基于均值漂移的粒子滤波算法设计及其在导航数据处理中的应用

针对标准粒子滤波算法中存在的计算量大和粒子的权值退化的缺陷,将均值漂移算法和PF算法进行融合,设计基于均值漂移搜索算法的粒子滤波新算法。该算法仍遵从粒子滤波算法的计算框架,基本原理是利用MS算法对粒子的聚类作用,将均值漂移思想融合到粒子滤波算法的重要性采样过程中,对粒子集进行确定性搜索,使每个粒子收敛于局部最优值,这样粒子的状态表示更接近真实的状态分布,因此只需较少的粒子数便可达到未嵌入MS的使用大量粒子数的粒子滤波状态估计的性能,从而在缓解粒子的权值退化的同时提高粒子滤波算法的实时性。大量的数值试验和对GPS/DR组合导航数据处理的结果验证了该方法的有效性。     

岩石变形破坏的熵突变过程与破坏判据

在岩石的变形破坏过程中,当进入不稳定的破裂发展阶段之后,系统不断调整结构抵抗外力的扰动,裂纹向局域集中的有序方向发展,应变能不断耗散,并以应变能的耗散为媒介,使系统与外扰动所追加的负熵流产生能量流通,也使系统熵值和系统的维数逐次降低,这一阶段岩石系统远离平衡态,岩石的破坏是系统熵的突变过程。基于这一认识,并在验证应变能分布与结构块度分布模式的一致性的基础上,推导出包含了结构因素和能量分布的熵表达式;对熵表达式进行平衡分析获得局部突变的分岔集,得到了岩石局部破坏的熵折迭突变破坏准则;同时,探讨了熵表达式所表征的结构有序度的尖点突变性,解出岩石系统的分岔集,这个分岔集就是岩石系统熵突变的整体破坏准则。     

Mean crustal velocity: a critical parameter for interpreting crustal structure and crustal growth

Mean crustal velocity is a critical parameter for genesis of continental crystalline crust because it is a function of mean crustal composition and therefore may be used to resolve continental crustal growth in space and time. Although the best values of mean crustal velocity are determined from wide-angle reflection measurements, most studied here necessarily come from vertical averages in crustal refraction determinations. The mode of 158 values of mean crustal velocity is 6.3 km/s, a velocity which corresponds to a mean crustal composition of granodiorite to felsic quartz diorite; Archean crust may be slightly more mafic. Mean crustal velocities range from 5.8 to 7.0 km/s. The lowest values invariably are found in thermally disturbed rift zones and the highest values correspond to velocities in gabbro. Velocities in island arcs may be as low as 6.0 km/s but are typically 6.5–6.9 km/s which corresponds to andesitic composition; estimates of island arc composition are andesitic. If values of mean crustal velocity are not biased, this observation suggests that continental crust did not grow simply by addition of island arc material. Possibilities are that crust formed from fusion of island arcs and was later changed to more felsic composition by addition of material from the mantle or that the late Archean episode of major crustal growth did not involve processes similar to younger island arcs. Some crustal blocks might be changed in composition and thickness by such processes as underplating, interthrusting, necking and sub-crustal erosion. Specially designed experiments are suggested to determine this parameter so critical for understanding genesis of continental crust.     

内蒙古贺根山蛇纹岩化流体来源的H-O-B同位素地球化学制约

对内蒙古贺根山蛇绿岩带内3个采样点的蛇纹岩样品开展了主量、微量元素和H-O-B同位素分析,以揭示其构造属性、蛇纹石化温度和流体来源。贺根山蛇纹岩具有低Al_2O_3含量(0.2%~1.3%)、高Mg~#(89~92)特征,为难熔地幔残余。蛇纹岩的U型稀土元素配分模式、相对富集LILE和亏损HFSE的微量元素地球化学特点,反映其原岩为化学成分高度亏损的俯冲带型(SSZ)超基性岩。样品的dD值相对均一(dD=-120‰~-133‰);理论计算显示,这些蛇纹岩的H同位素组成可能是蛇绿岩剥露地表后与区域大气降水发生再平衡作用的结果。贺根山蛇纹岩的d~(18)O变化在4.3‰~9.8‰之间,反映不同地点蛇纹石化的温度存在差别:其中贺根山东样品具有相对较高的d~(18)O值(d~(18)O=7.7‰~9.8‰),蛇纹石化温度为90~130℃,同时部分样品中出现碳酸盐矿物,表明蛇纹石化作用发生在近海底环境;小坝梁样品具有最低的d~(18)O值(d~(18)O=4.3‰~5.0‰),其蛇纹石化温度在205~235℃之间;贺根山南样品的d~(18)O值变化范围较大(d~(18)O=6.0‰~9.7‰),其蛇纹石化温度在90~170℃之间。3个采样点蛇纹岩的d~(11)B值也显示出一定的变化(d~(11)B=9.1‰~14.7‰),指示蛇纹石化流体来源于脱水的蚀变洋壳和海底沉积物;理论模拟和计算结果显示,这些板片流体的d~(11)B值变化在15‰~25‰之间。     

泌阳凹陷毕店地区油藏特征浅析

泌阳凹陷毕店地区经过三十多年的勘探,一直没有取得实质性的突破。2005年以来对该区三维地震资料重新处理与解释攻关,基本具备了精细勘探的物质基础。毕店地区主体已发现的油气藏类型以断层+岩性油气藏为主。通过应用系统的研究思路,以现代石油地质理论为指导,初步探讨毕店地区油藏分布特征与油气成藏的控制作用。     

