Estimation of the 3D correlation structure of an alluvial aquifer from surface-based multi-frequency ground-penetrating radar reflection data     

Zhiwei Xu  James Irving  Kyle Lindsay  John Bradford  Peimin Zhu  Klaus Holliger 《Geophysical Prospecting》2020,68(2):678-689

Knowledge about the stochastic nature of heterogeneity in subsurface hydraulic properties is critical for aquifer characterization and the corresponding prediction of groundwater flow and contaminant transport. Whereas the vertical correlation structure of the heterogeneity is often well constrained by borehole information, the lateral correlation structure is generally unknown because the spacing between boreholes is too large to allow for its meaningful inference. There is, however, evidence to suggest that information on the lateral correlation structure may be extracted from the correlation statistics of the subsurface reflectivity structure imaged by surface-based ground-penetrating radar measurements. To date, case studies involving this approach have been limited to 2D profiles acquired at a single antenna centre frequency in areas with limited complementary information. As a result, the practical reliability of this methodology has been difficult to assess. Here, we extend previous work to 3D and consider reflection ground-penetrating radar data acquired using two antenna centre frequencies at the extensively explored and well-constrained Boise Hydrogeophysical Research Site. We find that the results obtained using the two ground-penetrating radar frequencies are consistent with each other, as well as with information from a number of other studies at the Boise Hydrogeophysical Research Site. In addition, contrary to previous 2D work, our results indicate that the surface-based reflection ground-penetrating radar data are not only sensitive to the aspect ratio of the underlying heterogeneity, but also, albeit to a lesser extent, to the so-called Hurst number, which is a key parameter characterizing the local variability of the fine-scale structure.  相似文献   

不同GPS掩星电离层剖面产品相关性分析     

周荣  侯威震  曾晨曦  张绍成  柴炳阳 《测绘通报》2019,(11):31-38,73

将在一定时空限定范围内的不同低轨卫星COSMIC、GRACE、CHAMP、FY3C的电离层掩星电子密度剖面定义为一个掩星对来对比分析不同类型掩星电离层产品。结果表明：COSMIC掩星对之间的电子密度剖面整体轮廓符合得很好，电子密度剖面主要在250 km以下和500 km以上存在较大的偏差，250~500 km的电子密度整体偏差较小，统计得到的COSMIC掩星对的电子密度参量NmF2和hmF2的相关系数能分别达到0.99和0.97，具有高度相关性，不同COSMIC卫星之间没有明显的系统误差；COSMIC、GRACE、CHAMP和FY3C不同低轨卫星间的电子密度剖面略有差异，通过统计电子密度参量NmF2和hmF2之间的相关系数，COSMIC和CHAMP的相关系数分别为0.95和0.86，COSMIC和GRACE的相关系数分别为0.98和0.94，COSMIC和FY3C的相关系数分别为0.96和0.92，不同掩星类型之间的电子密度参量之间也具有高度相关性，验证了不同卫星任务GPS掩星电离层剖面的一致性。  相似文献   

