基于数量化理论Ⅰ的水文地质点参数确定

分析了目前水文地质参数研究中存在的一些问题,尝试以抽水试验资料和一般勘探资料为基础,根据含水层岩性、含水层组的厚度、地层结构等因素对点参数确定的影响,采用数量化理论Ⅰ对区域水文地质参数进行研究,建立了含水层渗透系数和给水度数量化理论模型,结合西北典型干旱灌区地下水流进行实例模拟,取得了较好的应用效果。     

基于断层量化隐伏型煤矿基岩含水层水化学空间演化机制研究

地质构造是控制地下水化学场形成的关键因子,但由于其类型、性质和组合方式存在较大差异,致使定量表征地质构造对含水层水化学空间演化是个难点问题,亟待解决。本文以典型隐伏型煤田——淮北煤田袁店一矿的二叠系主采煤层砂岩裂隙含水层（简称“煤系”）和石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层（简称“太灰”）为研究对象,基于主成分分析和离子比例分析,阐明控制含水层水化学空间演化的关键因素,利用断层复杂系数量化地质构造对地下含水层水- 岩作用的影响,揭示袁店一矿水化学空间演化机制。研究结果表明,袁店一矿煤系主要水- 岩作用为阳离子交替吸附与脱硫酸,太灰主要水- 岩作用为碳酸盐溶解与黄铁矿氧化。袁店一矿东部断层复杂系数平均值为0. 56,中部为0. 61,西部为0. 71。随着断层复杂系数平均值的增加,断层愈发育,煤系在袁店一矿主要水- 岩作用阳离子交替吸附与脱硫酸有向非碳酸盐溶解转变的趋势;太灰在袁店一矿主要水- 岩作用碳酸盐溶解与黄铁矿氧化有进一步增强的趋势。研究成果为研究华北隐伏型煤田地下水化学演化的构造控制机制提供了新思路,奠定了良好的理论基础。     

介形虫壳元素成分的初步测试

用能谱仪初步测试了46个介形虫样品的元素成分,结果表明现代介形虫壳的元素成分变化小,Ca为其主要成分(含Ca94.12—99.8％),Si、Al含量很低。新生代介形虫壳的成分和现代介形虫壳的成分相似.中生代和古生代的介形虫壳含Ca量减少,Si、Al含量增高,还含微量的K、Mn、Fe、S、Mg等元素.介形虫壳成分的变化,推测与地质时期中介形虫的埋藏条件和石化程度等有关.     

孟加拉湾中部表层沉积物常微量元素地球化学:物源指示意义

通过对取自孟加拉湾中部的110个表层沉积物样品进行了常微量元素测试分析,探讨了其物质来源。在所有测试元素中,Si含量最高,其次为Al,且这两种元素的分布特征基本一致。化学蚀变指数（CIA^*）平均值为72.07,指示研究区沉积物风化程度位于喜马拉雅源区和印度源区沉积物之间。因子分析和判别函数计算分析表明研究区沉积物主要来自喜马拉雅源区和印度源区。使用Ti标准化后的元素比值反演模型估算的喜马拉雅源区和印度源区对研究区沉积物的相对贡献比例分别为83.5%和16.5%。其中,喜马拉雅源区对研究区东部沉积物贡献相对较大,而在研究区西部印度源区贡献比例相对东部为高。喜马拉雅源区物质向研究区输运的主要动力机制包括浊流及其溢流、表层季风环流携带的河流冲淡水,而印度源区物质主要通过表层季风环流特别是东印度沿岸流向研究区输运     

大数据与地质学的未来发展

地质学定量化是地质学自身发展臻于成熟的重要标志。地质学家们经过长期艰难的探索和尝试,扫清了许多障碍并取得了令人瞩目的进展,但并未越过定性描述和不确定性门槛。在人类进入信息化和大数据时代的今天,地质学家们发现并找到了越过定量化之门的捷径。在以大数据和数据密集型计算为基础的第四范式支配下,地质学家有可能突破各种主客观因素的限制,使地质学进入更全面的定量化发展阶段,并取得地质科学原理和规律方面的新发现。换言之,在地质信息学的引领和支撑下,地质学将在新世纪得到快速发展。地质学家需要逐步建立与第四范式相适应的新地质科学观,即以查找和揭示隐藏于大数据中的多种地质要素关联关系为主要目标,然后在此基础上追究成因关系。     

