Rapid U‐Pb Geochronology by Laser Ablation Multi‐Collector ICP‐MS

Detrital zircon (DZ) U‐Pb laser ablation‐inductively coupled plasma‐mass spectrometry (LA‐ICP‐MS) has revolutionised the way geologists approach many Earth science questions. Although recent research has focused on rapid sample throughput, acquisition rates are limited to 100–300 analyses h^?1. We present a method to acquire zircon U‐Pb dates at rates of 120, 300, 600 and 1200 analyses h^?1 (30, 12, 6 and 3 s per analysis) by multi‐collector LA‐ICP‐MS. We demonstrate the efficacy of this method by analysing twelve zircon reference materials with dates from ~ 3465 to ~ 28 Ma. Mean offset from high‐precision dates increases with faster rates from 0.9% to 1.1%; mean random 1s uncertainty increases from 0.6% to 1.3%. We tested this new method on a sandstone sample previously characterised by large‐n DZ geochronology. Quantitative comparison shows increased correspondence among age distributions comprising > 300 dates. This new method holds promise for DZ geochronology because (a) it requires no major changes to hardware, but rather modifications to software; (b) it yields robust age distributions well‐suited for quantitative analysis and maximum depositional age calculations; (c) there is only a minor sacrifice of accuracy and measurement uncertainty; and (d) there is less burden to researchers in terms of time investment and analytical cost.     

Brittleness index predictions from Lower Barnett Shale well-log data applying an optimized data matching algorithm at various sampling densities

The capability of accurately predicting mineralogical brittleness index(BI)from basic suites of well logs is desir-able as it provides a useful indicator of the fracability of tight formations.Measuring mineralogical components in rocks is expensive and time consuming.However,the basic well log curves are not well correlated with BI so correlation-based,machine-learning methods are not able to derive highly accurate BI predictions using such data.A correlation-free,optimized data-matching algorithm is configured to predict BI on a supervised basis from well log and core data available from two published wells in the Lower Barnett Shale Formation(Texas).This transparent open box(TOB)algorithm matches data records by calculating the sum of squared errors be-tween their variables and selecting the best matches as those with the minimum squared errors.It then applies optimizers to adjust weights applied to individual variable errors to minimize the root mean square error(RMSE)between calculated and predicted(BI).The prediction accuracy achieved by TOB using just five well logs(Gr,pb,Ns,Rs,Dt)to predict BI is dependent on the density of data records sampled.At a sampling density of about one sample per 0.5 ft BI is predicted with RMSE～0.056 and R2～0.790.At a sampling density of about one sample per 0.1 ft BI is predicted with RMSE～0.008 and R2～0.995.Adding a stratigraphic height index as an additional(sixth)input variable method improves BI prediction accuracy to RMSE～0.003 and R2～0.999 for the two wells with only 1 record in 10,000 yielding a BI prediction error of＞±0.1.The model has the potential to be applied in an unsupervised basis to predict BI from basic well log data in surrounding wells lacking mineralogical measure-ments but with similar lithofacies and burial histories.The method could also be extended to predict elastic rock properties in and seismic attributes from wells and seismic data to improve the precision of brittleness index and fracability mapping spatially.     

基于WACCM+DART的临近空间SABER和MLS臭氧观测同化试验研究

本研究在WACCM+DART（Whole Atmosphere Community Climate Model,Data Assimilation Research Test-Bed）临近空间资料同化预报系统中加入SABER（Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry）和MLS（Microwave Limb Sounder）臭氧观测同化接口,并以2016年2月一次平流层爆发性增温（SSW）过程为模拟个例进行了SABER和MLS臭氧观测同化试验,得出以下结论:同化SABER和MLS臭氧体积浓度观测得出的WACCM+DART臭氧分析场能够较真实反映SSW期间北极上空平流层臭氧廓线随时间的演变特征,且与ERA5（Fifth Generation of ECMWF Reanalyses）再分析资料描述的臭氧变化特征具有很好的一致性;基于SABER和MLS臭氧观测的WACCM臭氧6 h预报检验表明同化臭氧观测对臭氧分析和预报误差的改善效果主要体现在南半球高纬平流层和北半球中高纬平流层中上层-中间层底部;基于ERA5再分析资料的WACCM+DART分析场检验表明同化SABER和MLS臭氧体积浓度资料可在提高北半球高纬地区上平流层-中间层底部臭氧场分析质量的同时减小该地区上平流层-中间层底部温度场和中间层底部纬向风场的分析误差;基于MLS臭氧资料的臭氧中期预报检验表明相对控制试验同化SABER和MLS臭氧体积浓度资料能更好改善0~5 d下平流层和中间层底部臭氧的预报效果。     

