转发式测距数据支持的GEO导航卫星精密定轨

地球静止轨道GEO卫星定轨是精密定轨领域的难点.依托我国区域范围地面跟踪网实际,提出了转发式测距数据支持下的GEO导航卫星精密定轨方案.从定轨精度、设备时延和伪距站对GEO轨道精度影响等方面进行了深入分析.试验结果证明:1 ns的时延误差引进的GEO轨道径向和位置误差分别为0.121 m和3.505 m.在多个转发式测距跟踪站约束的条件下伪距对定轨精度贡献非常有限,但通过星地钟差的估计可以实现时间同步,同步精度优于1 ns.这为时间同步提供了一种新的方法.当转发式测距跟踪站有限时伪距对GEO定轨的贡献非常明显,1CC(转发式跟踪站)+7L(伪距站)联合定轨条件下的轨道精度优于5 m.从而解决了GEO卫星精密定轨问题,同时实现了星地和站间时间同步以及卫星轨道与钟差参数的自洽.     

大豆脲酶促沉碳酸钙改良砂土地基承载特性模型试验研究：基于静力触探试验

大豆脲酶促沉碳酸钙（SUICP）是一种新型土体改良技术,碳酸钙充填土内孔隙、胶结土颗粒,必将提高地基承载力。为了定量研究SUICP 灌浆对砂土地基承载力的提高作用,开展了内径38.5 cm、高度100 cm的砂柱模型试验,碳酸钙沉积量为砂土质量的3%,基于静力触探试验对地基承载特性改良效果进行了研究。发现砂土地基SUICP 灌浆处理前的锥尖阻力平均值为0.564 MPa,处理后平均值为0.783 MPa,增加38.9%;侧壁摩阻力处理前平均值为19.08 kPa,处理后平均值为26.92 kPa,增加49.83%;砂土地基承载力处理前平均值为79.02 kPa,处理后平均值为108.64 kPa,增加了45.09%。SUICP灌浆提高地基承载特性的原因包括两个方面,一是碳酸钙将砂土颗粒黏结在一起使得颗粒变大,二是碳酸钙的填充作用使得土体更加密实。通过本研究证实了SUICP灌浆对砂土地基承载力的提高作用,解释了发生机理。研究中也发现砂土地基改良的均匀性并不理想,还要进一步探索其发生机理,并研发更好的灌浆技术提高均匀性。     

鄂尔多斯盆地早白垩世构造-热事件与铀成矿的关系——来自玄武岩锆石U-Pb年代学的约束

鄂尔多斯盆地北部纳岭沟铀矿床以北,大营及巴音青格利铀矿床以东的黑石头沟发育一层玄武岩,为探讨这期玄武岩与鄂尔多斯盆地北部铀成矿的关系,文章对该玄武岩进行了地球化学与年代学的分析。该玄武岩切穿下白垩统东胜组,SiO₂含量较低(46.99%),里特曼指数σ为8.69,显示出碱性玄武岩的特征;其锆石U-Pb定年结果为(126.7±2.4) Ma,表明黑石头沟玄武岩形成于早白垩世,反映鄂尔多斯地块在早白垩世发生了一次构造-岩浆-热事件,与大区域的华北地区乃至中国东部在早白垩世发生的较普遍的构造-岩浆-热事件具有一致性。结合前人的研究成果,这次构造-岩浆-热事件是由于岩石圈地幔减薄造成的。该事件使地下深部热流体上涌及板内运移,导致早白垩世古地温梯度增高,这一过程为铀元素在鄂尔多斯盆地北部的迁移、沉淀、富集成矿创造了条件。     

