PRIMA for the VLTI – Science

The four main scientific objectives of PRIMA – the Phase-Referenced Imaging and Micro-arc second Astrometry facility for the VLTI – will be described:– extra-solar system characterization with astrometry, to detect planets and evaluate their mass, and imaging of the dust accretion disk,– galactic center study with astrometry(dynamics of the bulge stars) and imaging at 10μm (piercing the gas and dust clouds surrounding the galactic center),– observations of AGNs and other extra-galactic objects, too faint to be observed without PRIMA, for which partial imaging is needed to constrain their structuremodels,– micro-gravitational lensing event resolution (imaging and astrometry of their photo-center) in the Galactic Bulge and Magellanic Clouds, helping to determine directly the lens mass and distance. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

基于密集线性台阵的背景噪声成像在明光市城市活断层调查中的应用

近年来,短周期密集台阵被动源探测技术逐渐成为地壳精细结构探测研究中的重要手段.为了探讨其应用于城市活断层调查在勘探尺度的有效性,在横跨安徽省明光市郯庐断裂带东界两条主干断裂位置,沿同期的主动源S波反射剖面,安徽省地震局和中国科学技术大学联合布设了一条由133个短周期地震仪组成的被动源密集测线.我们通过该被动源测线获得了约28天的连续波形记录,并采用一种新的线性台阵背景噪声成像方法——拓距相移法提取了10 Hz~2.0 s宽频的基阶Rayleigh波相速度频散曲线.利用得到的宽频带频散曲线,我们反演了近地表 1.3 km以浅的高分辨率S波速度结构,并与基本重合的主动源S波反射剖面以及地质资料等进行对比,验证了反演结果的可靠性,同时进一步分析了郯庐断裂带东界两条主干断裂的断层特征.结果表明：（1）被动源与主动源反演结果在近地表100 m以浅高度一致,且被动源的反演深度更深;（2）池河—太湖断裂是隐伏于深部的走滑断裂和浅部伸展断裂的综合反映,浅部为倾向北西的正断层,向上穿透第四系地层,可能为活动断裂;（3）拓距相移法能有效拓宽频散曲线的提取频带,保证浅部结构具有高分辨率,同时大大加强对深部结构的约束.该方法能够获得可靠的地下结构反演结果,可以作为城市活断层调查的一种新的有效手段.

     

岩溶探测中井间地震波层析成像的应用

结合在岩溶地区开展的工程勘察实例,运用井间地震波层析成像技术研究钻孔之间的地质剖面.在确定岩溶、裂隙、破碎带的空间位置方面所能解决的程度、适用条件、准确性等方面,表明该技术是一种数字化、高精度的技术方法.     

呼和浩特市降水化学特征分析

对2006年呼和浩特市降水离子监测资料进行分析,结果表明:降水呈碱性,季节分布明显,夏季降水集中且pH值为全年最低,冬季降水量少,pH值较高;SO42-离子为主要致酸离子,阳离子中Ca2+,Mg2+离子的浓度很高;降水中主要成分之间相关性显著,Ca2+的中和作用较强;降水气团的后向轨迹分析表明蒙古国的沙漠地区是呼和浩特冬春季碱性降水的主要来源,夏季较低的pH值降水则部分源于我国的华中、华北地区的酸性污染物中长距离输送。     

无单元法用于地震波波动方程模拟与成像

波动方程方法是解决地震正反演问题的基本工具之一.无单元法作为一种新兴的偏微分方程数值计算方法,已经在材料力学、热传导等领域取得了显著的成功.由于抛弃了单元的概念及采用滑动最小二乘的拟合方法,使得无单元法具有前处理简单、精度高、独立变量解高次连续等优点.本文首先介绍无单元法求解波动方程的原理,指出影响其精度的主要因素.在算例的基础上详细讨论了无单元法用于实际波动问题的效果,并进一步尝试利用无单元法进行地震波数值模拟和反演成像的研究.模型计算的结果表明,无单元法能够较好的处理地震模拟和成像问题,精度和稳定性是令人满意的.     