云南曲靖刘家冲剖面关底组中的鱼类微体化石及其地层学意义     

王建华  赵文金  朱敏  李强  蔡家琛  张娜  彭礼健  罗彦超 《地学前缘》2020,27(6):329-340

云南曲靖地区的关底组产出世界闻名的潇湘脊椎动物群(Xiaoxiang Vertebate Fauna),但其地层的划分对比和时代归属一直存有争议,特别是其下部地层的划分及时代归属争议最大。通过在曲靖城南以关底组下段地层为主的刘家冲剖面上开展详细的野外及室内地层古生物学研究工作,文章厘清了该剖面上的志留纪地层,并依据采自数个层位样品中丰富的鱼类微体化石材料探讨了关底组下部的地质时代。研究结果表明:刘家冲剖面上出露的志留纪地层根据岩性变化特征可划分为关底组Ⅰ段(岳家山段)、Ⅱ段(崇家湾段)和Ⅲ段(彩莲段);Ⅰ段的下部以浅黄色、浅黄绿色含砾粉砂质泥岩、钙质粉砂岩为主,未见化石,而上部以深灰色、灰黑色页岩为主,含少量腕足类Lingula sp.及双壳类;Ⅱ段则以灰绿色、暗紫红色页岩互层、并夹薄层状灰岩为主,从下往上灰岩夹层逐渐增多,含丰富的腕足类、海百合茎等无脊椎动物化石及鱼类微体化石;在关底组Ⅲ段地层中首次发现的鱼类微体化石多样性高,门类比较齐全,包括无颌类、盾皮鱼类、棘鱼类和硬骨鱼类四大早期脊椎动物类群,从鱼群组成面貌上看隶属于潇湘脊椎动物群扬子鱼类组合(Yangtze Fish Assemblage)。笔者主要依据对其中棘鱼类的全球对比分析研究,并在结合牙形类等无脊椎动物化石研究进展及新认识的基础上,深入探讨了关底组下部Ⅰ段及Ⅱ段的地质时代。关底组Ⅱ段的时代应为志留纪罗德洛世高斯特晚期(late Gorstian, Ludlow),关底组Ⅰ段含砾岩层之上、含盾皮鱼类“王氏鱼”(Wangolepis)的地层,则应归入罗德洛世高斯特早期(early Gorstian, Ludlow),而在该剖面上尚未发现鱼类化石的关底组Ⅰ段下部,目前还不能确定全部归入高斯特阶(Gorstian),有可能会下延到温洛克统(Wenlock)之中。文章中相关工作的开展,不仅为中国志留纪生物地层的精深研究提供了古鱼类学方面的可靠证据,而且为探讨早期脊椎动物演化提供了新的地质年代意见。  相似文献   

基于改进的向后-向前选择法粗差定位与估值算法     

柴双武  杨晓琴 《大地测量与地球动力学》2019,39(5):538-543

对传统的向后-向前选择法粗差定位方法进行改进，即在原有基础上加入对平差模型的整体检验，计算统计量的相关系数，通过对偏相关系数的检验来定位统计量相关的粗差观测值。通过模拟粗差算例证明，该算法能够准确定位多维粗差，有效改善粗差定位转移的现象，且粗差估值结果比较可靠。  相似文献   

Time series analysis of mantle cycles Part I: Periodicities and correlations among seven global isotopic databases     

Stephen J. Puetz  Kent C. Condie 《地学前缘(英文版)》2019,10(4):1305-1326

In this study, seven isotopic databases are presented and analyzed to identify mantle and crustal episodes on a global scale by focusing on periodicity ranging from 70 to 200 million years (Myr). The databases are the largest, or among the largest, compiled for each type of data – with an objective of finding some samples from every region of every continent, to make each database as global as conceivably possible. The databases contain zircon Lu/Hf isotopic data, whole-rock Sm/Nd isotopic data, U/Pb detrital zircon ages, U/Pb igneous zircon ages, U/Pb non-zircon ages, whole-rock Re/Os isotopic data, and large igneous province ages. Part I of this study focuses on the periodicities of age histograms and geochemical averages developed from the seven databases, via spectral and cross-correlation analyses. Natural physical cycles often propagate in exact integer multiples of a fundamental cycle, referred to as harmonics. The tests show that harmonic geological cycles of ～93.5 and ～187 Myr have persisted throughout terrestrial history, and the cyclicities are statistically significant for U/Pb igneous zircon ages, U/Pb detrital zircon ages, U/Pb zircon-rim ages, large igneous province ages, mean ε_Hf(t) for all samples, mean ε_Hf(t) values for igneous-only samples, and relative abundance of mafic rocks. Equally important, cross-correlation analyses show these seven time-series are nearly synchronous (±7 Myr) with a model consisting of periodicities of 93.5 and 187 Myr. Additionally, the similarities between peaks in the 93.5 and 187 Myr mantle cycles and terminal ages of established and suspected superchrons provide a framework for predicting and testing superchron periodicity.  相似文献   

