基于光谱—空间特征的ASTER影像岩性分类研究——以甘肃北山白峡尼山地区为例

遥感岩性制图是地质填图中的重要工作,基于光谱特征的岩性分类易受到色调、纹理等因素影响导致精度不佳。前人进行岩性自动分类研究多关注影像的光谱特征,而忽略空间特征,笔者等基于甘肃北山白峡尼山地区ASTER影像,将支持向量机、极限学习机两种机器学习分类方法与基于空间特征的快速漂移算法相结合进行岩性分类。结果表明支持向量机分类总体精度为89.17%;极限学习机不但具有需调节参数少的优势,且分类精度和速度均优于支持向量机,分类总体精度达96.70%;利用快速漂移算法提取的影像空间特征可有效减少错分区,提升岩性分类效果。研究证实将基于光谱特征的极限学习机和基于空间特征的快速漂移算法结合的岩性分类方法具有客观、高效、高精度等优势,可为后续地质填图和找矿勘查工作提供可靠数据支撑,在遥感岩性分类领域具有较高的推广价值。     

Study on Yanshanian metallogenic granitoids magmatism in Baoshan deposit,southern Hunan ProvinceSCIEI北大核心CSCD

本文对湘南宝山花岗闪长斑岩进行了系统的锆石和磷灰石U-Pb定年、岩石地球化学以及锆石Hf同位素研究,并探讨了宝山花岗闪长斑岩的岩石成因和构造意义。锆石和磷灰石的LA-ICP-MS U-Pb定年显示,宝山花岗闪长斑岩的成岩年龄为160Ma。综合元素和同位素地球化学证据,宝山花岗闪长斑岩的成因可能为新生地壳与古老地壳的混合熔融,同时宝山花岗闪长斑岩中发现的890±20Ma的继承锆石,验证了新元古代新生地壳的参与。磷灰石的主微量元素研究显示花岗闪长斑岩具有较高的氧逸度和Cl含量,Sr/Th比值具有较大变化,而La/Sm比值变化不大等特征,表明形成花岗闪长斑岩岩浆的母岩受到俯冲板片脱水形成的流体交代作用影响。在上述过程中,富含Cl和H2O的流体从板片中释放出来,引发地幔楔熔融,并对矿床中成矿金属元素进行提取。由于古太平洋板块俯冲引发的伸展-减薄运动,在地幔上涌过程中,新元古代新生地壳发生部分熔融,这些高温岩浆底侵老地壳源区,诱发老地壳部分熔融,进而发生了强烈的壳-壳混合作用,产生花岗闪长质岩浆。     

Cambrian-Early Ordovician intrusive bodies in Dunhuang Block: Records of Paleo-Asian Ocean subduction and implications for regional Early Paleozoic tectonic evolutionSCIEI北大核心CSCD

一直以来,敦煌地块缺少1.6-0.46Ga的地质记录,从而严重制约了对该地块在新元古代和早古生代期间地质构造演化的全面认识。通过1:5万区域地质调查,本次工作在敦煌地块东北缘新发现了寒武纪-早奥陶世小宛山岩体、截山子岩体和小宛南岩体等多个中酸性侵入体,测得其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为517±3Ma、480±3Ma和473±3Ma,由此厘定出敦煌地块目前古生代最古老的侵入岩体及早奥陶世侵入岩体。通过这些岩体的岩石岩相学、岩石地球化学特征、岩石成因及大地构造环境分析,表明它们属于与洋壳俯冲消减作用有关的活动陆缘环境下形成的富钠质I型花岗岩。其中,小宛山花岗闪长质岩体是在低压低温条件下由玄武质地幔楔部分熔融而成,同时受到俯冲流体的强烈交代;截山子岩体和小宛南岩体则是在高压低温富水条件下,由新生镁铁质洋壳发生部分熔融并受到地幔楔强烈混染而形成,虽然它们均属于(类)O型埃达克岩,但其部分熔融的压力及其残留矿物组合不同。上述研究揭示敦煌地块北缘早古生代517Ma就存在俯冲作用,且至少持续了44Myr。结合区域地质资料和以往研究成果,敦煌地块北缘早古生代洋陆转换过程可分为三个阶段:(1)晚震旦世-早寒武世(574-518Ma),敦煌地块北缘被动陆缘演化阶段;(2)寒武纪第二世-早奥陶世(517-471Ma),敦煌地块北缘活动陆缘演化阶段,期间,古亚洲洋南支洋分别向敦煌地块和石板山地块/马鬃山地块发生双向俯冲消减;(3)中奥陶世-早泥盆世(464-412Ma),敦煌地块与石板山地块/马鬃山地块碰撞造山阶段,期间古亚洲洋南支洋闭合。     

基于OpenSees的砂土本构模型对比研究

饱和砂土液化是由地震引起的一种最常见的工程地质现象,也是造成重大地震灾害的主要原因之一。由于成因的复杂性和所造成灾害的严重性,饱和砂土液化一直是土动力学和岩土地震工程研究领域的重要课题。针对饱和砂土液化问题,基于开源地震工程数值计算平台OpenSees,对材料库中的4种砂土本构模型进行数值计算。采用二维u-p单元模拟土颗粒位移和孔隙水压力,分析和对比4种模型在循环动力荷载作用下的加速度、超孔隙水压力、位移、剪应力-剪应变和平均有效应力路径方面的响应结果。研究结果表明:(1)砂土对输入加速度表现出一定的放大效应,对于不同的模型,该放大效应存在一些差异;(2) Stress Density模型在循环动力荷载作用下易产生永久变形;(3)在循环动力荷载作用下,PDMY模型和CycLiqCPSP模型的强度逐渐降低,直到完全消失;(4) Stress Density模型和Manzari Dafalias模型在循环动力荷载下表现出明显的剪胀效应。研究成果对砂土液化的数值模拟问题具有重要的理论价值,可为饱和砂土的液化模拟和砂土本构模型的选取提供参考。     

