基于多种方法联合反演的河床岩性结构特征研究

河床结构探测是研究河水-地下水转化过程的关键,复杂河床结构探测过程中,单一物探方法通常精度不高。本文采用多普勒声学流速仪、地质雷达法、高密度电阻率法相结合,在淮北平原典型工作区进行河床形态和沉积物分布特征探测,构建了完整的联合反演河床岩性结构特征的技术体系,取得了较好的识别效果。结果表明:新汴河节制闸上游呈"蝶形",河床结构均匀,底泥厚度变化范围小;下游河床形态受分水坝影响起伏较大,河床形态不平整,底泥厚度为0.8~1 m;涡河处河道形态呈半椭圆形,且底泥两岸薄中间厚。韩村剖面受抽砂干扰严重,河床出现中间高两侧低的情况,底泥分布不均匀;两河口断面下存在弱透水层(粉质黏土),下方为承压含水层,其潜水含水层分布不均匀。实践证明,多种技术联合反演在河床形态探测上能够相互印证,提高成果解译的可靠性和准确性,为河水-地下水转化研究提供支撑。     

延安丘陵区黄土雨滴溅蚀过程模拟

为揭示延安丘陵区黄土雨滴溅蚀特征及其演变过程,选取晚更新世原状黄土为研究对象,利用自制的雨径、雨强可控的单雨滴模拟试验装置,对边坡浅表层采集的原状黄土进行雨滴击溅侵蚀试验,研究降雨强度和降雨历时对原状黄土侵蚀特征的影响规律。结果表明: ①雨滴连续击打作用下,原状黄土表面逐渐形成一近似圆形的溅蚀坑,溅蚀坑由浅变深、由小变大,侵蚀深度随降雨历时的发展过程可描述为快速增长阶段(0~10 min)、缓慢增长阶段(10~40 min)和稳定发展阶段(40~60 min)。②侵蚀深度、侵蚀破坏直径及侵蚀扩散直径随降雨历时发展过程符合幂函数型增长,0~10 min为侵蚀变形主要增长阶段,降雨强度越大,土壤侵蚀作用越显著,0~10 min阶段的侵蚀深度占总侵蚀深度比例可达81%以上; 降雨历时约10 min后,溅蚀面上横向侵蚀范围基本趋于稳定状态,侵蚀深度、侵蚀破坏直径及侵蚀扩散直径均随降雨强度呈正相关,且侵蚀扩散直径D约为侵蚀破坏直径D0的2.71~3.55倍。③强降雨是诱发黄土边坡发生侵蚀灾害和水土流失的重要影响因素,建议采用坡面植绿、加筋和防排水等防护措施,增强坡面抗侵蚀能力,降低黄土边坡浅层水蚀灾害发生。研究成果可为黄土地区降雨侵蚀灾害防治提供参考。     

中国地区气溶胶气候效应研究进展

在过去的20多年里,中外对硫酸盐气溶胶做了大量的研究,对它在大气中的排放、含量、光学特征和辐射强迫有了深入的认识;由于硝酸盐气溶胶在大气中平均含量比硫酸盐低很多,因此过去人们对硝酸盐的研究没有给予重视。然而,近年来的研究表明,硝酸盐气溶胶的散射性质在某些波段甚至强于硫酸盐;同时,由于未来对人为硫酸盐前体物的减排,硫酸盐气溶胶排放会大幅度减少,而硝酸盐气溶胶的排放却增长迅速,其在人为气溶胶中所占的比重越来越高,将会导致其在未来造成的辐射强迫有可能超过硫酸盐,使得其在地区范围内和季节尺度上成为重要的辐射强迫和气候影响因子。中国是硝酸盐气溶胶排放量较大的地区,硝酸盐对未来中国气候和气候变化的影响显得越来越重要。因此,就近年来有关硝酸盐气溶胶的排放和在大气中的浓度变化、光学厚度分布特征及其辐射强迫的研究进展做了回顾和介绍,并对其未来的研究做了展望。     

2007年夏季GRAPES-MESO 15及30 km模式对比检验

选取2010-2016年夏季华北70个典型强降水个例,根据环流形势场,将其分为低涡型、西来槽型和切变线型。然后,利用降水空间检验法(MODE方法),通过对比质心距离、轴角以及纵横比等要素,讨论了几种常规业务模式对华北地区夏季强降水的中期预报能力。结果表明: ECMWF模式和T639模式对低涡型强降水预报能力较差;当实况强降水落区范围较大时,ECMWF模式和T639模式中期预报的雨带为狭长型并呈东北-西南向,预报与实况较为一致,但两种模式预报的降水落区均较实况偏西、偏南;这两种模式对较小面积降水,其预报的降水范围较实况偏大,而对较大面积降水,预报较实况明显偏小。

     

降水量Γ分布模式的普适性研究

利用2015年6月1日—7月31日三个全球数值预报业务中心(CMA、ECMWF和NCEP)的24 h降水集合预报资料和我国东南地区降水观测资料,采用贝叶斯模型平均方法(A方案)和基于A方案的统计降尺度模型二次订正方法(B方案)对上述三个中心和多模式超级集合降水预报进行订正,并对比两种方案的订正效果;然后,选取2015年8月1—31日降水预报进行独立样本检验,分析订正前后的降水预报效果。结果表明:以第50百分位的降水预报为例,经A方案订正后各中心和多模式的集合平均消除了大量的小雨空报,其对小雨、中雨的订正效果很明显,对大雨以上的降水量级订正效果不明显。随着降水阈值增加,A方案的订正效果随之减弱。此方案对雨带走向的订正不明显,会使降水大值区量级降低甚至消失。采用B方案订正后,不仅可降低原始集合预报的空报率,还可对降水量级和落区进行订正,使降水预报的范围和量级与实况更接近,但对大量级降水,如50.0 mm以上的降水量级订正效果仍然不显著。

