空间软数据及其插值方法研究进展

由于对地观测技术的迅速发展,空间数据的种类和数量增长迅猛,由空间数据反演得到的各种信息日趋膨胀,这些反演结果中的信息不少以软数据的形式出现。在实际应用中,这些软数据往往与空间插值的目标变量具有一定的相关性,甚至成为控制目标变量空间分布特征的重要因素。然而,由于这些数据通常表示为非数值形式,在计算和处理上存在着一定困难,以致被传统的插值方法所忽视,从而造成信息浪费。近来出现的空间软插值方法是一种利用空间软数据作为辅助信息并以改善插值效果的方法,能够较好的处理并利用软数据所隐含的信息,具有较好的应用发展前景。本文根据空间软数据的特点及其分类,系统综述了空间软插值方法及其应用领域。首先分析了空间数据软硬性质的根本区别,论述了软数据的分类和“硬化”方法,然后介绍空间插值模型中对空间软数据的集成方法和原理,最后对空间软插值方法及其应用研究领域进行了展望。     

珊瑚礁对热液流体的地球化学记录——来自南海西沙永兴岛珊瑚礁稀土元素的证据

碳酸盐岩中稀土元素的含量、配分模式及元素异常记录了周围沉积水体的特征,能够很好地指示古海洋及沉积环境。珊瑚具有的高分辨率和稀土元素的高稳定性的特点,能够忠实地记录周围海水的地球化学特征。本文以南海西沙宣德环礁永兴岛142～84 ka发育的珊瑚礁为研究对象,通过主微量元素含量,尤其是稀土元素含量及其配分图解,判断珊瑚礁形成时周围水体的特征。结果表明自142 ka以来,永兴岛大部分珊瑚礁具有正常海相碳酸盐岩的稀土配分特征,表现为LREE亏损,Ce负异常及高的Y/Ho比值,表明周围水体属于开阔的浅海,但是位于23 m处(年龄为114 ka)的滨珊瑚骨骼格架除了有正常海相碳酸盐岩的特征外,还具有明显的Eu正异常,这表明其形成时有热液流体的加入。经过模型计算,认为在滨珊瑚骨骼格架的生长阶段,至少有0.1%的热液加入周围的海水中。通过资料查询和年龄对比,认为这些热液可能与高尖石岛或海南岛火山活动有关。     

珊瑚脂质是其共生虫黄藻密度降低时的重要能量来源

近年来珊瑚白化现象日益严峻。白化意味着珊瑚共生虫黄藻密度的降低,然而目前关于珊瑚体内的脂质在虫黄藻密度降低时对维持能量供给稳定的意义尚不清楚。本研究以2020年3月和6月在西沙群岛采集的帛琉蜂巢珊瑚（Favia palauensis）和澄黄滨珊瑚（Porites lutea）样品为材料,通过生理参数（虫黄藻密度、脂质含量）与地球化学指标（虫黄藻的稳定氮同位素δ¹⁵N_z值）相结合的方法,探讨了珊瑚脂质对虫黄藻密度及其光合作用强度变化的响应。结果显示,夏季两种珊瑚的虫黄藻密度和δ¹⁵N_z值均显著下降,意味着夏季虫黄藻密度降低导致了其光合作用强度的降低。与此同时,两种珊瑚的脂质含量也显著下降,并且脂质含量与虫黄藻密度、δ¹⁵N_z值之间均呈正相关关系,这说明珊瑚脂质含量与虫黄藻光合作用强度的变化之间存在耦合关系。当光合作用强度降低时,珊瑚可以通过消耗其自身储存的脂质更好地维持能量供给的稳定,这对提高环境胁迫的适应能力以及抗白化能力具有重要意义。     

ESR测年法在海洋碳酸盐岩测年中的应用

选用珊瑚与珊瑚礁等典型海洋碳酸盐岩,主要针对ESR测年中有关测试与年龄估算的偏离问题开展了系统研究。通过对珊瑚与珊瑚礁样品进行辐照剂量响应实验发现,海洋碳酸盐岩样品在低剂量辐照时要采用较小剂量辐照;在年剂量估算时应进行辐照效率实验或选择合适的k值;在测试较老海洋碳酸盐岩样品的ESR年龄时,应开展热活化实验,研究样品的平均寿命。     

基于重整化群方法的红层软岩损伤破坏逾渗阈值研究

逾渗现象广泛存在于大自然中,当物体中起决定性作用的关键变量变化至某一阈值时,其状态发生突变,此时关键变量的临界值称为逾渗阈值。岩石在水的作用下的损伤破坏过程中存在着逾渗现象,可通过重整化群的方法来研究。本文针对华南地区广泛分布的红层软岩,探讨了其在损伤过程中的逾渗现象与破坏的本质关联。通过对典型红层软岩的微观结构分析,概化出红层软岩的骨架构件和胶结物构件,建立红层软岩的重整化群模型的基本单元,将基本单元进行组合,建立出红层软岩的重整化群模型。根据重整化变换规则,推导计算出其逾渗阈值。研究表明:当红层软岩在荷载条件下的破坏临近逾渗阈值时,其内部结构发生大量破坏,软岩内部从无序损伤突变为有序损伤,继之损伤破坏加剧,由稳定破坏向非稳定破坏突变,最终导致其失稳破坏。研究对揭示红层软岩损伤破坏机理具有重要意义。     

