中国学者在数学地质学科发展中的成就与贡献

在过去的四十年里, 中国学者在矿产资源定量预测与评价、非线性地质学等领域取得了大量研究成果, 如提出和发展了地质异常定量预测理论、“三联式”数字找矿理论、综合信息成矿预测方法、混沌边缘成矿理论、多重分形矿产预测理论与非线性信息提取和综合技术(如C-A模型和S-A模型、模糊证据权模型)等, 并在矿产勘查、环境和地质灾害预报中得到广泛应用.中国学者对数学地质学科的发展做出了重要贡献, 并在国际数学地球科学协会、重要学术期刊和学术会议上担任重要职务.中国数学地质学科已经形成了一些具有较大学术影响的优势领域和特色方向, 并成为当今国际数学地质研究中心之一.      

基于GIS矿产勘查靶区优选技术

靶区优选是矿产勘查中的一个关键环节, 它既是矿产资源预测成果的直接体现形式, 同时又是联系矿产资源预测与勘查工作部署的桥梁.然而, 由于人们认识上的不完备性和缺乏相应的技术手段支撑, 使得靶区优选常被忽视或简化.探讨了靶区优选的地质基础原则, 建立了靶区优选的技术流程, 研发了基于GIS支持下靶区优选计算机辅助决策模块, 并以云南省个旧地区与岩浆活动有关的锡铜多金属矿靶区为例进行了示范研究.结果表明靶区优选技术及相应的软件能够客观地反映不同靶区的特征, 提高靶区优选的智能化程度和工作效率.      

蚌埠隆起区古元古代钾长花岗岩的成因: 岩石地球化学、锆石U-Pb年代学与Hf同位素的制约

对蚌埠隆起区庄子里和磨盘山钾长花岗岩进行了系统的年代学和地球化学以及锆石Hf同位素的研究, 以便对其岩石成因进行约束.研究结果表明, 庄子里和磨盘山钾长花岗岩中锆石发育震荡生长环带, 且具有较高的Th/U比值(0.13~1.47), 反映了岩浆成因特征.对庄子里和磨盘山钾长花岗岩中岩浆锆石进行的LA-ICP-MSU-Pb定年结果(上交点年龄) 分别为2104±20Ma和2196±190Ma, 这表明蚌埠隆起区钾长花岗岩的形成时代为古元古代.钾长花岗岩的SiO₂和K₂O含量分别介于69.65%~77.95%和4.98%~5.17%之间; 该类岩石富集轻稀土元素和Zr、Hf、Rb、Th、U等元素, 明显亏损Ba、Sr、Eu、P和Ti等元素; 它们的ε_Nd(t) 值变化于-3.4~+3.2之间, Nd的模式年龄变化于2.31~2.79Ga之间; 钾长花岗岩中锆石的ε_Hf(t) 值和Hf同位素两阶段模式年龄分别介于-5.1~+7.8和2.26~2.83Ga之间.上述特征表明, 蚌埠隆起区钾长花岗岩的原始岩浆起源于有少量古老地壳物质涉入的新生下地壳的部分熔融.庄子里和磨盘山钾长花岗岩为A型花岗岩, 形成于伸展的构造背景.      

中国东部上地幔岩石相转变及其意义

中国东部新生代玄武岩和大别-苏鲁超高压变质带中的含石榴石相橄榄岩, 带来了发生在上地幔的尖晶石→石榴石相转变和铝辉石→贫铝辉石+石榴石的重要信息, 为中国东部上地幔岩石结构分层奠定了重要基础.通过岩石学与实验岩石学的研究, 推导出发生相转变的P-T条件, 为建立中国东部大陆上地幔岩石分层结构提供了重要约束.尖晶石二辉橄榄岩向石榴石二辉橄榄岩相转变发生在55~70km, 随着深度增加, 石榴石二辉橄榄岩从富铝石榴石二辉橄榄岩(70~120km) 转变为贫铝石榴石二辉橄榄岩(> 120~150km).      

歧口凹陷古近纪东营期古物源体系重建与应用

以沉积盆地分析、层序地层研究和油气勘探实践中急待解决的古物源体系分析为切入点, 以歧口凹陷东营组研究为例, 阐述了古物源体系研究的途径、方法与技术路线; 初步总结出应用轻-重矿物时空配置关系、地震前积反射结构特征、古地貌恢复与沟谷展布特征、盆地内部骨架砂体形态与时空配置以及盆地边缘及内部层序界面上大型下切谷的空间展布特征, 即“五位合一”法来判断沉积盆地的古物源体系.该分析方法可为同领域的研究提供借鉴作用.      

