台湾海峡晚更新世以来的高分辨率地震地层学研究

基于4 530km高分辨率单道地震数据和钻孔资料,采用高分辨率地震地层学的方法,对台湾海峡晚更新世以来的地层进行了划分,自上而下共识别出R0、R1、R2、R3、R4等5个主要反射界面,分别对应海底、3ka BP前后高海平面、最大海泛面、海侵面和Ⅰ型层序界面,并以此划分出4个地层单元:晚全新世浅海-滨海沉积A,中全新世浅海沉积B,早全新世海侵沉积C,晚更新世陆相河流沉积D。在海平面变化的作用下,海峡地区先后发育低水位沉积D(低位体系域),海侵沉积C(海侵体系域)、高水位沉积B和A(高位体系域)。研究了台湾海峡的典型地震相,提出了关于台中浅滩(云彰隆起)处的楔状沉积体的新观点,认为该楔状体为全新世中期以来形成的三角洲沉积受波浪和潮流作用改造而形成的潮流沙脊,其物质主要来源于台湾。识别出了晚更新世和早全新世古河道沉积,海平面变化和地势高低是其形成时间差异的主要因素。

海底沙波特征线的最优方向剖面自动识别方法

海底沙波是发育在近海陆架上的一种常见海底地貌类型,海底沙波特征与运动规律的研究具有重要的科学意义与工程应用价值,沙波脊线与谷线是表征海底沙波的最基本特征,也是精确描述沙波运动的基本参量。本文提出了一种基于复合数字水深模型的沙波特征线自动识别方法——最优方向剖面法,基于水深曲面归算得到最优剖面方向,再依据最优剖面方向求导并判定极值,自动提取沙波形态特征点,最终形成沙波脊线和谷线。以台湾浅滩复合型沙波为例进行对比实验研究,结果表明,该方法能基于不同分辨率的数字水深模型自动准确地提取海底沙波脊线与谷线,勿需设置阈值,地形自动化识别程度得到进一步提升,具有重要的实际应用价值。

北部湾海底沉积物稀土元素与影响因子关系的BP神经网络定量分析

海底沉积物中稀土元素的分布特征受多种影响因子的影响,很难定量分析。北部湾沉积物稀土元素(∑REE)与物源、水动力、沉积物粒度和黏土矿物百分比等关系定性分析显示,本区∑REE的物源主要由陆源岩石控制,弱水动力和细颗粒度都对应较高含量的∑REE。结合北部湾海底沉积物的位置、砾石含量、砂含量、粉砂含量、黏土含量和黏土矿物含量训练出来的BP神经网络在控制变量的情况下定量分析各影响因子与∑REE的关系,获得单个影响因子与∑REE的关系曲线。这些关系曲线揭示了北部湾沉积物中稀土元素与各影响因子的联系,所获结果与定性分析结果基本一致,该方法能够通过自主学习,自动判断并定量计算,有助于识别每一个因子对稀土元素含量影响的大小,是如何控制∑REE的分布,从而根据曲线的变化规律结合实际情况去推断区域的环境变化及地质演变,对稀土元素的富集和分散分析提供有益的理论指导。

南极罗斯海R11柱样晚更新世晚期以来稀土元素地球化学特征

南极大陆边缘沉积物记录着南极及周缘地区海洋沉积与气候变化的重要信息。利用ICP—MS分析技术对取自南极罗斯海的R11柱状样沉积物进行了稀土元素地球化学特征分析。在R11柱样沉积物中,∑REE介于132.33~200.75μg/g之间,在纵向上呈现波动式变化,体现出了沉积环境的不稳定性;REE含量变化与沉积物细粒组分(粉砂+黏土)和硅质生物碎屑不具有显著相关性;经球粒陨石标准化的REE配分特征表现为轻稀土富集、重稀土相对均一和Eu明显负异常的右倾型,与上陆壳(UCC)和澳大利亚后太古代页岩(PAAS)的配分模式较为接近,揭示R11柱样沉积物来源自晚更新世晚期以来相对稳定,物源区具有大陆性质。综合REE配分模式、富集因子和典型参数等特征分析表明,R11柱样沉积物主要来自于周缘的维多利亚地、横断山脉和玛丽伯德地古老沉积岩石或地层提供的长英质碎屑,新生代火山岩物源贡献相对较低。

