基于多接收稀有气体质谱Argus Ⅵ的激光40Ar-39Ar测年方法及其地质应用

单接收稀有气体质谱仪由于效率、测试精度相对较低,制约了高精度40Ar-39Ar测年的进一步发展.近年来,新一代多接收稀有气体质谱仪在高精度40Ar-39Ar测年中显示出巨大的优势和潜力,并得到了日益广泛的应用.简要介绍了基于多接收稀有气体质谱仪Argus Ⅵ的激光全熔/阶段加热40Ar-39Ar测年实验技术,并对空气氩同位素、标准样品FCs和YBCs以及东昆仑开木其花岗岩体钾长石样品开展了测试研究.结果显示,连续4个月326次循环测试得到的空气氩同位素比值及对应的质量歧视因子（MDF）十分一致,显示了仪器系统良好的稳定性;FCs与YBCs单颗粒全熔“模式年龄”结果表明,仪器在单颗粒、微量样品测试中具有良好的测试精度,“模式年龄”精度可以达到1‰以下（不含衰变常数及标准样品年龄误差）;FCs的单颗粒全熔测试获得的J值及F值（40Ar*/39Ar_K）与萨尔茨堡大学ARGONAUT实验室结果具有相同的变化趋势,均反映了捷克LVR-15反应堆中子通量的梯度变化;对YBCs单颗粒全熔测试获得YBCs与FCs之间的内部校正系数R_FCsYBCs=1.045 304±0.000 752（1σ）,YBCs单颗粒全熔年龄为29.280±0.086（1σ）,与前人结果在误差范围内一致.对东昆仑开木其花岗岩钾长石激光阶段加热测试,得到其坪年龄为229.9±0.2 Ma（1σ,MSWD=1.59）,反等时线年龄为229.8±0.4 Ma（1σ,MSWD=1.71）.综合区域内已有锆石U-Pb年代学及黑云母、钾长石40Ar-39Ar年代学研究成果,认为开木其岩体钾长石40Ar-39Ar年龄反映了东昆仑晚三叠世的一次快速冷却-剥露过程.      

柱状危岩体崩塌产生涌浪的物理试验与数值模拟分析

柱状危岩体是三峡库区常见的一种典型地质灾害隐患,其崩塌产生涌浪给库区航运、旅游、生产生活以及人员财产造成巨大威胁和损害。文章基于野外柱状危岩体的成生及运动边界条件,开展了颗粒柱体崩塌产生涌浪的物理试验和数值模拟。结果表明:该数值模型能较好地模拟崩塌涌浪的形成过程、矢量信息以及与水体的相互作用;速度曲线定量地展示了能量的传递;物理试验和数值模拟涌浪高度偏差约3~4 cm;数值模拟堆积区堆积角比物理试验大5%;比前缘运动距离小7%。为柱状危岩体崩塌产生涌浪灾害的预测和预警提供了重要依据。      

利用模拟退火法反演大陆地震位置

为了精确得到大陆地震震源位置,利用模拟退火法对大陆地震参数进行反演,并对改变算法中相关参数后的反演结果进行分析,表明反演精度受降温速度和收敛阈值的影响较大,初始温度只影响迭代次数,模拟退火法在对模型参数进行全局搜索情况下能获得质量较好的最优解。     

海洋板块俯冲作用下上覆大陆岩石层减薄机制的动力学模拟

几乎所有大陆岩石层的减薄现象,可能都与海洋板块的俯冲作用相关,但是两者之间的内在联系迄今仍不十分明确,为此,我们设计了一系列包含洋-陆俯冲系统的二维数值模型,来探讨海洋板块的俯冲作用对上覆大陆岩石层变形行为的影响,尤其对大陆岩石层减薄效应的制约.模型结果表明,海洋板块俯冲过程中的地幔楔熔体对大陆岩石层地幔的热侵蚀以及由熔体上升所诱发的地幔局部对流的强烈扰动会导致上覆大陆岩石层的减薄效应.这种效应不仅表现在横向上的向陆内蔓延,还表现在垂向上的向浅部发展.且多类动力学参数都能制约大陆岩石层的减薄效应.具体地,随着汇聚速率和洋壳厚度的增加,上覆大陆岩石层在横向上的减薄范围越大,在垂向上的减薄程度也越深;而随着俯冲海洋板块年龄的增加,上覆大陆岩石层在横向上的减薄范围增大,但在垂向上的减薄程度会减小;随着上覆大陆岩石层厚度的增加,其横向减薄范围会减小,但在垂向上的减薄程度会加深.本文研究成果能为揭示华北克拉通减薄/破坏的动力学过程提供一定的理论参考依据.     

基于移动窗口均值滤波算法处理地空瞬变电磁基线漂移

人类获取地下矿产资源后遗留大量的采空区,采空区坍塌等地质灾害给矿山安全开采和周居民带来了极大的安全隐患.近年来,地下隐伏采空区的探测技术和方法得到飞速发展,本文以东川滥泥坪铜矿采空区的测探数据为例,针对大数据量的地空瞬变电磁数据,提出采用基于移动窗口的均值滤波算法.此算法是一种效率优先的算法,算法的时间复杂度为O(L).该算法假设一个周期内的基线符合一维线性分布,使用此算法时窗口长度宜选择一个供电周期的数据长度.将算法应用于KTEM地空瞬变电磁的基线漂移处理,处理后95%的基线数据处于±0.1 mV范围内,时间序列的基线漂移问题得到明显改善,利用CUDA技术并行计算,提升计算精度,探测结果得到更好的处理效果.     

