虚拟仿真技术在地质学中的应用

得益于计算机技术、人工智能技术、多媒体技术、传感器技术等的迅速发展,虚拟仿真在科学领域已经得到了广泛的应用并具有巨大的市场需求。在地质学中,国内外高校已经将虚拟仿真技术应用到教学中,使其打破了传统教学的时空限制。但目前虚拟仿真在该领域的应用还存在场景内容欠缺,交互感不足,细节展示不够等问题。为能够进一步拓展虚拟仿真技术在地质学中的应用思路,文章对虚拟仿真技术在多个科学学科中的应用情况进行研究,介绍了面向地学的综合型、国际化的沉浸式虚拟仿真实验室实例。综合型的地学虚拟仿真实验室的建立,将深度融合地学与虚拟仿真技术,为多学科交叉融合、国际化教学等未来的教学发展方向提供更有效的平台。     

洞庭湖退田还湖及其生态恢复过程分析

洞庭湖曾是我国第一大淡水湖泊,盛期面积达6000km2以上,具有调蓄长江中游洪水的巨大生态服务功能.但经过近百年来的沧桑变迁,湖泊发生了巨大变化,由于泥沙的严重淤积和围湖垦殖活动,湖泊面积已萎缩至2625km2,为我国第二大淡水湖泊.湖泊萎缩削弱了其生态服务功能,并由此引发了江湖洪水愈演愈烈的形势.1998年长江流域洪涝灾害之后,中国政府及时提出了"退田还湖"等洪水治理的32字指导原则,湖区各地随即积极开展了"退田还湖、平垸行洪和移民建镇"等工程.本文针对湖区退田还湖双退堤垸的生态恢复过程,选择湖南省汉寿县的青山垸进行了跟踪研究.结果显示了湖泊湿地恢复的阶段性特征,并为我国日益严重的湖泊富营养化问题的治理,提供了新的途径和可供参考的科学依据.     

辽宁阜新排山楼金矿的40Ar/39Ar成矿年龄

排山楼大型金矿床产于辽西高级变质太古宙花岗岩-绿岩带中,受绿岩中、上部层位的基性-中酸性火山岩系和东西向韧性剪切带控制。容矿岩石主要是变质安山质-英安质火山岩类。为解决主矿体的形成时代,选取含金石英细脉浸染状矿石中的石英测定了⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄为2105.2±10.4Ma。谱线特征为马鞍型,其底坪年龄为石英的结晶年龄。由此提出排山楼金矿的成因主要与吕梁期的东西向韧性剪切带有关。     

基于决策树特征提取的支持向量机在岩性分类中的应用

由于支持向量机属于黑箱模型,因此在进行模型学习时无法直接对特征进行选择,而决策树模型在递归创建的过程中自身具有一定的特征选择能力。针对岩性分类问题,本文将决策树和支持向量机结合,通过决策树的建立,在考虑特征重要性的前提下,利用树节点的高度对特征进行提取,并将具有更高分类能力的特征送入支持向量机进行岩性分类。结果表明:通过决策树的特征提取,减少了支持向量机模型的输入特征,从而有效控制了模型的复杂度,使得模型更加稳定并具有更高的分类精度,测试集精度能够提升10%以上。     

Adsorbed silica in stalagmite carbonate and its relationship to past rainfall

Despite considerable work on other trace elements, the incorporation of dissolved silicon from cave waters into speleothems has not been previously investigated. In this study, the controls on dissolved Si in cave waters and on adsorbed Si in resulting speleothems are therefore investigated. Bedrock (dolomite), soil water, dripping water, and cave carbonates were retrieved from Heshang Cave situated in the central Yangtze valley of China and were subjected to analysis of dissolved Si content (plus accompanying Ca and Fe analyses). Soil waters have Si/Ca of 45.5 mmol/mol, compared to only 3.2 mmol/mol in the dolomite bedrock, demonstrating that >80% of the dissolved Si must come from dissolution of silicate minerals in the soil. Drip waters have a dissolved Si concentration of ≈4.2 μg/mL, similar to that in the overlying soil water. Actively growing cave carbonates have a Si/Ca of 0.075 mmol/mol suggesting a partition coefficient for incorporation of dissolved silicon of 0.0014, in good agreement with previous laboratory studies. Extrapolating the results of these laboratory studies to the cave environment suggests that changes in Si/Ca in cave carbonates are likely to be primarily controlled by changes in drip-water Si/Ca. The drip-water Si/Ca will, in turn, be controlled by the rate of wind-blown silicate supply; by soil weathering rates; by rainfall dilution; and by precipitation of calcite. The general expectation is that these effects combine to produce high Si/Ca in speleothems during times of low rainfall. A δ¹⁸O record from a Heshang Cave stalagmite which grew between 20 and 11 thousand years ago allows these controls to be tested. Correlation of high Si/Ca with high δ¹⁸O demonstrates that regional rainfall exerts significant (but not complete) control on speleothem Si/Ca. With further understanding, speleothem Si/Ca may provide a proxy for past rainfall to complement existing proxies such as δ¹⁸O and Mg/Ca.     

