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全声波方程波场深度延拓倏逝波压制研究

地球物理学报 2024年第1期67卷 277-288页

作者：魏俊廷尤加春赵金泉陈军兆代中奎成都理工大学地球物理学院成都610059

与经典的单程波深度偏移方法相比,全声波方程波场深度偏移方法在成像质量和计算效率方面会面临新的难题,还有诸多理论问题值得深入研究,其中倏逝波的压制问题是全声波方程波场深度延拓及深度偏移方法面对的一项特殊挑战.为了解决该问题... 详细信息

与经典的单程波深度偏移方法相比,全声波方程波场深度偏移方法在成像质量和计算效率方面会面临新的难题,还有诸多理论问题值得深入研究,其中倏逝波的压制问题是全声波方程波场深度延拓及深度偏移方法面对的一项特殊挑战.为了解决该问题,本文提出了两种新的倏逝波压制策略.策略I是以经典频率-波数域方法为基础,提出广义低通滤波器方法;策略II是以能量守恒原理为基础,来解决波场延拓中倏逝波的振幅爆炸问题.对梯度速度模型的脉冲响应计算表明,本文提出的两种倏逝波压制策略在横向速度变化剧烈情况下的数值结果都是稳定的,并且能够实现与有限差分方法相同的波场延拓计算精度.在对盐丘模型成像时,在相同计算参数下,本文所提新策略解决了在使用传统低通滤波器压制倏逝波时无法对高角度构造进行准确成像的缺点.相较于压制倏逝波的谱投影方法,本文所提新策略不仅在成像质量上达到了与之相同的水平,而且具有更高的计算效率.通过一系列数值模拟实验表明:与传统倏逝波压制策略相比,本文所提新策略在实现全声波方程波场深度延拓及成像时,更好地平衡了计算效率和计算精度,具有更好的实用价值.

关键词：全声波方程深度延拓倏逝波数值模拟

花岗伟晶岩型稀有金属矿床蚀变系统与矿物光谱-地球化学特征耦合性研究——以川西打枪沟矿区为例

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岩石学报 2024年第1期40卷 197-214页

作者：蒋航郭娜张柯凡罗海洋成都理工大学地球科学学院成都610059 数学地质四川省重点实验室(成都理工大学) 成都610059

本文采用短波-热红外光谱联合测量技术+矿物地球化学分析手段,以川西打枪沟花岗伟晶岩型Li-Be稀有金属矿床的13个钻孔岩心样品为研究对象,开展了花岗伟晶岩型稀有金属矿床蚀变系统与矿物光谱-地球化学特征的耦合性研究。结果表明:(1)研... 详细信息

本文采用短波-热红外光谱联合测量技术+矿物地球化学分析手段,以川西打枪沟花岗伟晶岩型Li-Be稀有金属矿床的13个钻孔岩心样品为研究对象,开展了花岗伟晶岩型稀有金属矿床蚀变系统与矿物光谱-地球化学特征的耦合性研究。结果表明:(1)研究区蚀变分带特征表现为(浅→深):白云母→白云母+钠长石→白云母+角闪石+黑云母+其他斜长石,其中Li、Be矿体均赋存于白云母+钠长石蚀变带。(2)白云母矿物地球化学计算结果显示研究区短波白云母(波长小于2200nm),形成压力在0.03~0.25GPa之间,形成深度为1.3~9.6km,相关矿化类型为Li-Be;波长位于2200~2206nm之间的白云母,形成压力在0.16~0.38GPa之间,深度为6.1~14.5km,相关矿化类型为Be;长波白云母(波长大于2206nm)形成压力为0.45GPa,形成深度为17.1km,无矿化。由此认为研究区成矿环境温度在200~500℃之间、压力在0.03~0.34GPa之间、成矿深度在1.3~14.5km之间。(3)与Li矿化相关的白云母波长均小于2200nm,位移处于10nm波动范围,说明Li矿可能形成于岩浆-热液混合期;与Be矿化相关的白云母波长最大值接近2210nm,位移具20nm波动范围,说明Be矿形成更靠近母岩,从岩浆作用后期至岩浆-热液混合期均可形成。(4)应用GF-5B高光谱遥感图像开展不同类型伟晶岩填图,结果显示研究区北部外围找矿潜力巨大,打枪沟矿区成矿母岩为桥棚子岩体。本文以短波-热红外联合测量技术,厘定了不同类型的伟晶岩光谱特征,并通过地球化学等信息确定了伟晶岩型稀有金属矿产遥感信息识别的重要标志。

