用FDTD计算各向异性磁化等离子体涂敷二维目标的RCS

采用z变换方法把时域有限差分方法(FDTD)推广应用于二维各向异性色散介质—磁化等离子体中,该算法同时解决了电磁波在各向异性和频率色散介质中传播的计算问题,给出了各向异性磁化等离子体中FDTD迭代公式.计算了各向异性磁化等离子体涂敷导体圆柱前后其雷达散射截面(RCS)的变化情况,分析了等离子体碰撞频率和电子回旋频率对其RCS的影响.

各向异性磁化等离子体涂敷三维导体目标FDTD分析

把电流密度卷积-时域有限差分法(JEC-FDTD)推广应用于三维各向异性色散介质——磁化等离子体中,该算法同时解决了电磁波在各向异性和频率色散介质中传播的难题,给出了各向异性磁化等离子体中JEC-FDTD迭代公式.计算了各向异性磁化等离子体涂敷二面角反射器和球锥体后其RCS的变化情况,分析了电子回旋频率对其RCS的影响.计算结果表明磁化等离子体吸收性能更好.

青藏高原西北缘晚新生代沉积岩古流向的磁化率各向异性确定及其构造意义

古流向的确定是重建沉积物来源及沉积过程的有效方法,而磁化率各向异性作为古流向恢复的可靠信息载体在室内沉积实验和具体工作中已得到认可。本文对青藏高原西北缘柯克亚剖面晚新生代地层乌恰群、阿图什组和西域组80块样品开展了磁组构研究,磁面理与磁线理图、磁化率各向异性度与磁化率椭球体形状因子图直观地说明研究对象均具有磁面理较磁线理发育的特点,代表了原生沉积组构特征。柯克亚剖面乌恰群、阿图什组和西域组的磁化率各向异性测量则恢复了三个时期的古流向。古流向在不同时期的变迁显示了重要的青藏高原西北缘的隆升信息。乌恰群与阿图什组、阿图什组与西域组之间的古流向的改变反映出西昆仑山北缘具有西早东晚的构造隆升过程。

中国北方上新世晚期-更新世早期风成沉积物磁化率各向异性初探

前人对中国黄土高原晚更新世黄土沉积物的磁化率各向异性的研究表明,磁化率椭球体最大轴(Kmax)偏角的方向能够指示黄土沉积时期的搬运动力方向,即古风向,并可以通过这种途径进行古季风的重建。本研究试图通过对中国黄土高原晚上新世-早更新世转折时期的风成沉积磁化率各向异性研究进一步检验其在古风向重建方面的应用潜力。选择分别地处黄土高原中部、南部和东部地区的灵台、渭南和保德3个剖面,对红粘土向黄土过渡时期4个不同地层单元古土壤层(S32)、黄土层(L33)、过渡层(TU)以及红粘土沉积(RC)的样品进行了磁化率各向异性测量,结果表明磁线理L值很小,而磁面理F较为发育,这与前人对晚更新世黄土沉积磁化率各向异性的研究结果一致;同时,4个不同地层单元的磁面理F、各向异性度P和形状因子T在3个剖面上均表现出随土壤发育程度增强而减小的变化趋势,说明后期的成壤作用能够不同程度地降低磁面理、磁化率各向异性度以及形状因子的大小。与前人对于晚更新世黄土沉积磁化率各向异性的研究结果不同的是3个剖面的S32,L33,TU以及RC的Kmax的偏角似乎并不能反映出当时的搬运动力方向,即古风向,而长期的压实作用以及不同程度的后期土壤化作用是造成这一时期黄土和红粘土沉积物磁化率各向异性最大轴偏角方向未能反映出当时搬运动力方向(古风向)的原因之一。

