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印度-欧亚板块碰撞带中下地壳分层流动与减薄:来自希夏邦马峰地区藏南拆离系构造解析的证据

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岩石学报 2024年第5期40卷 1475-1488页

作者：闫佳鑫刘俊来周保军闻俊豪中国地质调查局西安地质调查中心(西北地质科技创新中心) 中国地质调查局造山带研究中心西安710119 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)深时数字地球前沿科学中心北京100083 中国前寒武系省级地质自然保护区管护局昆明650600

造山带中下地壳物质流动是造山带地壳变形的重要表现,它制约着造山作用过程。印度-欧亚板块碰撞带内藏南拆离系为理解陆-陆板块会聚过程中中下地壳物质流动提供了范例。本项研究围绕喜马拉雅造山带中段希夏邦马峰地区藏南拆离系开展构... 详细信息

造山带中下地壳物质流动是造山带地壳变形的重要表现,它制约着造山作用过程。印度-欧亚板块碰撞带内藏南拆离系为理解陆-陆板块会聚过程中中下地壳物质流动提供了范例。本项研究围绕喜马拉雅造山带中段希夏邦马峰地区藏南拆离系开展构造解析、显微构造观察和淡色花岗岩独居石U-Th-Pb年代学分析。结果表明希夏邦马峰地区藏南拆离系为一宽约2km的韧性剪切带,剪切变形岩石具有显著的分层流动特征。藏南拆离系新生代时期经历了两阶段塑性变形:D 1期变形表现为面理S 1、对称状透镜体和层间褶皱F 1的发育;D 2期变形表现为糜棱面理S 2、近E-W向拉伸线理L 2、不对称旋转碎斑和透镜体及褶皱的发育。运动学标志表明D 2期变形为上盘向东的运动学特征。淡色花岗岩独居石U-Th-Pb测年分析获得三组年龄:32.26±0.29Ma、22.31±0.18Ma和15.54±0.11Ma,这三组年龄的淡色花岗岩分别表现出D 1期变形、D 2期变形和未变形特征。结合前人已发表数据,本文得出藏南拆离系ca.35~26Ma发生以纯剪为主的剪切变形(D 1期),ca.26~15Ma发生以单剪为主的剪切变形(D 2期)。D 1-D 2期变形为一递进剪切变形,二者可能归咎于印度-欧亚板块碰撞过程中中下地壳固态分层流动。

关键词：构造解析独居石U-Th-Pb测年希夏邦马峰地区藏南拆离系中下地壳分层流动

基于Cesium的湟水流域地质灾害三维可视化与信息系统设计

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科学技术与工程 2024年第21期24卷 8843-8852页

作者：温兰冲赵健赟高崇越王志超陈风杨成龙青海大学地质工程系西宁810016

为实现青海省湟水流域地质灾害可视化管理,提高灾害信息处理效率,通过倾斜摄影测量与实地调查,结合数据库、前后端等技术开展了灾害三维可视化系统和后台信息管理系统的设计与开发。三维可视化系统基于Cesium引擎,在具备地球多维显示、... 详细信息

为实现青海省湟水流域地质灾害可视化管理,提高灾害信息处理效率,通过倾斜摄影测量与实地调查,结合数据库、前后端等技术开展了灾害三维可视化系统和后台信息管理系统的设计与开发。三维可视化系统基于Cesium引擎,在具备地球多维显示、快速定位、底图添加功能的基础上,扩展开发了数据加载、空间处理、漫游展示3个特色模块,可以加载研究区的矢量数据、影像数据、倾斜摄影模型,能够满足空间量测的需求,实现了在模型上绘制标签并结合现场调查情况进行“隐患点+风险区”的双控分析。后台信息管理系统实现了对灾害基本情况、发展趋势,以及区域内降水、人口、GDP等信息的空间查询分析,为地质灾害风险评估、治理防护提供了技术支撑。

关键词：地质灾害三维可视化系统开发数据处理 Cesium引擎

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子午线弧长正解展开通式及数学分析

测绘学报 2024年第9期53卷 1790-1798页

作者：周东权边少锋黄晓颖中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院湖北武汉430078 中国地质大学(武汉)地质探测与评估教育部重点实验室湖北武汉430074 海军工程大学作战运筹与规划系湖北武汉430033