关键词：川西红外光谱伟晶岩蚀变矿物 Li-Be矿化

基于时序InSAR与机器学习的大范围地面沉降预测方法

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地球科学 2024年第5期49卷 1736-1745页

作者：罗袆沅许强蒋亚楠孟冉蒲川豪成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 成都理工大学地球科学学院四川成都610059

地面沉降是由自然因素和人为因素综合作用下形成的地面标高损失,为预防这种累进性的缓变地质灾害,高效的大范围地面沉降预测显得尤为重要.现有的预测方法忽略了地面沉降的空间特征,且基于单点循环预测存在高耗时现象.针对上述问题,提出... 详细信息

地面沉降是由自然因素和人为因素综合作用下形成的地面标高损失,为预防这种累进性的缓变地质灾害,高效的大范围地面沉降预测显得尤为重要.现有的预测方法忽略了地面沉降的空间特征,且基于单点循环预测存在高耗时现象.针对上述问题,提出了一种基于时序InSAR与机器学习的大范围地面沉降预测方法.首先,利用SBAS-InSAR技术获取大范围的地面沉降时序信息;其次,采用经验正交函数(empirical orthogonal function,EOF)提取时序信息的空间模态及对应的主成分(principal components,PCs);最后,采用基于误差反馈的岭多项式神经网络(ridge polynomial neural network with error-output feedbacks,RPNN-EOF)模型训练与预测PCs,将预测结果重构回地面沉降时序.以延安新区2018年8月至2021年5月的84景Sentinel-1A数据为例,获取了新区的地面沉降时序.同时,EOF所提取的空间模态能清晰地表达整个新区的空间变化特征.预测结果显示,相较于传统点循环模式以及主流的时间序列预测方法,本文方法的均方根误差至少降低了22.7%,建模耗时至少降低了27.5%,因此该方法具有良好的实用性.

关键词：机器学习时间序列预测经验正交函数空间模态神经网络时序InSAR 地面沉降灾害

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基于模拟月壤的贯入模块化试验

地球科学 2024年第3期49卷 1052-1065页

作者：胡定坤李谦吕嘉航邹欣悦罗浩天成都理工大学环境与土木工程学院四川成都610059

为了解采样机具与模拟月壤间的相互作用,同时验证月壤采样机具模块化建模的可行性.基于中国地质大学(武汉)研制的CUG-1A型模拟月壤,开展不同条件下机具贯入力载的试验研究,并依据试验结果建立理论模型进行验证.各机具在浅层模拟月壤贯... 详细信息

为了解采样机具与模拟月壤间的相互作用,同时验证月壤采样机具模块化建模的可行性.基于中国地质大学(武汉)研制的CUG-1A型模拟月壤,开展不同条件下机具贯入力载的试验研究,并依据试验结果建立理论模型进行验证.各机具在浅层模拟月壤贯入阻力平均增长率为19.9%,次浅层提升至38.18%,深层出现陡增达到63.43%;贯入速度对贯入阻力的平均误差为2.5%;不同入土角度下贯入阻力的平均增长率为62.85%;不同截面机具贯入阻力随截面面积增长而增长,值近似为1∶2∶3∶4.同时进行了机具结构模块化验证,理论模型与试验结果吻合度在85%以上.采样机具所受贯入阻力与贯入深度、方式和机具结构明显相关,可建立模块化理论模型准确预估不同条件机具的贯入阻力.

关键词：表层贯入模块化贯入阻力机土作用模拟月壤土力学工程地质

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基于弹道亏损形状特征的堆积脉冲识别方法

原子能科学技术 2024年第1期58卷 231-238页

作者：王明周建斌王怀平汪雪元刘易洪旭成都理工大学核技术与自动化学院四川成都610059 东华理工大学江西南昌330013

识别与拒绝堆积脉冲是提升高辐射环境下X荧光光谱性能的有效方法。本文提出一种堆积脉冲甄别方法,该方法首先将原始脉冲成形为三角脉冲和梯形脉冲;然后计算其幅度比值,该比值称为时不变脉冲形状标签(TIPS);最后通过TIPS的大小判别脉冲... 详细信息

识别与拒绝堆积脉冲是提升高辐射环境下X荧光光谱性能的有效方法。本文提出一种堆积脉冲甄别方法,该方法首先将原始脉冲成形为三角脉冲和梯形脉冲;然后计算其幅度比值,该比值称为时不变脉冲形状标签(TIPS);最后通过TIPS的大小判别脉冲是否堆积。这种方法不需要测量脉冲宽度,且不受脉冲幅度变化的影响。与逆锯齿波成形器相比,三角脉冲成形器能更有效地抑制TIPS展宽,从而有利于甄别堆积脉冲。在1.22×10^(6)s^(-1)通过率下,使用该方法识别铅黄铜样品中堆积脉冲。结果表明,当非堆积脉冲损失率为15%时,准确率、召回率及F1得分分别提升到73.55%、78.75%和76.06%,铜的Kα峰峰总比提高到76.60%。本文提出的方法可以有效识别堆积脉冲和提高能谱的峰总比。