北部湾海底沉积物稀土元素与影响因子关系的BP神经网络定量分析

海底沉积物中稀土元素的分布特征受很多影响因子的影响,很难定量分析。北部湾沉积物稀土元素(ΣREE)与物源、水动力、沉积物粒度和粘土矿物百分比等关系定性分析显示,本区的ΣREE的物源主要由陆源岩石控制,弱水动力和细粒度都对应较高含量的ΣREE。结合北部湾海底沉积物的位置、砾石含量、砂含量、粉砂含量、粘土含量和粘土矿物含量训练出来的BP神经在控制变量的情况下定量分析它们与ΣREE的关系,获得单个影响因子与ΣREE的关系曲线。这些关系曲线揭示了北部湾沉积物中稀土元素与各影响因子的联系,所获得的结果与定性分析的结果基本一致,该方法能够通过自主学习,自动判断并定量计算,有助于识别每一个因子对稀土元素含量影响的大小,是如何控制ΣREE的分布,从而根据曲线的变化规律结合实际情况去推断区域的环境变化及地质演变,对稀土元素的富集和分散提供有益的理论指导。

南极罗斯海柱样沉积物中有机碳和氮元素地球化学特征及其来源

南极周边海域沉积物中的有机碳和氮元素地球化学特征对于深入研究全球碳循环和海洋生态环境演变具有重要意义。本文对取自南极罗斯海的RBA08C柱状样沉积物进行了有机碳和氮元素地球化学特征分析。结果表明:RBA08C柱样中TOC含量在顶部0～12cm呈现随柱深增加而降低的趋势,自12cm以深含量总体相对稳定;TN总体具有与TOC相同的变化趋势,两者含量变化呈现较强正相关性,说明可能具有相同来源;沉积物TOC/TN比值和δ13 C值揭示RBA08C柱样有机质主要为海洋生源沉积,其含量变化应主要受控于上层水体生产力、沉积速率和氧化还原环境等因素的共同作用;RBA08C柱样的TOC埋藏率约为50%,与位于普里兹湾埃默里冰架边缘的IS-4站柱样相同,加之较为相近的TOC和TN含量及变化趋势,表明两者可能具有相近的沉积速率,其所在的海区是南极海域较重要的碳循环和碳储区。

环形不规则重磁测线网的平差方法研究

为了提高环形不规则重磁测线网的测线利用率和数据精度,提出了一种不区分主测线和检测线的环形不规则重磁测线网的平差方法,并从理论上证明了在假设半系统差在总误差中的影响是显著时进行的半系统调整和最小二乘综合调差法是统一的,是对现有平差方法的拓展和完善。该方法原理简单,计算方便,平差处理后,交叉点不符值可明显减小,并通过实际算例验证了本方法的有效性和可靠性。因此,该方法可有效解决环形不规则测线网难以调平的问题,更具普适意义和实用价值。

基于CUDA技术与GCV准则的小波变换压制地震面波的研究

压制噪声的同时能够最大程度的保留有效信号是滤波处理过程中的难点.在对地震记录频谱进行分析的基础上,认为基于GCV准则的离散小波变换自适应阈值萎缩方法可以有效分离地震记录在低频区的有效信号和面波噪声.通过该方法滤波处理,有效压制了地震记录的面波噪声,使得地震记录的信噪比得到大幅度提高.且自适应阈值处理降低了人工数据处理对地震记录造成的主观偏差,使得处理结果更为精确可靠.在前述方法研究的基础上,进一步分析讨论了地震信号小波变换滤波算法的GPU/CPU协同计算模式,并将其应用于实际地震记录的滤波处理.通过对比单独使用CPU计算和GPU/CPU协同计算模式的时间花销,后者计算效率得到显著提升,整体加速比最高达到了22倍.

格莱尼改正及其在地球物理数据处理中的意义

格莱尼改正是重力改正的一种,是对球面半径约166.7 km以外地形和均衡造成的重力综合效应的改正,改正后所得格莱尼异常可对应研究区范围内地壳结构特征,具有重要的研究意义.但近年来国内的重力研究中,对格莱尼改正的认识和重要性还不是十分透彻,特别是在大区域研究中,忽略这一远区重力效应可能会对研究结果的解释造成误导.针对这一问题,本文介绍了格莱尼改正的含义、由来与研究历史,指出了在大区域研究中需要考虑格莱尼效应的重要性,以“扇形球壳块”法为例给出了格莱尼改正的计算原理,列举了格莱尼异常在地球物理中的常见应用,并通过重力改正与莫霍面深度反演实例,通过对反演结果的控制点检测与精度评价,指出格莱尼异常反演所得莫霍面埋深更接近地震方法结果,从而表明了格莱尼改正在地球物理研究中的不可忽视性,并指出完全布格改正与格莱尼改正在计算方法上可实现统一.