地震孕育、发生、发展动态过程的三维有限元数值模拟

为探讨用数值方法模拟地震孕育、发生、发展动态过程的途径,从线性流变体介质内制约质点运动的运动方程出发,导出了模拟地震孕育、发生、发展动态过程的三维有限元方程及程序。还给出了模拟进程中地震孕育、发生、发展过程的约束条件,使得可以用同一个程序完整地模拟地震孕育、发生、发展的全过程,为地震过程本质的认识以及物理预报的实现提供了一个潜在的新手段。     

应用河流阶地10Be深度剖面计算千年至十万年尺度流域平均古侵蚀速率

古侵蚀速率的时空变化规律是研究构造-气候-地表侵蚀之间耦合关系的重要线索。已有的研究多侧重于百万年(10⁶)或百年(10²)尺度上的侵蚀速率限定, 但对千年至十万年(10³~10⁵)尺度上的侵蚀速率限定较少。河流阶地的发育能够延续千年至十万年, 其沉积记录保留了大量流域侵蚀信号, 为建立该时间尺度上的流域古侵蚀速率记录提供了理想的数据支撑。本研究介绍了一种千年至十万年尺度上的流域平均古侵蚀速率计算方法。基于河流阶地¹⁰Be深度剖面, 约束阶地表面沉积物的¹⁰Be继承浓度和阶地面废弃年龄, 进而计算出多期阶地发育期间的流域平均古侵蚀速率。随后, 以青藏高原东北缘北祁连西段为例, 基于山前6条河流(自西向东分别为石油河、白杨河、北大河、洪水坝河、丰乐河和马营河)已发表的16个阶地¹⁰Be深度剖面数据(共81个¹⁰Be样品)和7个现代河道沉积物的¹⁰Be浓度数据, 建立了北祁连西段约200 ka以来的流域平均侵蚀速率记录(共23个侵蚀速率值)。结果表明, 北祁连西段千年至十万年尺度上的流域平均古侵蚀速率变化趋势与气候波动曲线之间存在较强的对应性, 揭示了气候变化是引起流域地表侵蚀的关键因素。上述实例证明, 应用河流阶地¹⁰Be深度剖面可有效地计算千年至十万年尺度上的流域平均古侵蚀速率, 并有助于深入剖析构造、气候和地表侵蚀过程三者之间的潜在关系, 进而推动活动造山带地区定量地貌学研究的发展。

     

Experimental research on the effect of slope morphology on bank collapse in mountain reservoir

Farmers along the Amazon River each year face multiple natural hazards that threaten crop production and limit the potential for agricultural development of the expansive floodplain and active channel. In this paper we report the findings of a study of natural hazard-related risk associated with rice production on silt bars in the active channel of the Amazon River near Iquitos, Peru. Data were gathered in four rice producing communities in 2014 using household surveys (n = 83 households), focus group discussions, surveying of land elevations along the Amazon River, and interpretation of remote sensing imagery. The probability, extent, and severity of rice crop shortfalls were estimated for recent production years and the economic losses to farming households were also assessed. Our findings point to a very high risk of crop shortfalls due to natural hazards, suggesting that a good year brings rice farmers bounty and a bad year, near penury. River stage reversals (repiquetes) and edaphic conditions were found to be more problematic than the often cited hazard of high and/or early floods. Also surprisingly, farmers’ perceptions of hazards and risk diverged markedly from actual shortfalls experienced during the production years studied. Our results provide the first quantitative estimates of risk due to the multiple natural hazards along the Amazon River and point to the need to assist lowland farmers with risk mitigation so as to unlock the considerable potential of Amazon floodlands for agricultural production.     

基于Matlab的断裂带温泉水地球化学特征及地震活动性研究

基于Matlab开发出地下流体分析软件,对比分析了甘肃西秦岭北缘的武山、街子和清水温泉水化学组分特征;初步分析了温泉水水质类型、补给来源、水-岩平衡状态以及循环深度,并讨论了温泉水深循环对地震活动性的影响.研究表明温泉水均为大气降水成因,其水化特征受围岩的控制作用;清水温泉水的成熟度没有武山和街子温泉水高.地下水循环深度较浅的武山温泉和街子温泉水化类型属于Na-HCO3·SO4·Cl,所处断裂的地震活动频繁;地下水循环深度较深的清水温泉水化类型属于Na-SO4·Cl,所处断裂的地震活动性弱.     

大兴安岭北段洛古河地区晚寒武世花岗岩的岩石成因及其对兴蒙造山带构造演化的约束

大兴安岭北段早古生代花岗岩主要分布于漠河—塔河一线。对漠河北部洛古河二长花岗岩开展岩石年代学与岩石地球化学研究。二长花岗岩中锆石为岩浆成因,LA-ICP-MS U-Pb测年表明,其形成时代为晚寒武世（486±3 Ma）。岩石具高硅（SiO2=62.75%~73.32%）、富碱（ALK=8.30%~9.45%）、高铝（Al2O3=13.97%~16.53%）、低镁、低钙和低钛的特点,铝饱和指数A/CNK为0.91~1.10,属偏铝质高钾钙碱性岩石系列。SiO2与Al2O3和P2O5具有较好的负相关性;富集Rb、Th、U、K、Zr、Hf等元素,而强烈亏损Ba、Nb、Ta、Sr、P、Ti等元素,球粒陨石标准化的稀土元素配分曲线图中呈轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾型配分模式,显示了Ⅰ型花岗岩特征。综合分析认为,洛古河岩体形成于西伯利亚板块南缘与额尔古纳等微陆块碰撞造山晚期由挤压体制向拉张体制转换的后碰撞构造环境。