深部探测揭示壳幔结构及其资源能源效应——“中国大陆典型地区深部地质调查”专辑特邀主编寄语

地球深部结构变化、物质以及能量交换等地球动力学过程,是地球系统最主要的动力来源,诱发地表地貌变化、剥蚀、沉积作用和环境变迁,以及地震、滑坡等自然灾害,控制化石能源和地热等自然资源的分布,是理解成山、成盆、成岩、成矿、成藏和致灾等过程成因机制的核心。为探索中国大陆深部结构和资源能源效应,在党中央“向地球深部进军”的号召下,中国地质调查局于2016年开始设立了深部地质调查工程。工程以抢占大陆基础地质研究国际制高点,引领深部地质研究前沿为宗旨,选择我国资源、能源重要基地,重大地质边界和关键构造单元,开展了地球物理为主的深部探测和综合研究。获取了华南陆块等重要地质单元岩石圈精细结构,研究了班公湖—怒江缝合带重大地质边界性质及空间展布,在松辽盆地、西北盆山结合带等地发现和提取了一批与深部成矿、成藏和清洁能源有关信息。为进一步推动地质调查向深部进军,促进从二维地表地质调查到三维空间地质调查的转变,《地球学报》组织了“中国大陆典型地区深部地质调查”专辑。本专辑集中报道了深部地质调查近三年取得的部分阶段性进展和成果,主要聚焦深部地质调查在揭示地球深部结构,及其对浅部构造和资源能源的控制,服务地球深部探...     

海南岛尖峰岭地区山地土壤发生特性

对地处热带的海南岛尖峰岭地区的山地土壤的发生和发育特性进行了研究。因母岩因素以及较弱的成土作用和较强的侵蚀作用 ,土壤质地普遍较粗 ,石砾含量高。由于山地气候的垂直分异 ,不同海拔高度土壤间的发生特性存在较大差异。高海拔地区土壤易风化矿物含量高 ,低海拔地区土壤中抗风化能力强的锆石含量高 ;高海拔区土壤中粘土矿物以三水铝石和埃洛石为主 ,含有一定量的铝蛭石 ,低海拔土壤以高岭石为主 ,有一定量的水云母。伴随海拔高度的增加 ,阳离子交换量 (CEC7)、盐基总量、盐基饱和度、pH下降 ,而代换性酸H 、Al3 却逐渐增多。高海拔区湿润的水分状况和酸性成土环境导致粘粒的硅铝率、硅铁铝率较低海拔土壤小。尖峰岭地区土壤类型以雏形土为主 ,山麓分布有淋溶土。     

西藏拔拉扎矿床特征及矿床成因机制

拔拉扎矿床位于拉达克-冈底斯弧盆系,昂龙岗日-班戈-腾冲岩浆弧带。矿区隶属于西藏自治区尼玛县中仓乡管辖,区内仅有季节性乡村便道能进入,雨季交通不便。矿区地处羌塘高原大湖盆地带南缘,地势北高南低,地形以高原丘陵平地为主,具高原中高山中深切割地形地貌特征,水系较发育,平均海拔达5400m以上。     

Effects of hedgerows on sediment erosion in Three Gorges Dam Area, China

The Three Gorges Dam Area refers to the river section from Chongqing to Yichang on the Yangtze River, which has a drainage area of 75,098 km^2, and involves 19 cities and counties. Contour hedgerows have been used in this area to control soil erosion and to improve hillslope stability in the catchment of this river section. Five experimental hedgerow plots were established in 1994 in order to study the effects of hedgerows on erosion control. During the period of 1994-1997, runoff and soil loss data were collected on these test plots, including the chemical and physical properties of soil and related topographical data. The results indicate that： （1） after 4 years of cultivation and crop planting, soil fertility increased dramatically in the hedgerow plots. Soil organic matter, total nitrogen, and total phosphorus contents in the hedgerow plots were 5-9 times higher than that in the control plot. In each of the hedgerow plots, soil structure became more stable, the quantity of granules larger than 0.02 mm increased and those finer than 0.02 mm decreased; （2） All hedgerow plots showed a major effect on reducing soil loss and surface runoff; （3） Overland flow velocity along the upper portion of the hedgerow plots was greatly reduced due to hedgerow resistance, which explains the significant decrease in soil losses in hedgerow plots, despite the fact that the hedgerow plots and the control plots had the same total runoff.     