阳原泥河湾盆地台儿沟东剖面沉积相磁化率各向异性研究

磁化率各向异性（Anisotropy of Magnetic Susceptibility：AMS）能揭示沉积物中磁性矿物的定向排列,用于判定水流大小和方向变化。目前,关于沉积微相的磁化率各向异性研究仍较少。本文通过对台儿沟东剖面进行高分辨率磁化率各向异性研究,发现各沉积微相和亚相的磁化率各向异性较大差异,对于水动力较大的沉积微相,如分支河道、水下支流河道、河口砂坝等,其磁化率和磁化率各向异性度相对较大;对于水动力较小的沉积微相,如分支间湾、天然堤等,磁化率和磁化率各向异性度次之;对于滨浅湖、前三角洲泥、沼泽等静水环境,磁化率和磁化率各向异性度最小。根据各沉积微相或亚相χ与P的相关系数变化,可将河湖相地层分为两段：其中,在7.8～90m深度范围内,χ与P的相关系数为正值;在之下90～130m深度范围内,χ与P的相关系数主要为负值。与郝家台、东谷坨剖面磁化率各向异性结果相似,台儿沟东剖面各沉积微相和亚相的磁化率最大轴主要倾向NNE和NNW方向,而磁化率最小轴主要倾向SW方向,表明泥河湾盆地的物源除了可能来自盆地东部外,还可能来自盆地西南部。

磁化率各向异性的原理及应用实例

磁化率各向异性(AMS)在地质领域中的应用极为广泛,可以用来研究古流向造成的磁性矿物的定向排列,以及构造应力作用引起的岩石内磁性矿物的定向重结晶、定向排列及韧性变形。本文介绍了AMS的基本原理和参数,并并介绍了前人及作者应用AMS详细分析研究了二个实例:(1)以假多畴(MD)高钛磁铁矿为主要载磁矿物的玄武岩样品的AMS变化及其对构造运动的响应;(2)以MD磁铁矿为主要载磁矿物的湖泊沉积物样品在沉积过程中AMS变化。AMS可以灵敏地检测样品中磁性矿物的定向排列,因此在在地质领域中具有很好的应用前景。

磁化率各向异性与花岗岩形成的构造背景──以广东两类不同成因类型花岗岩为例

广东省两类不同成因类型花岗岩磁化率各向异性研究表明：Ⅰ型花岗岩的磁化率的数值较大，一致性较好；各向异性度比较小，磁化率椭球为纯压扁型．Ｓ型花岗岩的磁化率数值普遍较小，一致性较差；各向异性度比较大，磁化率椭球以兼具压扁型和拉长型为特征；岩体内部两种磁化率椭球（压扁型和拉长型）的３个主轴的方向具有较好的一致性．结合花岗岩的野外地质特征，作者认为，Ｓ型花岗岩在形成过程中受到了板块内部强烈的挤压和剪切作用，不同类型的源岩在强烈的挤压作用下局部地带发生破裂，发育了大规模的剪切推覆作用，在剪切热的作用下源岩物质被改造形成Ｓ型花岗岩；Ⅰ型花岗岩则是原始岩浆侵入到地壳上部形成，其形成的构造背景与当时板块的Ｂ型俯冲有关。

中国大陆科学钻探主孔100～2000m岩心的磁化率各向异性及其地质意义

在常温常压条件下获得了中国大陆科学钻探(CCSD)主孔331块岩心的磁化率各向异性(AMS)数据,并建立了主孔100—2000m的体积磁化率和AMS连续剖面。数据统计分析显示,主孔100—2000m岩心的磁化率(κ)介于1．05×10-4SI和0．12SI之间,几何平均值为1．855×10-3SI;磁化率各向异性度(Pj)介于1．04和2．10之间,几何平均值为1．155。该井段出露的主要岩石类型有榴辉岩、退变质榴辉岩、角闪岩、正片麻岩、副片麻岩和蛇纹石化橄榄岩,它们的垂向分布特征控制着磁化率剖面的变化。主孔的超高压变质岩石在折返过程中普遍经历了强烈的角闪岩相退变质作用的改造。其磁化率特征也发生相应的改变。蛇纹石化橄榄岩具有很高的磁化率(8．58×10-2SI)和各向异性度(1．335)。这主要源于橄榄岩蛇纹石化过程中产生的大量磁铁矿。榴辉岩、退变质榴辉岩和角闪岩代表榴辉岩从新鲜到完全退变质的三个阶段,它们的磁化率和磁化率各向异性度分别为榴辉岩(1．28×10-3SI、1．077)、退变质榴辉岩(3．19×10-3SI、1．206)、角闪岩(1．02×10-3SI、1．104)。正片麻岩的磁化率和各向异性度分别为5．34×10-3SI和1．167。副片麻岩的磁化率和各向异性度分别为3．46×10-4SI和1．150。对58个变形岩石的AMS测试结果显示,其磁化率椭球体的主轴方向与岩石组构基本一致,即最大磁化率主轴κ1平行矿物线理,最小磁化率主轴κ3垂直岩石面理。同时,这些变形岩石的AMS椭球体多呈现明显的压扁状特征,反映超高压变质岩石在折返过程中处于强烈挤压变形的构造应力环境,为苏鲁超高压变质板片的挤出折返模式提供了佐证。该研究成果也为超高压变质岩石地区磁学研究、地球物理调查和测井成果的解释提供了重要的实验约束。

