与地球物理资料,对札达盆地控盆断裂的构造应力场进行了模拟。计算结果表明,札达盆地的演化明显受盆地两侧边界断裂的控制,札达盆地是在整体南北向挤压应力的作用下,不同块体差异隆升作用的结果。其南侧的控盆断裂为北倾的正断层,北侧的控盆断裂为南倾的逆断层,二者共同形成了南降北升的翘板式断陷盆地运动过程,是喜马拉雅地块在陆内汇聚挤压构造环境中构造应力场调整的一种方式。