土地利用变化对土地生产力的影响研究进展

土地利用变化对土地生产力的影响是土地利用/覆被变化(LUCC)效应研究的重要内容之一。本文基于对土地利用变化和土地生产力概念的辨析, 着重从土地利用变化对土地生产潜力、粮食生产能力和土壤质量3 个方面的影响, 总结梳理了当前的主要研究内容和方法, 探讨了研究的影响尺度特征。最后指出今后的研究应加强土地利用结构、方式和强度变化对小尺度范围内耕地生产力的影响, 强化不同尺度的综合以及空间分析和动态评估方法的应用。     

大容量气枪震源陆地反射地震探测技术——以“地学长江计划”铜陵段试验为例

为了探索大容量气枪震源在探测区域结构以及在内陆水体进行水陆联测的可行性与有效性,2015年在安徽铜陵完成了长江航道走航激发、陆地接收反射波的"地学长江计划"铜陵段试验。本文从试验观测系统、共中心点分布、覆盖次数以及单炮数据属性等方面综合分析了大容量气枪震源陆地反射试验结果的影响因素。试验结果表明:①大容量气枪震源在内陆水体激发能够用于地壳结构的探测;②在水陆联测勘探中,根据目标层段合理设计反射角,能够有效地解决小炮检距反射角不足、大炮检距能量弱的问题;③在进行弯线数据采集时,需要对观测系统进行设计,以提高共中心面元的有效覆盖次数;④根据气枪震源容量的大小,进行最大、最小炮检距设计,是确保面元成像速度分析精度和面元炮检距属性分布合理的重要条件。     

因子分析在土壤地球化学测量中的应用:以大兴安岭北段呼中地区为例

笔者通过对大兴安岭北段呼中地区1:20000土壤测量Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo、As、Bi等8种热液元素标准化后的978件样品使用主成分分析法抽取因子,得到3个特征值>1的主因子(Cu-Pb-Zn-Ag;Au-Mo;Bi-As),但不能合理做地质解释;经过最大方差法的因子旋转后,得到3个新的主因子(Ag-Pb-...     

反演地表质量变化的附有方差约束的径向点质量方法

针对目前径向点质量方法在反演GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment)时变地球重力场信号时条带噪声和泄漏误差较大的问题,本文提出了一种附有方差约束的径向点质量方法(Variance Constrained Radial Point-Mass Method,VCPM).该方法利用质量块的先验方差信息设计正则化矩阵对质量变化反演进行空间约束,同时为了解决单一的正则化参数不能适应全球质量变化大小不均匀的问题,构建了迭代的正则化处理策略.为了检验VCPM方法的可靠性,本文反演了2003-01-2014-11全球地表质量变化,并与GRACE球谐位系数法、GLDAS2.1水文模型、CSR (University of Texas Center for Space Research,德克萨斯大学空间研究中心)与JPL (Jet Propulsion Laboratory,喷气推进实验室) RL06 Mascon数据在全球的均方根误差、长期趋势、周年振幅以及局部的冰冻圈、陆地流域质量变化进行了对比分析.结果显示VCPM与CSR Mascon在全球、陆地和海洋区域的RMSE按面积加权平均值分别为2.12 cm、4.16 cm和1.25 cm,在全球和陆地区域均低于CSR Mascon与JPL Mascon的相应RMSE (2.22 cm和4.62 cm),在海洋区域仅略大于CSR Mascon与JPL Mascon的RMSE (1.18 cm);在8个陆地流域和内陆海域的时间序列对比中,VCPM与两种Mascon数据在扣除季节项和趋势项后的相关系数在绝大多数区域仍能达到0.86以上;另外相对于传统点质量方法和球谐位系数法,VCPM能有效抑制南极和格陵兰岛等区域的泄漏误差.这表明本文所提出的VCPM方法可以有效去除条带误差、抑制海陆信号泄漏且大幅提高反演结果的精度和空间分辨率,从而为计算高精度高分辨率地表质量变化提供了一种可供选择的有效途径.

     

关联矩阵法在独立基线及独立双差模糊度选择中的应用

介绍了利用Gram-Schmidt正交化算法构建独立向量集的原理,并利用关联矩阵和向量权的思想构建独立基线向量集和独立双差模糊度向量集,讨论了三种构建双差模糊度向量的特点,给出了选择独立基线和独立双差模糊度的正交化算法。通过一个全球GPS网定轨算例,给出了计算结果,验证了方法的有效性。     

海底AUV关键技术综述

海底海洋的观测探测,亟需大范围、长时间的观测平台。海底AUV有三大要点：适应海底机动性的结构、适应海底复杂环境的机敏运动性能、适应海底的水声通信定位技术。本文分析了海底AUV的发展与演变历程,凝练出海底AUV的关键技术难题,并相应地给出海底AUV水动力外形优化技术、海底AUV机敏运动控制技术、海底水声通信与定位导航技术、海底接驳与充电技术的解决思路。最后以碟形结构的水下直升机为例,给出了海底AUV的实践探索一例。本文将为海底AUV及其观测探测技术的发展提供指导意义。