智能地质调查大数据应用体系架构与关键技术

地质调查数据主要由结构化和非结构化多样性的数据构成。由非结构化多样性数据文件组成的报告,由于技术原因,长期以来一直以传统的目录文件方式进行存储。这种存储方式导致数据的查询、统计、更新等操作不但低效,而且非常不利于检索、查询、挖掘等应用,使得数据服务能力极低。通过把Hadoop生态体系融入中国地质调查云平台架构,基于Hadoop HDFS和HBase存储架构,建立非结构化地质数据基础内容库存储组织模式,采用Lucene全文搜索引擎架和地质领域本体词库构建快速随机访问的索引文件机制,改变了多样化、碎片化的复杂地质调查非结构化数据的存储、阅读、搜索和应用模式,为智能地质调查提供精确、快速服务奠定基础。     

基于非稳态匹配的角度域叠前道集去调谐方法

地层调谐效应改变了不同偏移距处反射波的干涉模式,使得远偏移距数据振幅和频率信息发生畸变,将会降低AVO/AVA分析及反演的置信度和分辨率.文中首先给出了调谐作用下反射波合成记录,通过正演模拟说明了调谐对叠前道集的影响.考虑到不同地层厚度下调谐效应的差异性,借助局域Lamoureux窗实现地震数据的自适应分解,利用角度数据之间的差异,构建了角度域地震数据的非平稳匹配目标函数,形成了非平稳匹配去调谐方法,实现了叠前道集的振幅和波形拉伸校正.本文方法在实际应用中取得了较好的效果,能够有效地改善大角度地震数据品质,为储层预测与流体识别奠定了数据基础.     

我即我食vs.我非我食——稳定同位素示踪人体代谢异常初探

稳定同位素分析揭示古代（现代）人群的食物结构,其原理为"我即我食",即人体组织的稳定同位素比值,与其消化吸收转化而来的食物组分,存在着一一对应关系。然而,当人体代谢发生异常时,这种对应关系将被打破,产生"我非我食"现象。目前,探究"我非我食"与古代（现代）人体的健康之联系,已成为生物医学和生物考古界的研究热点。颇为遗憾的是,迄今为止,我国尚无学者对此有所关注。为此,本文以中国北方地区2名代谢性异常患者（直肠癌为例）头发样本为研究对象,通过对人发系列的C、N稳定同位素分析,追踪癌症患者头发同位素值的变化趋势,探讨其生理病理因素与稳定同位素之间的内在关系。研究结果显示：人发C、N同位素比值的变化,与其健康状况密切相关。在直肠癌发病初期,患者的δ13C与δ15N值均呈现出上升趋势,这可能是癌细胞代谢活跃、更多地利用机体中的14N和12C所致,或者与癌细胞具有未知的、独特的代谢途径相关。最后,详细阐述了"我即我食"和"我非我食"的区别和联系,并对如何在我国开展此领域的研究进行了展望。     

基于非结构化网格的最小二乘逆时偏移

相对于传统的逆时偏移,最小二乘逆时偏移具有更高的成像质量,这种改善是通过迭代反演来获得的,另外其精度与效率依赖于求解波动方程算法的精度与效率.本文给出了基于非结构化网格的最小二乘逆时偏移的方法,该方法能够充分结合最小二乘算法与非结构化网格精细刻画地下界面以及随速度自适应剖分的优点;并采用带补偿的拉普拉斯滤波算法,来消除梯度计算中的低频噪声,从而加速目标函数的收敛速度.通过简单倾斜模型以及复杂Marmousi模型测试,显示了该方法的有效性和潜力.

     

双复杂介质条件下的反Q滤波偏移延拓算子研究

地下介质的非弹性吸收衰减效应造成地震资料中深层信号频带窄、能量弱、成像困难,因此需要对地层的非弹性吸收衰减进行补偿。在已有的补偿方法基础上,基于单程波方程,采用与品质因子和频率相关的复速度代替介质真实速度,将粘滞传播算子在频率-空间域采用连分式展开,得到相移项和补偿项,针对连分式的误差,在频率-波数域进行补偿校正,并用逐步累加法解决起伏地表问题。该方法提高了成像精度,有效补偿了由于地层非弹性吸收造成的振幅和频率损失。模型试算和实际资料处理表明,该方法具有一定的适应性和实用性。     