青海省地质特征及典型地质标本采集经验

地质标本是地史演化和地学研究的见证物,同时也是地质宣传和教学的基础资源和核心材料。以习近平新时代生态文明建设思想为指导,对青海省地质特征及典型地质标本采集经验进行深入分析和讨论。研究结果表明青海省处于不同时期规模巨大的造山系中,区域地质活动强烈,经过亿万年的地质演化,形成了丰富的具有典型性和代表性的地质标本。典型地质标本采集时可重点考虑北祁连蛇绿岩、中南祁连构造糜棱岩、柴北缘花岗伟晶岩、西秦岭矽卡岩、青南流纹岩和不同地质年代形成的化石等地质体。同时此次在采集地质标本时得出的宝贵经验,对于今后深入剖析省内地层时空接触关系和构造活动特征、揭示地层演化历史和矿藏分布规律、以及为吸引更多的国内外地学爱好者提供了具有高原特色的新场景和新生态。     

京津冀地区耕地利用转型时空分异及驱动机制

耕地利用转型代表耕地利用形态的趋势性变化。论文以京津冀地区157个县域空间为基本研究单元,从显性形态与隐性形态双重属性出发构建耕地利用形态指标体系,运用冷热点、空间变差函数等方法分析1990—2015年耕地利用形态变化的时空特征,在此基础上,利用空间误差模型(spatial error model, SEM)对耕地利用转型的驱动机制进行了定量分析。结果表明：① 京津冀地区耕地利用形态指数空间分布呈东南高、西北低的格局,与该地区地形分布格局基本一致,且因坝上高原特色农业发展形成独立高值区。② 京津冀地区耕地利用形态指数空间分异呈现逐渐缩小的趋势,显著热点区与显著冷点区分布相对稳定且面积不断缩小,耕地利用转型较为平稳。显性形态值普遍呈现先升高后降低趋势,隐性形态值则呈升高趋势,表明京津冀耕地出现空间收缩、功能优化式转型。③ 高程是影响京津冀地区耕地利用形态空间特征的主要自然环境因素,二三产业占比、地均固定资产投资与城镇化率等经济发展和城镇建设因素则是驱动1990—2015年京津冀地区耕地转型的主导因素,但不同时段、不同县域单元耕地转型动力机制存在差异,各驱动因子作用强度也不完全一致。     

汶川地震山脚震害特征及机理分析1

汶川地震和以往地震现场震害调查表明,局部场地地形对震害的影响明显,其中,山脚房屋震害程度明显低于山顶和水平地表土层场地.针对这一震害特征,本文以汶川主震的地形效应观测强震动记录和人工爆破山体地形地震动观测记录为基础,通过数据分析,结合动力集中质量中心差分有限元法进行数值模拟分析,进一步揭示了山脚房屋震害轻微的特征不仅与其所在场地条件良好有关,更与山脚所处山体底部的几何位置直接相关.     

北京浅山区不均匀建筑地基问题研究

北京浅山区面积较大,地质条件复杂,在工程建设中会经常遇到不均匀地基问题。不同于平原区建筑地基,山区建筑不均匀地基常常涉及基础的稳定性,对地质勘察、岩土设计或施工要求较高,作为一种不良地基现象及问题,若对其认识不清或处理方案设计不合理,常会导致建筑地基基础的变形过大,甚至产生失稳,工程危害性较大。北京浅山区不均匀地基类型较多,在地基处理时须针对场地稳定性、地基承载力及地基处理方案,并结合场地环境地质条件采取适宜的处理措施,以减缓或避免不均匀地基对工程建设的不利影响。本文试对北京浅山区不均匀地基类型、问题进行归纳总结,从勘察、设计、施工及监督等多个方面入手,提出针对性的应对措施,希望能为北京山区工程建设安全提供一些参考和帮助。     

南沙群岛多齿鳞虫科一新属、两新种

于1987年4—5月在南沙群岛进行综合考察,采集环节动物多毛类样品,经鉴定表明,系多齿鳞虫科1新属,定为新多齿鳞虫属Neopolyodontes,模式种为秀丽新多齿鳞虫Neopolyodontes lepidus gen.sp.nov.,以及新斑鳞虫属Neopanthalis的1新种,命为刺须新斑鳞虫Neopanthalis muricatus sp.nov.。