2015年济南地区雾霾天气过程大气物理量特征初步分析

文中对比分析了2015年29个雾、霾及雾霾混合天气过程中,章丘探空站L波段探空雷达和山东省气象局院内德国14通道地基微波辐射计观测的温度资料。对观测数据实施了质量控制,检验了精度和可信度,统计分析了宏观物理参量特征和日变化规律。针对雾、霾及雾霾天气过程各选取了一个个例进行分析,分析了大气中PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、O₃、CO含量的变化情况,分析了相对湿度、液态水路径和综合水汽含量等的变化情况。结果表明:两种观测数据一致性较好,拟合优度高于0.97;贴地逆温层存在一定的季节变化,悬垂逆温层存在一定的差异,逆温层的变化、污染参量变化与雾霾的形成有密切关系;不同天气背景对大气物理参量有较大的影响,PM₁₀、AQI（空气质量指数）和CO均在相同时间段出现峰值,有明显的起伏;CO峰值雾霾天气中尤为明显,由早到晚随时间峰值逐渐增大,雾天和霾天峰值较小,雾霾天气明显大于雾天或霾天。     

夏季亚洲阻塞高压识别及其对中国东北气候异常的可能影响:不同再分析资料对比

基于阻塞高压（阻高）客观识别方法,利用1979-2016年夏季（6-8月）NCEP-Ⅰ、NCEP-Ⅱ逐日再分析资料和ERA-interim逐6 h再分析资料对识别结果进行对比分析;并以D类（130°-160°E）阻高为例,讨论其对6月中国东北地区气候的可能影响。结果表明:NCEP-Ⅰ和NCEP-Ⅱ再分析资料对阻高活动天数、发生频次及年代际变化的识别结果差异较小,而ERA-interim与前两种资料的结果差别较大。3种再分析资料下,夏季各类阻高活动天数均与500 hPa高度场存在相应的显著相关区,且形态相近。但前两种资料对于各类阻高的表征结果较为一致,而ERA-interim再分析资料对各类阻高面积和范围的表征偏小。6月D类阻高活动日数与东北地区气温和降水关系密切,D类阻高活跃年,大气环流以经向型为主,东北地区低层低温、暖平流,高层高温、冷平流的结构指示大气层结不稳定,且东北上空为异常低压环流控制,上升气流较强,有利于6月东北地区出现低温多雨天气。鄂霍次克海地区是6月罗斯贝波的重要来源地之一,而6月D类阻高的形成可能与海-陆温差有关。      

基于空间数据引擎构建GIS应用

以利用空间数据引擎构建GIS应用为主要研究内容,从体系结构、核心技术、工作流程等方面对该技术做了详细介绍,又以MapInfo Spatialware为例,给出了基于MapInfo Spatialware构建GIS应用的解决方案。     

地下流体数字化改造中几个技术性问题的探讨

总结了地下流体前兆台站数字化改造中遇到的问题, 对出现的问题进行分析研究并探索解决方法。 介绍了井口、 脱气、 集气装置的原理和制作方法。 对比分析了数据传输中几种不同方法的优缺点, 为“十五”地下流体前兆台网数字化改造和未来地下流体台网的建设提供了科学依据。     

地震前兆数据监视与管理系统

在北京十三陵地震台建设了一个高度集成的地震观测监控系统, 将原来分散的观测项目(如测震、 GPS、 气氡、 气汞、 电磁波、 地电场等测项), 改造为集中到一台服务器管理, 在一个监控平台上统一实现了对台站数据的收集、 入库、 管理、 处理、 监控等业务; 对这些观测项目可以在控制台上直接取数并将数据入库; 初步实现了观测数据的收集、 数据处理、 数据管理、 数据监控的软件管理系统, 减少了系统维护工作量, 方便台站工作人员操控。 监控系统的地震前兆数据监管软件系统DataMonitor可准实时监视数据, 检查数据的异常和到达情况, 并向台站数据管理人员告警; 可对数据库数据进行统计, 包括数据到达情况统计、 缺数统计、 数据连续率统计等, 并可按用户定制的测项分类进行统计。 该系统还提供多种前兆数据处理方法, 实现对前兆数据的各种常规分析处理。 地震前兆数据监视与管理系统已在北京十三陵地震台应用, 满足了数据管理人员日常工作需要, 可及时方便地掌握数据的情况并对观测系统进行维护。     

面向e-GeoScience的地学数据共享研究进展

在总结比较国内外e-GeoScience研究进展的基础上,介绍了中国科学院地理科学与资源研究所自20世纪80年代以来开展的相关工作。提出了按“圈层—学科—数据类别”三级模式的地球系统科学数据分类体系,以主体数据库为核心,初步构建了“主体数据库—数据资源点”为支撑的地球系统科学数据资源体系。在J2EE环境下,采用Web Services、地理信息等技术开发了地球系统科学数据共享平台。最后,探讨了e-GeoScience未来的研究方向。     

中国隧道及井巷地震波法超前探测技术研究分析

自20世纪90年代以来,反射地震波法作为一种主要的超前探测技术在我国国内隧道及井巷工程中取得了诸多成功应用的探测实例,同时在应用中不同探测方法也存在不少问题。文章结合国内外超前探测中应用较为广泛的TSP法、负视速度法、HSP法、TRT法、ISIS系统等反射波探测技术加以阐明,分析了国内超前探测技术应用与研究的现状,指出隧道及井巷超前探测数据采集与处理过程中存在的不足,并进一步提出超前探测研究在正反演理论、数据采集、偏移成像技术等方面应该注意的问题,超前探测的目标是要建立和完善一套实时的巷道前方地质体的动态监测与预报系统。