空间波数混合域三维各向异性强磁性介质磁场数值模拟

各向异性普遍存在于强磁性体矿物中,为研究各向异性强磁性体磁场响应特征,本文提出一种空间波数混合域三维各向异性磁场数值模拟方法.该方法首先将各向异性强磁性体磁位满足的三维偏微分方程进行水平方向二维傅里叶变换,将其降为不同波数之间相互独立的一维常微分方程;然后加载准确的上下边界条件,采用二次插值有限单元法计算一维常微分方程,得到五对角方程,采用追赶法进行高效求解;最后采用迭代法求解场分量,引入紧算子保证迭代稳定收敛;综合傅里叶变换的高效性、一维方程求解的快速性和迭代算法的稳定性,实现各向异性强磁性体磁场的三维高效、高精度数值模拟.设计各向异性椭球模型验证算法的正确性,并分析紧算子对不同各向异性磁化率模型的迭代收敛性;与COMSOL Multiphysics软件对比计算效率,表明相同节点下本文算法效率优于常规三维有限元方法,且计算节点总数越多优势越明显.重点研究各向异性参数改变对VTI、HTI、TTI强磁介质异常场响应的影响.最后采用某磁铁矿DEM高程数据模拟起伏地形对各向异性强磁性体磁异常场幅值和形态的影响,体现出本文算法对各向异性强磁性体大规模复杂地形的适应性.

南沙群岛海区NS97-13柱样沉积物磁化率各向异性研究

通过南海南沙群岛海区NS97-13柱样磁化率各向异性系统测试、统计计算和测年等分析,给出了沉积物的磁化率椭球几何形态,重建了研究海区的古水流方向、沉积物的沉积形式。研究结果表明:(1)压扁型椭球(E>1)的择优方向位于磁性线理-磁性叶理直线的上方,夹角β的范围为0°<β≤33.14°,拉长型椭球(E<1)的择优方向位于磁性线理-磁性叶理直线的下方,夹角α的范围为33.14°<α<56.86°,指示磁性颗粒沉降时受动力作用的大小及其受力方向不同;(2)由磁化率各向异性参数(磁性线理-各向异性度,磁性叶理-各向异性度)确定的沉积物有改造沉积、再沉积和稳定沉积三种形式,前两种形式掺杂在稳定沉积层中的不同部位,构成部分混合沉积;(3)最大磁化率和中间磁化率的轴向分布表征研究海区距今近62 ka以来古水流方向主要为南北和北东-南西向,总磁化率记录了Heinrich层中的冷事件H1—H6。

磁化率各向异性椭球三维图形显示的VB .net实现

磁组构在地球科学研究中具有广泛的应用。磁化率各向异性椭球形状可以反映丰富的地质信息。目前磁化率各向异性测量仪器所用软件不能以图形的方式直观地反映样品的磁化率椭球形状,其数据以二进制及文本方式存储,以纯文本方式显示,需借助其它数据处理与绘图程序来判别椭球形状。使用Visual Basic .net编程语言计算岩石样品的主磁化率及主方向,再调用Mathematica数学系统软件核心显示磁化率各向异性椭球的三维图形,调用Grapher绘图程序核心显示主方向,测量数据可直接存储到Excel文件中。首次实现了显示磁化率各向异性椭球的三维图形的功能,同时可以显示主方向的二维图形,可以进行从样品坐标系到地理坐标系的转换及手动输入15个方向磁化率数据进行主磁化率与主方向的计算。