子午线弧长公式通常表示为大地纬度B的级数展开式,其系数以第一偏心率e为参数,本文利用第三扁率n对公式进行重新推导,并将其表示为三角函数的3种形式:倍角形式、指数形式和二倍角形式。重新推导的公式中各系数中的分母值都明显变小,个... 详细信息

子午线弧长公式通常表示为大地纬度B的级数展开式,其系数以第一偏心率e为参数,本文利用第三扁率n对公式进行重新推导,并将其表示为三角函数的3种形式:倍角形式、指数形式和二倍角形式。重新推导的公式中各系数中的分母值都明显变小,个别高阶项系数消失,结构简单、形式简洁。基于此,对3种表示形式的8阶展开式和10阶展开式进行截断误差分析,结果表明3种表示形式的8阶展开式精度最低也有毫米级,能满足日常的使用场景,而10阶展开式精度提高了至少2个数量级,能满足高精度的使用场景。在高精度的使用场景下,不同表示形式的子午线弧长公式具有不同的实用性,分析表明在0°N—30°N低纬度地区推荐使用三角函数的指数形式,在30°N—55°N中纬度地区推荐使用三角函数的二倍角形式,而在55°N—90°N高纬度地区推荐使用三角函数的倍角形式。

关键词：子午线弧长第三扁率数学分析区域分析

降雨作用下基于电导性能的土坡基质吸力时空变化试验研究

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自然灾害学报 2024年第1期33卷 139-150页

作者：林昀昭简文彬陈瑞敏康浩隆章德生福州大学岩土与地质工程系福建福州350108 福州大学福建省地质灾害重点实验室福建福州350108

降雨作用下土坡基质吸力随时空而变化,直接影响土坡的瞬态稳定性分析。为研究降雨作用下土坡电导性能与基质吸力的时空变化与联系,通过人工降雨滑坡物理模型试验,将电阻率作为监测量与常规的含水率、基质吸力相结合,并在边坡模型上种植... 详细信息

降雨作用下土坡基质吸力随时空而变化,直接影响土坡的瞬态稳定性分析。为研究降雨作用下土坡电导性能与基质吸力的时空变化与联系,通过人工降雨滑坡物理模型试验,将电阻率作为监测量与常规的含水率、基质吸力相结合,并在边坡模型上种植马尼拉草,研究植草边坡在均匀降雨、前小后峰和前峰后小这3种动态降雨模式下的入渗特征。研究结果表明:动态降雨模式下,降雨强度变化对土体电阻率和含水率均能产生影响,但都存在一定滞后性。降雨前边坡土体基质吸力、电阻率较高,随着深度的增加逐渐递减。降雨后表层土体基质吸力、电阻率出现较大跌幅,分布上呈现由浅层到深层逐渐增大态势。结合Keller改进的Archie拓展模型与VG模型,得到基于电阻率的残积土基质吸力计算模型,并用试验数据进行验证,结果较为合理,为非饱和残积土基质吸力的测量提供一种快速便捷的方法。研究成果有助于探究非饱和残积土边坡在不同降雨模式下的渗流特征,揭示了降雨作用下坡残积土的电导性能演化规律与基质吸力空间分布特征。

关键词：滑坡降雨残积土电阻率基质吸力入渗

激光溅射电离飞行时间质谱快速定量分析钛合金中的氢

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质谱学报 2024年第4期45卷 457-464,I0001页

作者：洪周怡张振建王煜兵徐周毅郭伟杭纬厦门大学化学化工学院谱学分析与仪器教育部重点实验室福建厦门361005 厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院福建厦门361102 中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室湖北武汉430078

本研究使用自行搭建的激光溅射电离飞行时间质谱(LAI-TOF MS)对钛合金标准样品进行检测,建立了钛合金中氢的直接定量分析方法,得到氢元素标准曲线的线性关系良好,线性相关系数0.9913,检出限低至0.0004%,计算得到氢元素的原子化和离子化... 详细信息

