分形学:现代地图学的非线性数学分析方法

分析了地图学的传统数学分析方法，讨论了对象复杂性与方法简单化的矛盾，阐述了分形几何学，为现代地图学研究的定量化、系统化提供了新的数学分析方法。     

新疆北天山中长期地震活动形势分析

在收集全天山尽可能完整的地震目录资料和进行较为科学的天山地震活动分区的基础上，按照从大区到小区、从整体到局部的层次性分析思路，分析了新疆北天山地震活动的阶段性及关联性特征，并进行了b值外推和应变能累积预测分析，估计了新疆北天山强震发生的累积概率和马尔柯夫概率，从而对新疆北天山未来3－10年的中长期地震活动形势提出了分析预测意见。     

1:100万中华人民共和国数字地质图空间数据库

中华人民共和国1∶100万数字地质图数据库是根据统一标准和要求编制的专题数字地质图,以中华人民共和国1∶50万数字地质图数据库为数据源,在综合研究的基础上,充分吸收近年来地质调查1∶25万、1∶20万、1∶5万等区调工作新成果、新资料,应用地质编图新技术、新理论和新方法编制而成。以年代地层单位为主、辅以岩石地层的表示方法,侵入岩按“岩性加年代”表示方法,进一步提高了基础地质的研究程度。地质图数据库内容丰富,信息量大,数据量约为1.2 GB,标示了岩石地层单位5347个图例,侵入体“岩性加时代”单位1780个图例,跨省区重要断裂93条,各省（市、自治区）内重要断层558条,同位素年龄数据1545个（组）,有代表性的钻孔382个。所有地质体的面元及线元、同位素年龄和钻孔都建立了相应的属性,相邻图幅之间进行了接图处理,编写了编图说明书和元数据。数据库采用统一的线型库、符号库、色标库等,成图过程全部采用MapGIS6.5平台计算机辅助成图,成图精度高,质量好,符合设计要求,全国64幅图采用分4个片区的工作方法,最后统一编制而成。该数字地质图是目前中国资料最全、内容最新的1∶100万地质图,是中国第一份应用GIS技术的1∶100万数字地质图的最新成果,充分反映了中国地质构造特点和当前地质研究的新水平。     

基于分层的面状地图符号设计

根据面状符号的结构特征和实现机制,提出了基于分层的面状地图符号设计方法,把面状符号分为若干层,每层采用一种填充方式,并在基于VC⁺⁺的Cartosymbol软件中实现。结果表明,该方法既便于地理现象的表达,又便于计算机实现。     

滑坡演化的非线性动力学与突变分析

基于对任-连续函数, 至少在较小的邻域内可以用多项式任意逼近的数学理论, 运用改进的Backus广义线性反演理论, 以斜坡位移时间序列为基础, 反演建立了斜坡演化的非线性动力学模型。并利用自治梯度系统与突变模型的等价性, 通过变量代换得到标准的尖点突变模型。以黄茨及卧龙寺滑坡为例对滑坡的发展孕育过程进行分析, 结果表明:该非线性动力学模型不仅预测效果十分理想, 而且具有较高的自我调整适应能力; 斜坡临滑前都以突变特征值D的突降至零为前兆特征, 可作为-个具有物理意义的前兆指标。     

苏鲁地体胡家林和梭罗树三叠纪变质超基性岩U-Pb、Lu-Hf和O同位素地球化学研究

胡家林超基性岩单矿物氧同位素组成基本上接近正常地幔值（石榴石4.7‰~5.4‰)。梭罗树超基性岩及其共生榴辉岩具有氧同位素正异常（超基性岩中石榴石9.8‰~10.4‰;榴辉岩中石榴石9.0‰~12.1‰)，指示超基性岩和榴辉岩原岩可能在板块俯冲之前，在浅层或地表环境中经历过蛇绿岩套顶部相似的低温热液蚀变。胡家林超基性岩样品中的变质锆石年龄227.2±2.4 Ma，可能代表俯冲板块经峰期超高压变质后，折返初期从金刚石榴辉岩相降压至柯石英榴辉岩相过程中流体活动和错石结晶的年龄。梭罗树超基性岩样品中变质锆石的一组变质年龄240.4±2.4 Ma代表了板块俯冲至超高压峰期变质之前流体活动过程中锆石的结晶年龄，而另一组变质年龄217.1±3.3 Ma代表了板块折返过程中高压榴辉岩相重结晶条件下的锆石结晶年龄。从变质锆石到重结晶锆石，其Th/U和176Lu/177Hf呈现出相似的变化趋势，可能指示了变质作用对锆石中的U-Th-Pb同位素体系和Lu-Hf同位素体系产生相似的地球化学效应。梭罗树超基性岩可能来源于俯冲地壳内部的“残留地幔”。胡家林超基性岩重结晶锆石中继承的放射成因铅或者来源于俯冲地壳与仰冲盘底部石榴辉石岩相地幔发生的壳幔相互作用而导致碎屑锆石的重结晶；或者来源于超基性岩岩浆在板块俯冲前，通过底侵作用上升侵位与地壳物质发生混染形成岩浆锆石，这种岩浆错石在超高压变质过程中经历了重结晶。     