松软煤层井下泡沫钻进工艺试验

松软煤层瓦斯抽采孔的深孔施工技术在现有的钻进工艺下不能很好的满足要求。为了提高松软煤层钻进的时效和孔深,提出了煤矿井下松软煤层泡沫钻进工艺,并在淮北邹庄矿进行了现场试验。分析了3个试验孔的具体工况,提出了较为合理的解决方法,使钻孔深度达到了200 m。这不仅有效增加了在松软煤层中的成孔深度,提高了成孔率,还降低了孔口的粉尘污染。     

古人利用节理面开凿遂昌唐代金矿巷道的发现及论证

在对遂昌金矿唐代古金矿4号古洞的考察中,发现分布在矿中的巷道两侧的围岩都是坚硬的变质岩。通过现场研究,作者有4点发现：（1）发现发育于围岩中的节理面具有密度大、倾角陡和间距小的特点;（2）古巷道轴线的走向与节理面的走向基本一致;（3）古巷道的横截面被古人设计成高宽比很大的洞形;（4）巷道的走向都被设计成某种弧形。据此,可以作出以下判断：在一千多年前的唐代,古人很可能已发现这些发育于围岩中的陡倾角节理面之间的结合力很低,使用铁凿就可撬下来,并据此来开挖古巷道的。这也表明唐代的古人已经掌握了相当多的地质知识,并能够将之成功地应用于工程实践中。     

线弹性半无限体中开挖引起围岩位移与参数关系的相似方法研究

根据用相似理论导出的、在自重体积力作用下开挖引起围岩位移的一般关系式,借助于量纲分析,并与数值模拟结果比较,给出了在线弹性半无限体中开挖引起围岩位移与岩石材料的单位体重、弹性模量及开挖几何条件的定量关系,并讨论了这种定量关系成立的条件及使用方法。所得到的一个重要结论是,在不完全满足几何相似律和所给定的其他条件下,巷道围岩中一点的位移与其横断面尺寸和几何中心（或形心）到地表的距离的乘积成正比。     

电导率各向异性的海洋电磁三维有限单元法正演

本文提出了一种基于非结构化网格的海洋电磁有限单元正演算法.为了回避场源奇异性, 文中选用二次场算法, 将背景电阻率设置为水平层状且各向异性, 场源在水平层状各向异性介质中所激发的一次场通过汉克尔积分得到.基于Coulomb规范得到二次矢量位和标量位所满足的Maxwell方程组, 通过Galerkin加权余量法形成大型稀疏有限元方程, 采用不完全LU分解(ILU)预条件因子的quasi-minimum residual(QMR)迭代解法对有限元方程进行求解得到二次矢量位和标量位; 进而, 利用滑动平均方法得到二次矢量位和标量位在空间的导数, 由此得到二次电磁场; 通过一维模型对算法的可靠性进行验证, 与此同时, 针对实际复杂海洋电磁模型, 比较有限元模拟结果与积分方程模拟结果, 进一步验证算法精度.若干计算结果均表明, 文中算法具有良好的通用性, 适用于井中电磁、航空电磁, 环境地球物理等非均匀且各向异性介质中的电磁感应基础研究.     

河北平原中西部中更新世非海相沉积体系魏县组的建立

基于对河北平原中西部两个第四系标准钻孔的岩石地层、磁性地层、生物环境及气候地层、年代地层和化学地层等的综合对比研究,参考已有的大量水文地质钻孔资料,在分析前人研究资料的基础上,重新建立了中更新世魏县组。魏县HZK1孔孔深500.74 m,全孔平均岩心采取率90.55%,古地磁B/M界线为105.00 m;辛集市XZK1孔孔深502.71 m,全孔平均岩心采取率90.20%,古地磁B/M界线为133.45 m。新建立的魏县组底界在古地磁B/M界线附近,年龄约0.78 Ma,该组顶界的光释光(OSL)年龄在108.1~155.7 ka之间。古地磁与OSL年龄均表明该组形成于中更新世。进一步依据孢粉组合、气候与环境旋回性演变造成不同的岩石组合等特征,将其划分为上、中、下三段,并对各段的形成时代进行了讨论。魏县组可作为河北平原中西部中更新世非海相沉积体系的代表岩石地层组。