2022年四川泸定MS6.8地震前地震活动与地球物理观测异常回顾与讨论

2022年9月5日四川泸定M_S6.8地震发生在2022年度全国地震重点危险区内,且震前作了较好的短期预测。本文回顾了中期(年度)和短期阶段地震活动和地球物理观测异常。①2022年度危险区确定的核心依据有川滇藏交界4级地震空区、危险区附近M_L≥3.5地震空区、跨断层形变趋势异常和重力场异常等,其中,川滇藏交界4级地震空区被2022年1月2日云南宁蒗M_S5.5地震打破具有中短期预测意义。②短期阶段,川滇藏交界4级地震空区经历了“打破—增强—平静”的演化过程,与1973年四川炉霍M_S7.6地震前高度相似,这可能与其发震构造相同、震源机制解一致和深部孕震环境相似有关。此外,还存在川滇地区震群和多个余震区准同步活动、巴塘显著震群等异常。地球物理观测方面,在2022年6月1日芦山M_S6.1和6月10日马尔康M_S6.0地震后,四川前兆异常无明显减少,而在7—8月显著增多,这可以作为强震后短期仍有可能再次发生强震的判定依据。新增异常主要分布在以三岔口(鲜水河断裂带、安宁河断裂带和龙门山断裂带交汇区,呈“Y”字形分布)为中心的300km范围内,这是震前短期地点预测的主要依据之一。③6.8级地震前形变中短期大幅度异常突出,且异常点均位于远场(距离6.8级地震震中130～300km范围内)。除礼州测距外,其余异常点均位于M_L3.5地震空区外围。形变异常出现的时间与M_L3.5地震空区打破后空区内部及边缘地震活动显著增强大体一致。④泸定6.8级地震发生在三岔口地区,该区及附近2015—2021年连续多年被确定为全国地震重点危险区,但均未发生预测地震,由此表明当前有效的强震年度(中期)时间预测依据少。     

青藏高原壳幔结构构造的基本特征

青藏高原是新生代以来由于印度板块与欧亚板块碰撞而迅速隆起,平均海拔超过4000 m的高原,是研究碰撞过程和形成演化的理想窗口。有关青藏高原的碰撞过程及印度板块岩石圈北缘界线,至今仍然存在较大争议,这可能主要是由于不同研究方法获得认识的差异性和局限性所导致。基于此,本文利用前人深部结构资料,讨论了高原岩石圈的壳幔构造及物质组成等,并从新的地质视角讨论了班怒带的大地构造属性。通过梳理前人的深部结构资料,认为青藏高原的壳幔岩石圈结构较为复杂,如高原内部岩石圈厚度显著大于周缘地区,中下地壳及上地幔广泛分布着低速高导层,这些特殊的地质地球物理结构是印亚板块碰撞的结果。此外,本文进一步对比分析了班怒带的地质与地球物理结构,揭示该构造带两侧存在显著的差异,认为其是印度岩石圈的北缘,这对于认识青藏高原的形成演化具有重要的意义。     

Deformation characteristics of a large landslide reactivated by human activity in Wanyuan city,Sichuan Province,China

With the rapid urbanization, an increasing number of landslides have been induced by human activities. In this study, a typical human-induced landslide known as the Maobazi landslide, which was triggered by foundation pit excavation in Sichuan Province, China, was analyzed. An emergency investigation was carried out to detect the basic deformation characteristics, followed by implementations of multiple monitoring schemes and emergency control measures to monitor and control reactivated deposits. The reactivated deposits depicted rapid deformations with a maximum deformation exceeding 140 mm from July to September before the emergency control measures were completed. The reactivated deposits gradually settled and were finally controlled in 2019. The results showed that the 2019 Maobazi landslide was a large; reactivated landslide with a scale reached to 520 Mm³, which could result in catastrophic consequences if it slipped down to nearby residential areas.

     

The Himalayan Collisional Orogeny: A Metamorphic Perspective

This paper introduces how crustal thickening controls the growth of the Himalaya by summarizing the P-T-t evolution of the Himalayan metamorphic core. The Himalayan orogeny was divided into three stages. Stage 60–40 Ma: The Himalayan crust thickened to ~40 km through Barrovian-type metamorphism (15–25 °C/km), and the Himalaya rose from <0 to ~1000 m. Stage 40–16 Ma: The crust gradually thickened to 60–70 km, resulting in abundant high-grade metamorphism and anatexis (peak-P, 15–25 °C/km; peak-T, >30 °C/km). The three sub-sheets in the Himalayan metamorphic core extruded southward sequentially through imbricate thrusts of the Eo-Himalayan thrust, High Himalayan thrust, and Main Central thrust, and the Himalaya rose to ≥5,000 m. Stage 16–0 Ma: the mountain roots underwent localized delamination, causing asthenospheric upwelling and overprinting of the lower crust by ultra-high-temperature metamorphism (30–50 °C/km), and the Himalaya reached the present elevation of ~6,000 m. Underplating and imbricate thrusting dominated the Himalaya’ growth and topographic rise, conforming to the critical taper wedge model. Localized delamination of mountain roots facilitated further topographic rise. Future Himalayan metamorphic studies should focus on extreme metamorphism and major collisional events, contact metamorphism and rare metal mineralization, metamorphic decarbonation and the carbon cycle in collisional belts.