利用海-气-浪耦合模式(COAWST)对北印度洋一次强热带风暴\

相对中国其他海域,三面环陆的黄渤海区域海洋与中纬度大气间的相互作用有其独特性,在该区域开展海气耦合模式对气象要素的影响研究十分必要。本文基于大气和海洋的全球预报和再分析资料,利用高分辨率区域海气耦合模式（简称耦合模式）和非耦合模式,开展数值模拟试验。并根据国家地面常规气象观测站和埕北石油A平台实况观测资料,对比分析了2020年6月两种模式对近地层大气温湿要素预报结果,并结合海温、海气热通量变化和风场调整情况,分析了海气双向耦合过程对近地层温湿要素预报影响的原因。结果表明：耦合模式对近地层的湿度要素预报改进较大,以增湿效应为主;海气双向耦合对温湿要素的影响范围可扩展至黄渤海周边省市全域,可提升耦合模式对黄渤海周边区域近地层湿度和白天温度的预报效果;湿度对海气双向耦合的响应速度明显快于温度,说明耦合模式先改进了近地层湿度预报效果;耦合模式海表向上的潜热通量增加是近地层温湿要素预报改进的主要原因。

     

新疆伽师MS6.4地震前地磁日变化异常分析

以新疆伽师M S6.4地震为案例,利用地磁日变化异常分析方法,对中国地磁台网所记录的地磁观测资料进行分析,结果显示:1、离震中最近的喀什台震前59 d和39 d出现一组逐日比高值异常,排除干扰,且地磁日变形态也出现明显的畸变,异常集中于震中附近台站,震中位于异常阈值线附近;2、震前,新疆及周边地区出现地磁垂直分量日变化幅度的极小值时间在空间上出现地磁低点位移现象,低点时间分界线横穿南天山西段,呈现近EW走向分布,分界线两侧低点时间相差超过2 h,发震日期为异常发生后的38(41±4)d,震中位于低点位移分界线附近;3、地磁逐日比和低点位移异常的发生时间和空间分布可能与伽师M S6.4地震的孕育和发生有非常高的关联性。该研究进一步推广和检验了地磁日变化异常分析方法在地震预报方面的应用。     

南堡地区碳酸盐岩储层孔隙结构特征及对物性的影响

利用数字图像分析法对南堡地区碳酸盐岩储层的孔隙结构参数进行定量求取,明确了不同类型孔隙的孔隙结构参数特征,分析了孔隙结构特征对储层物性的影响,并应用优选出的孔隙结构参数建立碳酸盐岩储层物性预测模型。结果表明:研究区内碳酸盐岩储层的储集空间以次生孔隙为主,为一套典型的孔隙型储层。应用孔隙结构参数可以较好的区分铸模孔、粒间孔、粒内孔和晶间孔等孔隙类型,其中铸模孔呈较低的平均等效直径与高的宽纵比,粒间孔以高等效直径25%为特征,粒内孔对应最低的比表面、最高的等效直径标准差,晶间孔比表面较高且宽纵比分布范围局限。等效直径、形状因子、球度和宽纵比等参数对储层物性的影响显著。分别针对孔隙度和渗透率,在提取的28项孔隙结构参数中优选出6种相关性高的参数,并应用多元线性回归方法分别进行拟合。验证结果显示拟合公式具有较高的可信度,且渗透率(R^2=0.916)优于孔隙度(R^2=0.778)。该方法可为研究区及其他地区的孔隙型碳酸盐岩储层评价研究提供参考。     

绿岩带型泰山蛇纹石质玉石地球化学特征及其成因指示

蛇纹石化与壳幔演化乃至地球上生命的起源过程密切相关.泰山蛇纹石质玉石产于华北克拉通鲁西雁翎关绿岩带内,是绿岩带型蛇纹石质玉石的典型代表,玉料可分为泰山墨玉、泰山碧玉和泰山翠斑玉(泰山花斑玉)三大类.虽然前人对泰山超基性岩型蛇纹石质玉石进行过研究,但对其玉石地球化学特征及其成因研究仍然薄弱.本文利用偏光显微镜、X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子质谱(ICP-MS)等分析测试手段,对泰山玉进行了分析.结果显示,泰山墨玉主要矿物组成为叶蛇纹石和利蛇纹石,而泰山碧玉和翠斑玉主要矿物均为叶蛇纹石;三类玉料均富集Cr、Co、Ni等相容元素;与其他产地蛇纹石玉相比,泰山蛇纹石玉更富Ni而贫Cr;Cr/Ni和Ni/Co值变化范围分别为0.25～0.42、27.43～42.77;亏损部分大离子亲石元素(如Rb、Sr、Ba)和高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf).玉石具有稀土元素总量低(ΣREE=0.57～3.02μg/g),轻重稀土元素分异不明显,Eu负异常较为明显(δEu=0.18～0.45)等特征.早期形成的泰山墨玉主量元素更加贫Si、富Mg、Fe,泰山碧玉和翠斑玉则相对富Si和富集U、Pb等亲流体元素.结合野外产状特点,可以认为,①泰山玉原岩为华北克拉通新太古代鲁西绿岩带上残余亏损地幔部分熔融产生的超基性火山岩,其原岩具有岛弧火山岩的某些特征;②低Cr含量和Cr/Ni值,低稀土元素总量、轻重稀土元素分馏不明显等是绿岩带型泰山蛇纹石质玉石重要特征;③泰山碧玉和翠斑玉的成玉过程可能受到后期热液流体的叠加改造.     