单因素分析多因素综合作图法——定量岩相古地理重建

笔者倡导并持续采用单因素分析多因素综合作图法这一定量的岩相古地理学方法论。单因素是能独立地反映某地区、某地质时期、某沉积层段沉积环境某些特征的因素,它的有无或含量的多少均可独立地反映该地区、该层段沉积环境的某些特征,如沉积环境水体的深浅、能量大小、性质等。某沉积层段的厚度、岩石类型、结构组分、矿物成分、化学成分、化石及其生态组合等，均可作为单因素。单因素分析多因素综合作图可分三个步骤：第一，是对各剖面尤其是各基干剖面进行认真的地层学和定量岩石学研究，取得各种第一手的定性和定量资料，尤其是定量资料，了解各剖面各沉积层段的沉积环境特征。第二，在已取得的各剖面的定量资料中，按要求的作图单位，选择出那些能独立地反映其沉积环境特征的因素，即单因素；并把全区各剖面各作图单位的各种单因素的百分含量都统计出来，作出各种相应的单因素图，主要是等值线图。这些单因素图可以从不同的侧面定量地反映该地区该沉积层段的沉积环境。这就是单因素分析。第三，把这些定量的单因素图叠加起来，并结合该地区该沉积层段的其他定量和定性资料，去粗取精，去伪存真，全面分析，综合判断，即可编制出该地区该沉积层段的定量岩相古地理图。这就是多因素综合作图。这一方法论的核心是定量，即以各剖面的定量单因素资料为基础，从各单因素图的分析入手，再通过各单因素图的叠加和综合分析判断，最后作出定量的岩相古地理图。在这种岩相古地理图中，各古地理单元的确定都有确切的定量资料和单因素图为依据。定量是笔者等用单因素分析多因素综合作图法编制出的岩相古地理图的最大特色。这就使岩相古地理图和岩相古地理学发展到了定量的阶段。这在古地理学中是个重大的进展。     

矿田构造的研究历史、现状与发展

矿田构造是指在矿田范围内,控制矿床的形成和分布的地质构造因素的总和。在矿田构造和矿床构造的含义中,既包括构造形迹和岩石组构特征,又包括控矿构造的形成机制和发展历史。近10几年来的矿田矿床研究不仅强调构造对于矿体的形态、分布和组合的控制作用,也深入于构造作用对成岩成矿过程的研究。综合分析了矿田构造研究的研究历史、研究内容、研究现状与问题,对矿田构造与找矿研究的发展方向进行了展望。     

矢量地图数据数字水印技术综述

矢量地图数据在网络环境下的共享机制,给各个领域都带来了极大的便利,但是其安全和版权保护问题也日益突出。数字水印技术作为版权保护的一种有效方法,成为人们关注的一个焦点。本文分析了矢量地图数据自身特点和常见处理方式;从建立映射关系、构造嵌入域、嵌入方式等3个步骤对空间域水印算法进行了详细分析,分析每种算法的优缺点,为下一步水印算法提供指导;对频率域水印算法进行了研究,并指出了频率域水印算法存在的问题;指出了矢量地图数据水印进一步的研究方向。     

A quantitative approach to sedimentary surface structures contoured by the interplay of microbial colonization and physical dynamics

In the tidal flats of Mellum Island (southern North Sea), biofilms and microbial mats, generated largely by cyanobacteria, colonize the sedimentary surfaces. Biostabilization effects and biomass enrichment influence erosional and depositional dynamics resulting from tidal flushing and storm surges. The overlapping of both biological and physical forces causes the development of characteristic sedimentary structures. To obtain a quantitative expression of the degree of effectiveness of microbial colonization in the formation of structures in an extended tidal area, a modification index (MOD-I) was developed based on the following values: (i) the proportion of mat-covered area related to a defined investigation area (I_A); (ii) the degree of steepness of slope angles of raised erosional remnants (I_S); and (iii) the degree of microbial levelling of a rippled sedimentary surface (I_N). The MOD-I was calculated for several defined regions within the study area, and both winter and summer situations were considered. The MOD-I values show, first, that the lower intertidal zone is characterized by index values approaching zero. This implies that microbially induced effects in this zone are negligible, even in summer. Second, the upper intertidal zone is characterized by lower index values in winter and relatively high values in summer. This implies a predominantly seasonal control on the biofilm development in this zone. Third, in the lower supratidal zone, the index values are almost identical during both winter and summer. This implies non-seasonal biological effects in this zone. Concomitant empirical studies on the composition of microbial mats and films suggest that the dominant microbial type influences the MOD-I value.     

Damage identification using inverse analysis in coupled thermo‐hydro‐mechanical problems applied to masonry dams

In this paper, we propose a method to detect the damage and estimate the degree of damage by means of a multifield‐based inverse analysis. The fields being considered are displacement, temperature, and water pressure. Furthermore, the uncertainties due to the size of the damage, the errors in the measurement data, and the errors in the model parameters are also investigated. The uncertainty due to the measurements is quantified by assuming different sources of noise in the measurements. The inverse problem is solved repeatedly by a sampling process. The uncertainties in the inverse solutions can be quantified by their probability distributions. This method can be applied to identify damages in masonry dams using coupled nonlinear thermo‐hydro‐mechanical problems.