关键词：反堆积高计数率脉冲形状甄别弹道亏损

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生物炭对磷石膏中磷的固化作用

岩石矿物学杂志 2024年第1期43卷 100-108页

作者：敖翔徐冠立李珎柏涵成都理工大学地球科学学院四川成都610059

磷石膏中的磷在雨水淋滤作用下浸出,将污染堆场附近水体。本研究采用生物炭固化磷石膏中的磷,以减少其对周遭水体的污染。主要通过模拟固化实验和对照浸出实验,分析生物炭用量、反应时间和温度、初始pH值对固化效果的影响,通过XRD、SEM-... 详细信息

磷石膏中的磷在雨水淋滤作用下浸出,将污染堆场附近水体。本研究采用生物炭固化磷石膏中的磷,以减少其对周遭水体的污染。主要通过模拟固化实验和对照浸出实验,分析生物炭用量、反应时间和温度、初始pH值对固化效果的影响,通过XRD、SEM-EDS分析固化后的生成物。实验结果显示,在生物炭用量为25 mg时,单位固化量达到最大值13.20 mg/g;在反应温度T=293 K、初始pH=7条件下,反应平衡时间72 h时浸出液的磷平衡浓度C_(e)=1.40 mg/L;温度提升有助于提高生物炭的固化效果,当T=308 K时,浸出液的磷平衡浓度C_(e)=0.167 mg/L;碱性条件有利于固化反应持续进行,在pH=11条件下,浸出液的磷平衡浓度C_(e)=0.153 mg/L。实验结果表明生物炭对磷石膏中的磷具有明显的固化效果。磷石膏中的二水硫酸钙溶解后,Ca^(2+)与表面带负电的生物炭结合,在生物炭显微结构的凹陷处,化学吸附溶液中的磷酸根生成了絮状、团簇状的羟基磷灰石(HAP)沉淀,从而使浸出磷得到有效控制。

关键词：磷石膏生物炭固化羟基磷灰石

应用L_(p)拟范数稀疏约束的纵横波速比直接反演

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石油地球物理勘探 2024年第2期59卷 230-237页

作者：张天悦林凯文晓涛赵炼张雨强雷扬成都理工大学油气藏地质及开发工程重点实验室四川成都610059 成都理工大学地球物理学院四川成都610059 中国石化石油工程地球物理公司南方分公司四川成都610041

纵横波速比(vP/vS)是识别气藏、描述储层特征和判别岩性的重要解释工具。目前主要是通过反射系数近似方程反演得到纵、横波速度,再进一步计算纵横波速比,但是这种间接计算方法会产生累积误差。为了直接从叠前地震数据反演纵横波速比,文... 详细信息

纵横波速比(vP/vS)是识别气藏、描述储层特征和判别岩性的重要解释工具。目前主要是通过反射系数近似方程反演得到纵、横波速度,再进一步计算纵横波速比,但是这种间接计算方法会产生累积误差。为了直接从叠前地震数据反演纵横波速比,文中提出了一种新的广义弹性阻抗方程,再进一步推导出一个与纵横波速比、纵波速度、密度相关的纵波反射系数近似方程。为了得到精度较高的反演结果,基于推导出的反射系数近似方程,提出一种基于Lp拟范数稀疏约束的叠前地震反演方法,并通过交替方向乘子算法求解。将提出的直接反演方法应用于理论模型和实际数据,并与间接反演方法相对比,结果表明该直接反演方法的反演结果精度较高,对含气储层的边界刻画更清晰。

关键词：反演纵横波速比广义弹性阻抗 Lp拟范数交替方向乘子算法

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惰性气体在LIBS中的辅助测量研究

光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 601-609页

作者：许杰谷懿宋宝林葛良全张庆贤杨文佳成都理工大学核技术与自动化工程学院四川成都610059 成都理工大学地学核技术重点实验室四川成都610059 中广核工程有限公司广东深圳518124 四川省安全科学技术研究院综合所四川成都610041

激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种发射光谱分析技术,因其实时、多元素、无损、远程等优势,在分析高危环境和重要文物等方面具有极大潜力。目前,LIBS测量技术仍受实验设备,测量环境等因素影响,其中,气氛环境对LIBS测量的影响尤为显著。惰性... 详细信息