本研究使用自行搭建的激光溅射电离飞行时间质谱(LAI-TOF MS)对钛合金标准样品进行检测,建立了钛合金中氢的直接定量分析方法,得到氢元素标准曲线的线性关系良好,线性相关系数0.9913,检出限低至0.0004%,计算得到氢元素的原子化和离子化效率约为13.4%。将该方法应用于其他钛合金样品中氢元素的分析,氢测定值相对标准偏差(RSDs)均小于14%;将该测定结果与惰性气体熔融-红外法测定值进行对比,相对误差均在5%以内。同时,通过分析LAI-TOF MS谱图,可实现钛合金样品中Be、C、Al、Si、P、Ca、Cr、Fe、Zr、Mo、Pd、In、Sn等微量元素的定性和半定量检测。结果表明,基于LAI-TOF MS建立的钛合金中氢定量检测方法几乎无需样品前处理、操作简便、分析时间短、灵敏度高,可用于钛合金中氢元素的快速直接定量检测。

关键词：钛合金氢定量激光溅射电离飞行时间质谱(LAI-TOF MS) 微量元素半定量分析

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考虑未来土地利用动态情景的滑坡易发性制图

地球信息科学学报 2024年第6期26卷 1486-1499页

作者：金必晶曾韬睿桂蕾殷坤龙朱宇航刘洋中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074 中国地质大学(武汉)地质调查研究院武汉430074

山区城镇化的建设会造成土地利用的变化,从而改变滑坡的易发性。然而,目前在滑坡灾害的管理中缺乏未来土地利用动态变化下的易发性研究。基于此,本文以重庆市万州区长江沿岸乡镇为例,首先利用斑块生成土地利用变化模拟(Patch-generating... 详细信息

山区城镇化的建设会造成土地利用的变化,从而改变滑坡的易发性。然而,目前在滑坡灾害的管理中缺乏未来土地利用动态变化下的易发性研究。基于此,本文以重庆市万州区长江沿岸乡镇为例,首先利用斑块生成土地利用变化模拟(Patch-generating Land Use Simulation,PLUS)模型对该地区2025年与2030年的土地利用动态因子进行预测;随后,结合研究区所收集的静态因子与滑坡灾害数据构建了易发性评价的数据库。并利用粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对XGBoost、LightGBM与CatBoost共3种基于GBDT(Gradient Boosting Decision Tree)框架的集成学习模型进行超参数的调整并开展动态易发性建模;最后,基于最优评价模型开展未来土地利用动态变化情景下的滑坡易发性进行制图。研究结果表明:①基于PLUS模型的土地利用变化结果能够为未来滑坡易发区域的预测提供准确的基础数据;②通过对比PSO算法参与建模前后的AUC结果,可以发现PSO-CatBoost模型能够更好的拟合研究区滑坡清单和触发因子的非线性关系,并获得了最优的建模精度;③综合考虑未来土地利用与滑坡易发性的研究框架表明未来长江沿岸乡镇的建筑用地发展会提高潜在的滑坡易发性。本文所提出的研究思路对于构建坚韧有效的山区城镇防灾减灾体系具有重要的实际意义,并可为未来山区城镇的规划提供科学指导。

关键词：滑坡易发性 PLUS模型未来土地利用变化粒子群算法(PSO) XGBoost LightGBM CatBoost 万州区

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高寒草甸斑块化空间分异性及其地形因子影响

草地学报 2024年第2期32卷 570-578页

作者：王祎明李国荣李希来把熠晨王克钰姚文治张静青海大学地质工程系青海西宁810016 青海大学农牧学院青海西宁810016

青藏高原高寒草甸在国家生态环境保护战略中占据重要位置,近几十年来,气候变化和人为因素导致大面积高寒草甸发生斑块化退化。为探究高寒草甸斑块化空间分异性及各斑块类型间(裸地斑块、短期恢复斑块和长期恢复斑块)的分布规律以及其地... 详细信息