高密度电阻率法在探测不同充填类型溶洞中的正反演研究

岩溶在我国分布很广泛,溶洞作为岩溶地区最大的危害通常存在不同的充填类型。高密度电阻率法勘探作为溶洞探测的重要方法,在岩溶地区被广泛使用,实际工作中通常需要采取相应的装置类型。本文对比了不同装置类型下不同充填类型溶洞的地电学特征,分析其正反演结果。结果表明：不同充填类型的溶洞,应当采用不同的高密度电法探测装置。当溶洞的充填类型不确定时,可采用偶极-偶极(Dipole-Dipole)装置进行探测,该装置对三种不同充填类型的溶洞均有较好的效果。     

扬子板块北缘新元古代构造属性的岩浆事件制约

黄陵地区新元古代侵入杂岩可为研究扬子板块北缘新元古代构造演化过程及其深部动力学机制提供关键信息。依据岩石组合及分布特征,可将黄陵杂岩划分为黄陵庙岩套、三斗坪岩套、大老岭岩套和晓峰岩套四个单元。本文以黄陵杂岩的围岩崆岭杂岩中花岗片麻岩、黄陵庙黑云母花岗岩和三斗坪闪长岩为研究对象,在系统的野外地质和岩石学研究基础上,开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析。结果表明,崆岭杂岩花岗片麻岩原岩年龄为1978±13 Ma,且记录了2.5 Ga的构造-热事件。黄陵庙黑云母花岗岩和三斗坪闪长岩分别形成于815±9 Ma和813±6 Ma,与黄陵庙岩套和三斗坪岩套的侵位时限基本一致。综合分析本次研究结果与前人资料,认为黄陵杂岩主要形成于863～794 Ma,为新元古代早期岩浆活动的产物。通过综述区域地质和地球化学研究资料,认为黄陵杂岩形成于新元古代早期活动大陆边缘的构造环境,提出扬子板块北缘在新元古代早期经历了长期的俯冲-增生造山过程。     

甘肃白银厂铜多金属矿田岩石地球化学特征及地质意义

甘肃白银厂铜多金属矿田及外围是北祁连铜多金属成矿带的重要地段。本文以白银厂矿田重点勘查区为研究对象,重点讨论与成矿密切相关的火山岩岩石地球化学特征及其找矿评价意义。结果显示白银厂矿田火山岩呈明显的双峰式,酸性火山岩主要岩石类型为英安岩和流纹岩,属低钾系列;基性火山岩属钾玄岩系列。酸性火山岩具有两种截然不同的稀土元素配分模式,一种是产在折腰山-火焰山(以下简称折-火)地区的酸性火山岩,∑REE低(43.21×10-6~65.02×10-6),LREE/HREE以及(La/Yb)N较高(LREE/HREE=4.66~6.71,(La/Yb)N=3.51~7.12),在稀土配分曲线图上表现为右倾的半弧型;另一种是产在小铁山-铜厂沟(以下简称小铁-铜厂)地区的酸性火山岩,∑REE较低(62.78×10-6~104.36×10-6),LREE/HREE以及(La/Yb)N亦较低(LREE/HREE=2.03~2.82,(La/Yb)N=1.19~1.95),在稀土配分曲线图上表现为平坦型。折-火地区酸性火山岩与小铁-铜厂地区酸性火山岩相比Sr亏损较弱,高场强元素含量也相对较低。以上证据表明折-火地区酸性火山岩形成于大陆边缘弧环境,为地幔源区部分熔融的产物,而小铁-铜厂地区的酸性火山岩则形成于原始的大洋弧或演化的大洋弧,为深度较浅的地壳源物质重熔的产物,因此,两者不属于同一火山机构,具有不同的成矿属性。     

北山地区早古生代洋盆俯冲记录——来自石板井高镁闪长岩的年代学、地球化学证据

北山造山带中部石板井地区发育高镁闪长岩体。LA-ICP-MS锆石U-Pb分析获得该类岩石的年龄为456±2Ma,表明其形成于晚奥陶世。地球化学数据显示:岩石属钠质钙碱性系列,SiO_2含量为51.94%~55.30%,具有较高的MgO(4.12%~6.19%,平均5.17%)、Mg#值(0.45~0.69,平均0.53)、Cr(35.82×10~(-6)~985.50×10~(-6),平均284.84×10~(-6))、Ni(20.93×10~(-6)~148.59×10~(-6),平均70.23×10~(-6))含量,稀土元素配分曲线均呈平缓右倾,轻稀土元素略相对富集,富集大离子亲石元素(LILE)(如Rb、Ba、Th、U、K),亏损高场强元素(HFSE)(如Ta、Nb、P、Ti)。这些特征类似于日本西南新生代Setouchi火山岩带赞岐岩。通过岩石成因分析,认为该岩体很可能由俯冲洋壳和沉积物部分熔融产生的含水流体与地幔橄榄岩相互作用形成,进而揭示其形成于岛弧环境。这表明红柳河-牛圈子-洗肠井古洋盆在晚奥陶世仍在向北俯冲,哈萨克斯坦板块和塔里木板块最终的拼合时间可能在奥陶纪之后。     

基于决策树的CBERS遥感影像分类及分析评价

以江苏省徐州市为研究区,以城市土地利用遥感分类为目标,采用CBERS多光谱数据的近红外波段、全球环境监测植被指数(GEMI)、归一化植被指数(NDVI)及主成分分析得出的第一和第二主成分作为分类的特征数据,基于先验知识和统计分析构建层次分类决策树,进而发展和改进了决策树交互式构建算法,实现了城市土地利用遥感分类。通过与最大似然分类器(MLC)和支持向量机分类器(SVM)分类结果的比较分析,表明基于多种特征的决策树分类器能够有效应用于CBERS遥感数据分类,在研究区具有良好的推广性。