激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种发射光谱分析技术,因其实时、多元素、无损、远程等优势,在分析高危环境和重要文物等方面具有极大潜力。目前,LIBS测量技术仍受实验设备,测量环境等因素影响,其中,气氛环境对LIBS测量的影响尤为显著。惰性气体因其优秀的物理性质(比热容,导电率,稳定的化学性质,较大的相对分子质量等)有利于辅助LIBS测量,增强光谱信号,提高检测下限,在激光诱导击穿光谱测量中的应用愈发频繁。因此,在详细调研了惰性气体于LIBS测量过程中的应用基础上,解析了其对光谱信号的影响因素,如很低的化学活性有效降低了空气中其他气体(氧气,氮气等)对光谱信号的吸收湮灭、较大的原子体积限制了等离子体向外扩张,使得单位体积内的温度大幅度上升、丰富的核外电子使产生的等离子体中自由电子大幅度上升,提高了电子密度、亚稳态的存在促使惰性气体对待测样品的延迟激发,辅助激发某些较轻元素并大幅度增加等离子体寿命、能量传递更能特定增强某些特殊能级的发射谱线,获得更高的增强因子、还分析了氡气通过衰变对发射谱线的影响,惰性气体的发射谱线也可用于计算样品的等离子体温度和电子密度等,对LIBS的辅助测量有重要影响。列举了亚稳态在LIBS测量中的应用和惰性气体在不同测量对象中对谱线信号的增强因子。分析比较了不同惰性气体在信号增强,烧蚀质量,时间演化方面的差异,结果表明,氦气相比其他惰性气体较为特殊,归结于其特殊的物理性质和核外结构,而其他气体随着周期数的增加,信号增强因子逐渐增加而烧蚀质量却逐渐减小,等离子的时间演化也逐渐变长,为LIBS测量中选择合适的惰性气体提供理论支持和参考。

关键词：光谱测量原子发射光谱分析法惰性气体综述

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冻土区土壤甲烷排放的研究进展及发展趋势

地学前缘 2024年第4期31卷 354-365页

作者：张舜尧施泽明杨志斌周亚龙张富贵彭敏中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 中国地质科学院地球表层碳汞地球化学循环重点实验室河北廊坊065000 成都理工大学地球与行星科学学院四川成都610059

作为全球碳循环系统及陆地生态系统的重要组成部分,冻土区土壤甲烷排放在土壤碳库与气候变化之间的反馈联动机制中扮演着关键性角色,并因此成为全球气候变化研究中的前沿热点问题。冻土区土壤甲烷排放的气源主要为微生物产甲烷活动和冻... 详细信息

作为全球碳循环系统及陆地生态系统的重要组成部分,冻土区土壤甲烷排放在土壤碳库与气候变化之间的反馈联动机制中扮演着关键性角色,并因此成为全球气候变化研究中的前沿热点问题。冻土区土壤甲烷排放的气源主要为微生物产甲烷活动和冻土层、天然气水合物中的气体释放作用,其中,微生物气源的研究较为成熟,而冻土层和天然气水合物气源甲烷的排放研究目前尚停留在定性分析阶段。在影响因子方面,文献计量学统计结果中出现频次最多的关键词依次为土壤温度、湿度和水位条件、有机质含量、地表植被条件等,这些要素可以对甲烷产生、传输和氧化吸收等多个环节产生影响。模型计算法是当前冻土区土壤甲烷排放评估预测的主要方法,包括早期的统计计算模型和近年来出现的基于土壤甲烷排放成因机理的过程模型,相关计算结果有效地支撑了全球气候变化评估研究。通过对冻土区土壤甲烷排放研究成果的梳理和总结,发现当前对冻土区土壤甲烷排放的气源和单因子影响作用认识较为明确,不同尺度的监测和评估方法也较为成熟。但是,对多气源作用下的冻土区土壤甲烷复合排放研究仍然较为薄弱,尤其是在冻土层和天然气水合物的甲烷释放方面,还缺少相关的定量计算研究。与此同时,在影响因子研究方面,也缺少多因素作用下的成因机理和驱动机制分析。因此,可以通过多方法、多因素综合监测研究,利用产甲烷微生物的元基因组分析、多气源土壤甲烷排放的同位素示踪等新技术和新方法,结合卫星遥感等大尺度观测结果,完善冻土区土壤甲烷排放的过程模型。此外,作为全球的“第三极”,青藏高原区域碳循环系统的变化将对亚洲,乃至全球气候变化产生重大影响。因此,还应进一步加强对青藏高原中纬度高原冻土区土壤甲烷排放的相关研究,为区域碳排放的定量评估和全球气候变化的研究提供理论支撑。

关键词：冻土区土壤甲烷排放气源影响因子监测方法发展趋势