山陕峡谷东侧黄土磁化率各向异性记录的古风向

通过测量张家湾、大路梁两个典型剖面共计125个黄土样品的磁组构参数,初步认为两剖面磁组构特征为正常沉积,受后期扰动较少。其磁化率各向异性指示的古风向表明,该地区近地面主导风向以NE-SW为主,这与本区黄河河谷走向基本一致,应该是峡谷地形所致。

磁化率各向异性与剪切带

岩石组构记录了地壳形成与演化的关键信息,提取这些信息对分析和恢复地球动力学过程具有重要意义。磁化率各向异性(AMS)是一种重要的岩石组构方法,可以有效地揭示岩石的应变特征,分析其地球动力学过程,是研究构造变形性质以及应力作用方式的有效手段。本文在梳理AMS的研究历史、主要成果和最新进展的基础上,系统阐述了AMS的基本原理以及在剪切带的应用:①岩石组构具有复杂性,AMS作为一种间接组构手段受控于矿物的物理特性、含量以及变形变质等多方面因素;②AMS可以提供剪切带的运动学以及不同部位应变状态的信息;③对于剪切带,AMS主要受控于磁性矿物(矿物成分和粒度的变化导致全岩磁化率各向异性的变化)、构造变形强度(决定磁线理发展的重要因素)以及流体的作用(流体导致磁性矿物的类型与定向性的变化)。

北疆黄土的磁化率各向异性揭示末次冰期以来古风向的变化

黄土磁化率各向异性(AMS)被认为是重建古风向变化重要的指标之一,在黄土高原地区得到广泛的应用。然而新疆地区的黄土磁化率各向异性研究相对薄弱。通过对新疆塔城盆地库尔托别剖面磁化率各向异性参数和磁化率分析古风向和风力强度的变化,结果表明:塔城地区末次冰期以来以东南风为主,剖面从下至上,可分为5个阶段:第1阶段(12~14 m):对应MIS3c时期,磁组构特征受水流作用的影响明显,表现为东南风。第2阶段(6~12 m):对应MIS3b时期,出现西南风,但主要还是以东南风为主。第3阶段(4~6 m):对应MIS3a早中期,以东南风为主,西南风逐渐消失,并且风力强度逐渐减弱。第4阶段(0.5~4 m):对应MIS3a晚期和MIS2早期,表现为东南风,风力强度波动较大。第5阶段(0~0.5 m):磁组构特征受成壤作用影响强烈。

渭河流域滞留沉积物的磁化率各向异性特征及水动力方向研究

通过对渭河流域上游、中游及下游的三个剖面(天水、宝鸡、渭南)磁化率各向异性研究,发现了滞留沉积物的磁组构特征。滞留沉积物的形成受控于沉积作用并且与渭河的沉积动力有关,即滞留沉积物磁化率椭球体的三大主轴方向及三轴比值与沉积物磁性颗粒的空间排列分布方式相关。对渭河不同地段取样的实验数据结果得出,上游至下游的滞留沉积物的磁化率各向异性参数中L、Q的平均数值逐渐减小,而F、P、E、T的平均数值呈现逐渐增大的变化趋势。磁化率各向异性参数特征及Kmax的方位表明:渭河上游至下游的变化趋势主要为水动力能量逐渐减弱、沉积环境趋于稳定,水动力方向由NW向转变为SWW向,与现在的渭河水流路径大致相同。

南海海槽东部天然气水合物试采站位弧前盆地更新世浊流沉积物的古水流分析--基于磁化率各向异性和古地磁数据

为了理清沿南海海槽东部主动汇聚型边缘弧前盆地的古水流方向和沉积过程，对位于天然气水合物试采站位附近获得的钻井岩心更新世浊积沉积物进行磁化率各向异性分析。本文对主要取自粉砂质和砂质沉积物的61个岩心样品进行测试，磁化率各向异性（AMS）表现为广泛的扁圆型磁组构，具有以带状分布、弱聚型最大和中间磁化轴的特征。诊断的磁组构参数表明沉积物由于没有诸如钻井取心和生物扰动作用等的明显干扰，通常保存了原生沉积构造。测量特征剩余磁化强度（ChRM）来确定每一岩心的再定向。依据在地层坐标轴上最小磁化系数轴的偏移所推测的古水流方向主要有两个：一个南西向（SW），另一个北西向（Nw）。根据3D地震数据解释，主要流向为SW向，大体上平行于海槽形盆地轴；这也表明沉积物是通过河道中的轴向浊流搬运。次级流向为NW向，与第二渥美海丘的下坡方向相符合；这可能是由于来自东南方向与海底滑坡演化有关的沉积物供应，或者可能是由于从斜坡向盆地中心的流体反射。古流体方向分析的结果表明，第二渥美海丘附近更新世时期沉积体系受到盆地结构的影响。该研究结果是与先前在南海海槽东部毗邻的弧前小型盆地中同期沉积系的研究成果一致。