基于投影变换的线阵旋转扫描相机标定方法

针对线阵旋转扫描相机标定数据难以获取及模型解算不稳定的问题,提出了一种基于投影变换的线阵旋转扫描相机标定方法。首先构建了一种新的线阵旋转扫描相机成像模型,该模型可以根据相机旋转平台参数、线阵旋转扫描相机成像平面与其切平面的位置关系将旋转扫描图像投影为框幅式图像;然后根据构建出的成像模型,采用直接线性变换法和非线性优化方法进行相机标定和参数优化。试验结果表明,此方法简单易行,具有较高的精度。     

广西龙头山金矿床黄铁矿标型特征及其地质意义

广西龙头山金矿床是大瑶山成矿带内重要的金矿床,矿区发育大量不同类型的黄铁矿。根据黄铁矿的产出特征,将黄铁矿划分为5个世代,对应着5个成矿阶段:电气石-石英-硫化物阶段(Ⅰ)、石英-黄铁矿-黄铜矿阶段(Ⅱ)、石英-多金属硫化物阶段(Ⅲ)、石英-黄铁矿-闪锌矿阶段(Ⅳ)、石英-黄铁矿阶段(Ⅴ)。不同阶段黄铁矿晶形均以{100}为主,少见{210};金含量与{210}含量呈正相关。黄铁矿晶胞参数为5.411 86~5.415 52,变化幅度不大,与钴含量呈正相关,主成矿阶段受金含量影响而变大。形貌及砷含量变化特征表明,{210}和金含量随砷含量降低而升高,说明砷含量降低利于{210}的出现,且金与砷不存在正相关关系。形貌特征及微量元素特征均反映主成矿阶段温度应220℃,且多集中于300℃的范围;δFe—δS图解及矿床地质特征表明,成矿热液主要为岩浆热液。综合分析认为,龙头山金矿床为中-高温岩浆期后热液矿床。     

复杂介质结构中折射界面的哈格多恩原理波前成像

在城市活断层探测中 ,浅层结构常常表现为强烈的非均匀性 ,界面横向强烈起伏 ,层内速度变化较大 ,传统的基于平界面均匀层模型的折射资料处理方法不能适用。研究开发能应用于复杂介质结构中折射资料处理的方法就显得十分必要。文中基于惠更斯原理 ,用波前扩张法对波场作正演计算 ,根据哈格多恩折射波前成像原理 ,在lecomte算法和Hole有限差分计算程序的基础上 ,开发出 1种复杂介质结构中折射资料的处理方法与软件 ,并用此方法处理了福州城市活断层折射探测试验中在义序完成的 2条折射剖面资料。结果表明 :探测区浅层为 3层结构 ,分别为盖层、强风化层和基岩。基岩顶界面的埋深约为 5 8～ 5 2m ,盖层P波速度变化较大     

The property, age and formation environment of the palaeokarst in Qinghai-Xizang Plateau

The karst landforms distributed on the Qinghai-Xizang (Tibet) Plateau can be genetically classed with the Tertiary underground karst, which were gradually exhumed to the surface with the uplift of the plateau during Quaternary period. The relative deposits of the Tertiary palaeokarst processes, such as the residuum and speleothem, were discovered recently in the southern and southeastern fringe areas of the plateau, where has geological-currently been disintegrated by the headward erosion processes of the modern river systems. The major chemical components of the clay portion of the residuum consist mainly of SiO2C, Al2CO3 and Fe2O3. The clay minerals composition of the clay portion belongs to illite-kaolinite pattern for most of the residuum samples, and kaolinite-illite pattern for a few of the samples. It can be judged from the silicic acid index and the clay minerals composition that the formation of the residuum of the Plateau was in its initial phase. However, such a lower chemical weathering index only reflected the weathering degree in the bottom or lower parts of the lateritic weathering crust. The relatively intensive chemical weathering processes of the surface layers of the lateritic weathering crust could be logically speculated. The surface feature textures of quartz grains in the residuum were formed mainly by the chemical erosion, which revealed a long-term humid-tropical environment when the residuum and the palaeokarst formed.     

20世纪90年代初东亚夏季风的年代际转型

利用1979—2009年JRA-25和NCEP/NCAR再分析资料,通过复矢量经验正交方法揭示了东亚地区夏季850 hPa风场变率的优势模态。结果表明:两套再分析资料所揭示的东亚夏季风在20世纪90年代初均发生了年代际转型,与我国夏季降水的年代际转型时间一致。伴随着东亚夏季风的年代际转型,我国北方大部分地区夏季降水减少,尤其是我国东北北部和长江、黄河之间105°E附近区域显著减少,而华南地区和淮河流域降水显著增加。从动力上解释我国夏季降水年代际转型特征,夏季500 hPa高度场两个时段 (1993—2009年和1979—1992年) 的差值分布显示为欧亚大陆北部准纬向遥相关波列,夏季850 hPa风场差值分布表现为贝加尔湖东南侧和日本以南地区存在两个异常反气旋式环流,而我国南方地区和鄂霍次克海附近均为异常气旋式环流。夏季西北太平洋、北印度洋以及部分中高纬度海洋的海温和春季欧亚大陆积雪在20世纪90年代初出现显著变化,春季北极海冰的年代际转型发生在20世纪90年代初,都可能成为东亚夏季风年代际转型的原因。