川北地区寒武系筇竹寺组钙质结核裂缝充填物特征及指示意义

川北地区寒武系筇竹寺组钙质结核泥页岩中早成岩期钙质结核较发育,结核裂缝中见多期次矿物充填。为揭示钙质结核裂缝形成机理,本次结合岩石学特征及地球化学特征等开展系统研究。川北筇竹寺组钙质结核裂缝中见三~四期矿物充填。第一期微晶方解石表面较脏,阴极发光暗淡,δ13C_(PDB)、δ18O_(PDB)平均值分别为-4.26‰及-7.69‰;第二期为细—中晶粒状方解石充填,阴极发光为橘黄色,流体包裹体均一温度为平均值为86.4℃,δ13C_(PDB)、δ18O_(PDB)平均值分别为-3.15‰及-7.41‰;第三期为粗晶方解石充填阴极发光暗淡,流体包裹体均一温度平均值为96.6℃,δ~(13)C_(_(PDB))、δ~(18)O_(_(PDB))平均值分别为-1.73‰及-10.28‰;第四期为重晶石充填。结合区域构造史—热演化史分析表明,钙质结核裂缝中四期充填物分别指示早期脱水、烃源岩早成熟期生烃、加里东构造运动抬升释压及深埋藏期硫酸盐热还原作用事件。     

2008年汶川MS8.0地震前龙门山—岷山构造带的地震活动性参数与地震视应力分布

本文利用四川区域台网最近30多年的地震资料,计算了2008年四川汶川MS8.0地震前沿龙门山—岷山构造带的多个地震活动性参数(包括震级-频度关系中的a、b与a/b值,复发间隔Tr值),同时,计算了震前2年多的时间内ML≥3.5地震的视应力. 在此基础上分析了地震活动性参数值和地震视应力的空间分布与汶川主震破裂范围、MS≥5.0余震分布的关系. 主要结果表明:①汶川地震前,沿龙门山—岷山构造带的地震活动性参数与地震视应力的分布均存在显著的空间差异. 其中,龙门山断裂带中-北段的绵竹—茂县段与江油—平武段具有远低于区域平均值的显著异常低b值、低a值、相对较高a/b值以及较小复发间隔Tr值的参数值组合,反映这两个断裂段在汶川主震之前已处于高应力闭锁状态,且发生强震的概率明显高于其他段落. 这两个段落成为汶川主震破裂的中心段落和破坏严重的地段; ②汶川地震前,位于前述两断裂段之间的龙门山断裂带北川段具有较高的b值与a值、较低a/b值的参数值组合,显示出应力积累水平不高的状态. 汶川主震后,北川断裂段的余震强度与频度均偏低,缺少MS≥5.0的余震; ③地震活动性参数与视应力显示汶川地震之前龙门山断裂带南西段的应力积累水平明显低于中-北段,这种差异可能与汶川主震破裂沿断裂带中-北段呈北东向单侧扩展有关. 另外,地震活动性参数值组合也反映龙门山断裂带南西段近期发生大地震的可能性较小.     

采用GPS精密单点定位技术实时确定舰船位置与姿态

文章采用静态模拟动态的手段,研究基于精密单点定位技术实时确定海上舰船位置和姿态的方法,并分析实时精密单点定位技术的定位定姿精度.研究表明:用精密单点定位技术进行实时动态定位,一般可获得2cm的平面定位精度和4cm左右的高程精度;在动态精密单点定位技术的定位精度一定的情况下,航向角的精度高于横滚角和俯仰角;真实动态观测值的随机误差比静态模拟的大,定位和定姿精度可能会有所降低.     

The role of salinity in fluvio-deltaic morphodynamics: A long-term modelling study

Salinity difference between terrestrial river discharge and oceanic tidal water plays a role in modifying the local flow field and, as a consequence, estuarine morphodynamics. Although widely recognized, recent numerical studies exploring the long-term morphological evolution of river-influenced estuaries with two-dimensional, depth-averaged models have mostly neglected salinity. Using a three-dimensional morphodynamic model, we aim to gain more insight into the effect of salinity on the morphodynamics of fluvio-deltaic systems. Model results indicate that the resultant estuarine morphology established after 600 years differs remarkably when a salinity gradient is included. A fan-shaped river-mouth delta exhibits less seaward expansion and is cut through by narrower channels when salinity is included. The inclusion of salinity tends to generate estuarine circulation, which favours landward sediment transport and hence limits the growth of the delta while enhancing the development of intertidal areas. The formation of deltaic channel–shoal patterns resulting from morphodynamic evolution tends to strengthen salinity stratification, which is characterized by an increased gradient Richardson number. The direction of the depth-averaged residual sediment transport over a tide may be opposite to the direction of residual velocity, indicating the significant influence of baroclinic effects on the net sediment transport direction (and hence morphological change). The effect of salinity on morphological evolution becomes less profound when the strength of tidal or fluvial forcing is dominant over the other. The effects of sediment type and flocculation, which are particularly important when salinity gradients are present, are also discussed. Overall, this study highlights that neglecting salinity to simulate long-term estuarine morphodynamics requires more careful justification, particularly when the environment is characterized by fine sediment types (favouring suspended transport), and relatively large river discharge and estuarine depth (favouring baroclinic effects). © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.