岩石磁各向异性分析及在构造地质学中的应用

讨论岩石磁各向异性的基本理论和作为一种有效手段在构造地质学分析中的应用,指出分析过程中存在的问题和可能的解决方法。

磁化等离子体覆盖二维导体目标FDTD分析

采用z变换方法把FDTD推广应用于二维各向异性色散介质—磁化等离子体中,该算法同时解决了电磁波在各向异性和频率色散介质中传播的问题,给出了各向异性磁化等离子体中FDTD迭代公式。计算了各向异性磁化等离子体涂敷Von Karman型导体柱前后其单站RCS的变化情况,分析了等离子体参数对其RCS的影响。结果表明恰当地选择等离子体参数能有效地减少目标的RCS。

广东河台金矿田糜棱岩磁组构对剪切带变形与成矿的约束

河台金矿田是广东省内规模最大的金矿,由于金矿床都产于糜棱岩带中,因而被认为是典型的与剪切带有关的金矿。然而,对于Au矿化与剪切带变形条件之间的关系目前仍不十分清楚。高村和云西是河台金矿田两个代表性的金矿床,分别受ML11和ML9两条剪切带的控制。本文在对两条剪切带中的含矿和无矿糜棱岩的变形特征进行野外调查和室内岩(矿)相学观察的基础上,分别开展岩石磁学和磁化率各向异性(AMS)特征研究。糜棱岩x-T曲线显示了磁黄铁矿的居里温度,结合磁滞回线、等温剩磁(IRM)以及矿相学特征,表明河台金矿田糜棱岩几乎不含磁铁矿,载磁矿物主要为黑云母和磁黄铁矿,但是磁黄铁矿的贡献要远大于黑云母。两条糜棱岩带中不含矿糜棱岩的平均磁化率K_(m)<500×10^(-6)(SI)、磁化率各向异性度P_(j)、椭球体形状参数T、磁面理F和磁线理L没有明显差别。并且形成两条剪切带的主应力方向也近于一致,最大主应力方向σ_(1)(K_(3))为近水平NNW-SSE向,最小主应力σ_(3)(K_(1))为NEE-SWW向,倾伏角较缓。运动学涡度W_(k)值也近似,在0.12~0.65之间,小于0.71。上述特征暗示两条含金剪切带都是在印支期NNW-SSE向近水平的强烈挤压作用下形成的,其中发育的糜棱岩为S型和SL型构造岩,具有强烈压扁的特征,并且在剪切变形过程中纯剪切作用所占的比重要明显大于简单剪切。然而,两条剪切带中含矿糜棱岩与无矿糜棱岩的AMS特征有明显的区别。含矿糜棱岩的K_(1)近于直立,且K_(m)>500×10^(-6)(SI)和P_(j)值都明显大于无矿糜棱岩。因此,糜棱岩的变形强度与含矿性具有一定的正相关关系,而在燕山期叠加的脆韧性变形使得最大磁化率主轴(即最小主应力轴)变陡,更有利于热液的运移和最终成矿。

中国地质学会发布6项团体标准

近期,根据国家标准化委员会、民政部印发的《团体标准管理规定》和《中国地质学会团体标准管理办法(试行)》的有关要求,经中国地质学会团体标准委员会审定通过,批准发布《构造混杂岩带铁路工程地质安全评价规范》(T/GSC003-2023)、《复杂艰险山区线状工程地质区划技术规程》(T/GSC004-2023)、《超长距离工程地质勘察水平定向钻探规程》(T/GSC005-2023)、《二氧化碳陆地封存工程选址指南》(T/GSC006-2024)、《长大深埋铁路隧道智能化地质编录技术规程》(T/GSC007-2024)和《火山岩磁化率各向异性测量技术规范》(T/GSC008-2024)6项团体标准。