中国海陆系列图地质图海域地质内容编图方法与特点

在执行海洋地质保障工程"1:500万中国海陆系列图-地质图"编图项目的过程中,研究并采用了较为新颖的海域地质内容编图方法,其中关键的技术是如何用叠置方法和透视方法表示海区被掩盖的地质体。叠置法无疑是按正常沉积序列表示地层的叠置关系;透视法的关键步骤就是将叠置在新近系之下的地质体透视到图面上。此方法可归纳为块、线、面三层透视,即被掩盖的中生界、浅层侵入岩或前古生代地壳以"块"的形式透视,其上叠置的古近系则以"线"的形式透视,线叠置在块之上,最上层的新近系以"面"表示。当然,有透视内容的区域此新近系"面"视为透明。对照20世纪80年代以来前人编制海域地质图的一些做法及其优缺点,此编制方法明显优于其他方法。有望今后在国内外海洋地质调查和研究部门进一步推广使用。     

块体构造学说的大地构造体系

在中国及邻区大地构造的研究过程中,板块构造理论用于解释中国复杂的大陆动力学过程有所局限,而中国本土的大多数大地构造观点无法展开洋陆对比研究.朱夏和刘光鼎对中国大陆边缘和中国大陆的构造演化历史和动力学体制有其独到的见解,即以活动论为内涵的全球构造理论,我们在此基础上增加了方法论和认识论等内容,提出块体构造学说.块体构造学说在用板块理论解释新全球构造阶段构造现象的基础上,将块体和结合带赋予新的定义和内涵,作为板块之下的二级构造单元,用以表示古全球构造阶段的大地构造单元.本文在简要介绍块体构造学说提出的历史和背景基础上,简述对中国海陆及邻区大地构造演化的理解,系统阐述块体构造学说的大地构造体系,明确块体和结合带的定义、分类和特征,作为正在编制的"中国海陆大地构造格架图"中大地构造单元划分的依据.     

中国陆域航磁系列图编制与研究进展

航磁图件是地球物理调查基础图件,也是认识地质构造特征的重要参考资料.本文介绍了我国陆域航磁编图概况,总结了陆域航磁调查及数据编图的工作进展,展示了陆域航磁系列编图的重要成果.     

南北构造带北段上地幔各向异性特征

对布设在南北构造带北段的中国地震科学探测台阵项目二期674个宽频带流动台站和鄂尔多斯台阵21个宽频带流动台站记录的远震XKS（SKS、SKKS和PKS）波形资料作偏振分析,采用最小切向能量的网格搜索法和“叠加”分析方法求得每一个台站的XKS波的快波偏振方向和快、慢波的时间延迟,并结合该区域出版的122个固定台站的分裂结果,获得了南北构造带北段上地幔各向异性图像.快波方向分布显示青藏高原东北缘、阿拉善块体和鄂尔多斯块体西缘的快波方向主要表现为NW-SE方向,秦岭造山带的快波方向为近E-W方向,鄂尔多斯块体内部的快波方向在北部为近N-S方向,南部表现为近E-W方向.时间延迟分布来看,鄂尔多斯块体的时间延迟不仅明显小于其周缘地区,而且小于其他构造单元,特别是在高原东北缘、阿拉善块体和鄂尔多斯块体的交汇地区的时间延迟很大,反映了构造稳定单元的时间延迟小于构造活跃单元.通过比较快波方向的横波分裂测量值与地表变形场模拟的预测值,并结合研究区地质构造和岩石圈结构特征分析表明,在青藏高原东北缘、阿拉善块体和鄂尔多斯块体西缘各向异性主要由岩石圈变形引起,地表变形与地幔变形一致,地壳耦合于地幔,是一种垂直连贯变形模式;秦岭造山带的各向异性不仅来自于岩石圈,而且其岩石圈板块驱动的软流圈地幔流作用不可忽视;鄂尔多斯块体内部深浅变形不一致,具有弱的各向异性、厚的岩石圈和构造稳定的特征,我们认为其各向异性可能保留了古老克拉通的“化石”各向异性.     

东南海岸带海相软土的Cc~n关系

收集整理了国内学者给出的我国东南海岸带不同地区（上海、连云港、广州、深圳、浙江沿海、渤海湾）海相沉积软土的8个Cc与n统计关系式,并根据公开发表的资料增加了这些地区以及沿海其他地区（天津、温州）260个的Cc～n数据,进行了东南海岸带软土的统一分析。发现Cc～n间存在较好的线性关系,具体关系大致可以分为陡变型和缓变型2类,缓变型与国外一些学者给出的统计结果较为接近。本文还对比了两种质量的上海软黏土的试验结果,分析了土样扰动对Cc～n统计关系的影响。