银额盆地天草凹陷下白垩统层序地层格架与油气分布

银额盆地天草凹陷是一个西断东超的箕状断陷.通过天草凹陷二维地震资料和单井岩性、古气候、电性及地层倾角等资料,建立了天草凹陷下白垩统层序地层等时格架,将下白垩统划分为1个一级层序,2个二级层序,3个三级层序.在三级层序地层体制下,通过对凹陷演化和基准面旋回的分析,建立相应的断陷层序地层模式,预测了巴音戈壁组和苏红图组油气分布,指出了天草凹陷油气储集的有利相带.     

压力对淤泥中C-N-S-Fe-H2O体系的影响

C、N、S、Fe是地下水中控制氧化-还原反应的主要元素,淤泥是黏土的演化初期,淤泥演化为黏土过程中会影响含水层水量水质,可能会造成地下水污染;其中的水岩相互作用可以概化为C-N-S-Fe-H₂O体系的相互作用。淤泥演化过程的实质是淤泥在压力的作用下孔隙度不断变小,逐渐固结成岩;淤泥内部不断发生生物地球化学反应,C-N-S-Fe-H₂O体系驱动各种物质的形态结构不断发生改变,其中加压速率和加压模式会影响淤泥里的C、N、S、Fe重要组分固液相的转化。本研究运用自主研发设计的增压装置,探究在3种加压速率(0.04 MPa/12 h、0.04 MPa/24 h、0.04 MPa/36 h)和加压模式(0.040.02 MPa/12 h、0.04 MPa/12 h、0.040.06 MPa/12 h)的情况下,固体介质中C、N、S、Fe向孔隙水释放的规律。结果表明:(1)匀速加压速率越慢,加压初期溶解性有机碳(DOC)、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}释放速率越快, {\mathrm{NO}}_3^{-}和Fe²⁺浓度变化增大;DOC、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、Fe²⁺释放总量越多。(2)不同的加压模式,加速加压(0.040.06 MPa/12 h)下 {\mathrm{NO}}_3^{-}、Fe²⁺的浓度波动较大;DOC、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}和Fe²⁺的总释放量为加速加压(0.040.06 MPa/12 h)大于匀速加压(0.04 MPa/12 h)。(3)加压过程中,DOC和 {\mathrm{SO}}_4^{2-}呈显著正相关,改变加压速率会改变DOC, {\mathrm{NO}}_3^{-}、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}和Fe²⁺的相关性。本研究表明改变加压速率和加压模式会对DOC、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}和Fe²⁺的释放速率、释放总量和C、N、S、Fe的转化造成影响,其本质为氧化-还原反应和水岩相互作用的强弱发生了变化;本研究为地质演化过程中压力导致的主要元素变化提供了新的认识,认识到了隔水层会影响含水层的水质和水量,为原生劣质地下水的成因和地下水污染防治提供了新思路。     

CBJ-10型冲击取样钻机的研制与应用

与常规的槽探和回转钻进相比,利用冲击钻探方法进行地质土壤取样具有取心效率高、取样质量高、对环境破坏小等优点。 为此研制了一种轻便型的冲击取样钻机。通过对冲击原理分析,钻具设计以及拔管器结构分析计算,经过多次设计验证,并在2次现场试用的基础上,进行了不断改进。实践证明该钻机取样效率高,土壤原状保持程度好,能满足高质量土壤取样施工的技术要求。