     

BP神经网络用于水下地形适配区划分的方法研究

为确保背景场中最优适配航线设计的正确性以及水下地形匹配导航的可靠性,提出了一种基于BP神经网络的背景场适配/误配区自动识别和划分方法,该方法通过分析地形背景场特征参量显著性和主成分、构建BP神经网络、建立输入地形特征参量与匹配性能的映射关系,最终实现了地形背景场误配/适配区的自动识别和划分。试验验证了本方法的有效性。     

球谐函数变换快速计算扰动引力

在球谐函数变换基础上,利用新极下轨道的特殊性,在新坐标下引入Clenshaw求和计算轨道扰动引力。从理论上对比分析了传统方法、球谐函数变换方法和改进方法的计算速度和存储模型需要的物理空间。模拟试验分别采用3种方法计算了一段轨道的扰动引力,试验结果表明,改进的球谐函数变换方法比传统球谐函数变换方法计算速度可提高100倍,数据存储量仅占传统方法的3%。     

综合物探方法在蚌埠隆起金多金属矿勘查中的应用——以怀远双沟勘查区为例

为展现综合物探方法在蚌埠隆起区金多金属矿勘查中的应用效果,更好地指导该区找矿工作,该文以怀远双沟勘查区为例,通过开展面积性高精度重磁测量和综合物探剖面测量,初步建立了近EW向与NE—近NS向叠加的构造格架,并经钻探验证发现了分别受韧脆性断裂和脆性断裂控制的2种类型的金多金属矿化带。在此基础上,总结了勘查区NE—近NS向的磁异常中心和重磁异常梯级带2种金多金属矿成矿有利部位,识别出NE—近NS向磁异常、NE—近NS向重磁异常梯级带、重力异常梯级带背景下的局部重力高、CSAMT剖面上的视电阻率等值线梯级带或明显的错断带等特征,作为区内金多金属矿的综合地球物理找矿标志。     

敦煌地块大水峡北晶质石墨矿床地球化学特征及成因意义

大水峡北晶质石墨矿床位于阿尔金大断裂北侧的敦煌地块, 是新近发现的大型晶质石墨矿床。石墨矿体主要赋存于二云石英片岩中, 晶质石墨具有典型的条状或鳞片状构造。目前该矿床的研究仅限于基础地质方面, 其成因尚不清楚。本文对大水峡北晶质石墨矿床开展了岩石学和地球化学的研究, 结果表明, 本次分析的大水峡北晶质石墨矿床样品总体呈高硅、低碱、贫钙的特点。其中, 含石墨矿样品V/Cr=8.00~11.14, U/Th=0.45~1.13, 指示其形成于缺氧的还原环境; 而矿体围岩Ni/Co比值为1.44~17.61, 指示其形成于富氧的氧化环境。所有分析样品的Eu负异常明显, δEu=0.60~1.00;∑REE含量偏高, 具有轻稀土相对富集的特征。此外, 二云石英片岩型晶质石墨矿石的原岩以砂质岩和杂砂岩为主, 围岩二云石英片岩的原岩为页岩和粘土岩。样品除斜长角闪岩外全为副变质岩, 这些副变质岩的古沉积环境为干燥气候条件下富氧的海陆交互相环境, 其古水体介质主要为盐度较高的半咸水环境。石墨矿石δ¹³C=-22.4‰~-22.3‰, 围岩大理岩δ¹³C=-6.3‰~-2.4‰, 表明成矿碳质来源主要为有机碳, 并混入部分无机碳。大水峡北晶质石墨样品拉曼谱峰相似, 拉曼谱峰特征显示石墨的结晶程度较高, 结晶温度为565℃。构造活动和热事件是研究区石墨矿床形成的重要因素, 初步认为大水峡北晶质石墨矿床属于区域变质型石墨矿床。

     

西藏聂荣微陆块变质基底新元古代—侏罗纪构造–岩浆事件：来自LA-ICP-MS 锆石U-Pb定年的启示

本文选择聂荣微陆块变质基底中正片麻岩进行了详细的年代学研究,通过LA-ICP-MS 锆石U-Pb测年获得的年龄结果分别为502.8±1.2 Ma、532.7±3.4 Ma、833.2±2.8 Ma、734.8±3.3 Ma、495.3±1.7 Ma、496.6±2.0 Ma、495.1±1.2 Ma、803.8±2.8 Ma、811.7±2.8 Ma。综合上述片麻岩锆石U-Pb测年数据结果发现,聂荣微陆块变质基底中正片麻岩的锆石U-Pb年龄大致可以分为三组：830~730 Ma、580~470 Ma、185~160 Ma,说明聂荣微陆块变质基底从新元古代—侏罗纪经历了三期构造–岩浆事件,这三期构造事件分别发生于新元古代早期、新元古代晚期—早古生代、早—中侏罗世。综合前人研究结果,认为聂荣微陆块存在新元古代的基底,并经历了罗迪尼亚超大陆的裂解,于新元古代晚期—早古生代时期发生了泛非—早古生代构造事件,到了侏罗纪,受班公湖–怒江洋壳俯冲和大洋关闭的影响,变质基底发生了早—中侏罗世的岩浆作用和变质作用。