东营凹陷负反转构造样式及其运动学特征

中、新生代强烈的负反转作用是东营凹陷构造演化的一个重要特色.为了解负反转构造对东营凹陷中、新生代盆地形成过程中的意义, 以高分辨率三维地震资料解释为基础, 详细刻画了东营凹陷负反转构造几何学样式, 并综合运用计算断层活动速率和负反转率以及编制地层位移-距离曲线等方法, 对东营凹陷负反转断层运动学特征进行了系统的定量研究.结果表明, 东营凹陷J₃-K₁和Ek-Es₄两期盆地的主体均是印支期逆冲断层发生负反转作用所致, 总的负反转率约为3.367~8.3, 其中J₃-K₁时期负反转率为1.388~3.904;负反转构造最终定型于Es₃-Es₂时期; 负反转作用在空间上呈现出SW至NE逐渐增强的演变规律.东营凹陷负反转构造的研究对于盆地内部深层油气藏的勘探具有重要的理论意义和实际应用价值.      

数据中心集成开发技术: 新一代GIS架构技术与开发模式

解决分布式异构多源空间数据共享、不同厂家的功能共享和合作开发是当前GIS开发和应用领域的难题.提出了数据中心集成开发模型框架, 并基于该框架提出了新一代GIS架构技术和开发模式, 介绍了数据中心的核心技术——数据仓库技术、功能仓库技术、搭建与配置技术等, 同时给出了国土数据中心的应用实例, 为基于数据中心大型信息化系统解决方案的实现提供了一种新的模型.      

松潘造山带马尔康强过铝质花岗岩的成因及其构造意义

松潘造山带广泛出露印支期后碰撞型花岗岩类, 其中包括埃达克质花岗岩类、A型花岗岩和I型花岗岩, 但目前人们对该区印支期强过铝质花岗岩尚未有深入的研究.松潘造山带马尔康花岗岩属于强过铝质花岗岩(A/CNK=1.10~1.20), 其岩石类型主要为中粒二云母花岗岩和中细粒二云母花岗岩.利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法, 获得中粒二云母花岗岩的岩浆结晶年龄为208±2Ma, 中细粒二云母花岗岩的岩浆结晶年龄为200±2Ma.马尔康强过铝质花岗岩K₂O/Na₂O=1.13~1.75, 富Rb、Th和U, 贫Sr、Ba、Co和Ni等元素; 稀土元素组成上显示存在强到中等的负Eu异常(Eu/Eu*=0.15~0.65);全岩初始87Sr/86Sr比值(ISr) 为0.70712~0.71137, εNd (t) =-10.36~-8.43, 锆石εHf (t) =-11.8~-1.1.地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成一致表明, 它们的岩浆来自于地壳物质的部分熔融, 其中中粒二云母花岗岩的源岩类型主要为地壳中的泥质岩类, 而中细粒二云母花岗岩的源岩主要为地壳中的杂砂岩类.结合松潘带的地质背景、区域构造-岩浆事件及其岩浆岩的组合分析, 印支期岩石圈拆沉作用可以用来解释马尔康强过铝质花岗岩的形成机制.在松潘带, 印支期岩石圈拆沉作用导致软流圈物质上涌, 这不仅促使了加厚下地壳物质发生部分熔融, 如松潘带印支期埃达克质和I型花岗岩浆的形成, 而且还诱发了中地壳物质的部分熔融, 如马尔康强过铝质花岗岩的形成.这表明松潘带印支期岩石圈拆沉作用已使地壳不同层次发生部分熔融作用.      

Cu在TaN(111)表面团聚行为的分子动力学模拟

原子层沉积(ALD) 是下一代超大规模集成电路的首选工艺, 但是Cu籽晶层在阻挡层上的团聚限制了ALD工艺在半导体工业中的应用.目前对Cu在阻挡层TaN表面的团聚机理和行为还缺乏足够的理论认识, 为此利用第一性原理密度泛函理论(DFT) 对不同覆盖度下Cu原子在TaN (111) 表面的吸附能和电荷转移进行了研究, 结果显示, Cu在TaN (111) 表面的吸附强度随着Cu覆盖度的增加而减弱.利用从头算分子动力学模拟了500K温度下Cu单分子层在TaN (111) 表面的吸附动力学行为, 结果表明, 在这一典型的ALD温度下, Cu层在TaN (111) 表面发生团聚, 与实验中的观察结果相符.      

南北构造带天水、武都强震区地壳和上地幔顶部结构

利用两条相互垂直的高分辨地震折射/宽角反射剖面和相应的非纵观测的多个扇形剖面取得的人工地震资料, 研究天水和武都8级大震区的地壳和上地幔顶部结构和构造.二维剖面结果显示, 地壳沿垂向可分为上地壳和下地壳两大层.上地壳中部存在低速层, 层内介质速度比背景值低0.3~0.5km/s.莫霍面深度大约为46~48km.NE向的天水-武都剖面下地壳速度在横向上变化剧烈, NW向的成县-武山剖面, 在礼县以西, Moho面和C界面有被上涌物质改造过的迹象.三维速度成像显示, 在105°E附近, 从7至11km的深度范围内, 存在一条近NS向的断裂带, 在该带的两侧速度结构有明显的差异, 西侧为低速异常, 而东侧为高速异常, 这一近NS向的断裂带与二维剖面的下地壳深断裂在位置上很接近.该地区的几个8级大震均发生在105°E附近, 并且呈一近NS条带.