青藏高原高寒草甸在国家生态环境保护战略中占据重要位置,近几十年来,气候变化和人为因素导致大面积高寒草甸发生斑块化退化。为探究高寒草甸斑块化空间分异性及各斑块类型间(裸地斑块、短期恢复斑块和长期恢复斑块)的分布规律以及其地形因子的影响,本研究通过3S(RS,GIS,GNSS)技术获取位于青海省河南县和玛多县4个典型研究区的斑块类型分布及地形因子数据,利用景观生态指数探究不同斑块的空间分布差异。结果表明,研究区植被覆盖度随着海拔升高呈现先增加后减小的趋势,斑块景观的破碎化程度呈现先减小后增大的趋势。不同海拔地区斑块化程度最高的斑块类型都是长期恢复斑块。地形因子显著影响着不同斑块的分布,长期恢复斑块和健康草甸主要分布在阳坡平缓区域。

关键词：斑块化植被覆盖度景观格局地形因子空间差异

长江中游荆江段地下水排泄的量化及其空间差异性分析

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地球科学 2024年第4期49卷 1448-1458页

作者：周子皓杜尧孙晓梁范红晨邓娅敏中国地质大学环境学院湖北武汉430078 中国地质大学地质调查研究院湖北武汉430074

地下水与河流的相互作用对于维持河流生态系统的健康十分关键,但是目前对于地下水向湿润地区大型河流排泄过程的定量化研究较为薄弱.针对这一问题,以长江中游荆江段为研究区,通过野外采样和水文气象数据收集,利用^(222)Rn质量平衡模型... 详细信息

地下水与河流的相互作用对于维持河流生态系统的健康十分关键,但是目前对于地下水向湿润地区大型河流排泄过程的定量化研究较为薄弱.针对这一问题,以长江中游荆江段为研究区,通过野外采样和水文气象数据收集,利用^(222)Rn质量平衡模型定量估算长江中游荆江段的地下水排泄,并用EC质量平衡模型及水量平衡模型验证^(222)Rn质量平衡的结果.结果显示:长江中游荆江段的平均地下水排泄速率为133 mm/d,排泄总量为1.06×10^(8)m^(3)/d,对水量平衡的贡献约为10.99%.其中枝城-沙市段地下水排泄速率最大,监利-螺山段地下水排泄速率最低.含水层富水性和地下水位可能是控制地下水排泄速率的关键因素.本研究对于流域水资源管理具有重要意义,也可为今后长江中游地区水资源的合理开发利用以及生态环境保护提供理论依据.

关键词：地下水排泄氡水量平衡荆江长江中游水文地质学

地下水环境中Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体的形成机制

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地球科学 2024年第2期49卷 793-802页

作者：程一涵邓娅敏薛江凯张余茜中国地质大学环境学院湖北武汉430074 中国地质大学地质调查研究院湖北武汉430074

Mn(Ⅲ)是锰氧化还原循环中电子传递的中间体,广泛参与陆地和海洋生态系统中的碳、铁和硫的地球化学循环.近年来在厌氧、微氧和有氧水环境中陆续发现了Mn(Ⅲ)有机络合物存在,研究地下水环境中Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体的形成机制与行为特征对于... 详细信息

Mn(Ⅲ)是锰氧化还原循环中电子传递的中间体,广泛参与陆地和海洋生态系统中的碳、铁和硫的地球化学循环.近年来在厌氧、微氧和有氧水环境中陆续发现了Mn(Ⅲ)有机络合物存在,研究地下水环境中Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体的形成机制与行为特征对于认识锰的地球化学循环及其影响的营养物和污染物的迁移转化机制具有重要意义.通过开展批实验,探讨氧气条件、腐殖质浓度和有机质种类对Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体形成的影响,并结合FTIR、XRD、XPS、TEM多种手段表征其理化性质与稳定性.研究发现:厌氧或有氧-厌氧环境有利于Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体形成,Mn(Ⅲ)-腐殖质的络合程度随着腐殖质浓度的升高而增强,富里酸更容易与Mn(Ⅲ)络合,但形成的胶体稳定性较Mn(Ⅲ)-胡敏酸胶体差.Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体呈无定形形态,腐殖质上的羧基等含氧官能团与Mn(Ⅲ)形成内球络合物,可减缓Mn(Ⅲ)歧化程度.Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体具有氧化和吸附能力,对地下水中污染物的迁移转化具有重要的环境意义.

关键词： Mn(Ⅲ) 腐殖质胶体稳定性络合机制地下水