相关和频谱分析法在岩溶系统中的应用研究综述     

李建鸿  蒲俊兵  张陶  王赛男 《中国岩溶》2020,39(3):335-344

岩溶含水层由多重含水介质组成，具有高度的非均质性，从系统角度出发，将岩溶系统看作是一个过滤器，将降雨作为输入信号，泉流量、水位、电导率、浊度等物理化学参数作为输出量进行相关和频谱分析是认识岩溶系统内部结构特征的有效方法。文章综述了相关和频谱分析法在岩溶系统研究中的应用，首先介绍了相关和频谱分析法基本理论的形成、发展过程和研究意义，然后总结了如何根据不同的研究目的选择相关和频谱分析法使用的时间序列的长度、周期和类型，最后阐述了该方法应用于岩溶系统分析的局限性。   相似文献   

云南维西大宝山铜矿地质特征及矿石中Ag与Cu关系探讨     

巩鑫 《地质与勘探》2020,56(1):49-58

云南维西大宝山铜矿区位于青藏高原东南缘,哀牢山-金沙江构造带西北部雪龙山成矿带中,是典型的中低温热液矿床。矿区主要包括望香台及滑石板矿段,根据矿床、矿体特征及详尽的镜下观察,将矿石类型划分为氧化矿、硫化矿及混合矿。氧化矿主要包括孔雀石及蓝铜矿,多分布在望香台矿段中浅部,是辉铜矿次生氧化富集作用的结果,出露形式多以混合矿产出;硫化矿主要包括辉铜矿及黄铜矿,且独立组成不同的矿物组合类型,分别为望香台矿段、滑石板矿段的主要矿石矿物。不同的矿石组合类型所含矿物种类、矿石结构构造不尽相同。通过对不同样品进行化学分析测试,发现在硫化矿辉铜矿等矿物组合中,Cu品位越高,相应Ag品位越高,存在一定的线性关系;而在硫化矿黄铜矿矿体中,Ag含量与Cu品位无相应关系;混合矿(辉铜矿、孔雀石及蓝铜矿)中此类关系更加显著。此外,辉铜矿、孔雀石、蓝铜矿单矿物矿石及混合矿矿石中含有硫砷铜银矿、深红银矿、雌黄及雄黄等伴生矿物,而黄铜矿中矿物种类较为单一。综合矿区地质特征、矿体分布特征、矿物组合类型认为,矿区中辉铜矿、孔雀石、蓝铜矿等组合类型为含银矿物的主要载体。  相似文献   

河套盆地吉兰泰凹陷中生代构造层划分及意义     

杨德相  屈争辉  陈树光  李壮福  吴健平  王建广  武函 《高校地质学报》2020,26(6):691-703

2017年河套盆地临河坳陷油气勘探取得重要发现，基于区域中生代以来大地构造演化系统梳理，以钻井与地震对照、研究区与邻近盆地类比为研究方法，划分河套盆地临河坳陷南部吉兰泰凹陷中生代构造层，并绘制其分布范围，探讨其赋存特征与意义。结果表明：研究区中生界除三叠系外发育齐全，厚度巨大，且白垩系自上而下可细分为K1 ^I、K1 ^II和K1^III三个构造层；除K1I构造层全区广覆式发育外，其它构造层呈楔状—缓楔状，长轴沿主控断裂NNE向延伸；研究区自中生代以来盆地性质经历了早中侏罗世断陷、早白垩世早期断陷、早白垩世中期断拗转换和早白垩世晚期拗陷的演化过程；F ₃和F ₇断层之间的K1 ^II和K1 ^III构造层、F ₇断层东部的J构造层均具良好的油气勘探前景。  相似文献   

中国耕地土壤相对湿度时空分异   总被引：4，自引：1，他引：3  

潘汉雄  朱国锋  张昱  郭慧文  雍磊磊  万巧卓  马惠莹  李森 《地理学报》2019,74(1):117-130

以全国653个农业气象站1993-2013年耕地的土壤相对湿度数据为基础,运用地统计方法,分析中国耕地土壤相对湿度时空分异特征与规律。结果表明：自1993年以来全国耕地的土壤相对湿度呈现波动上升趋势。全国耕地的土壤相对湿度普遍大于60%,分布区域自4月中旬开始随夏季风推移不断向北向西扩大,自10月下旬开始向东、南方向缩小。耕地土壤相对湿度值随土壤深度的增加而增加。年际尺度上,耕地的土壤相对湿度在夏秋季上升速度最快,变化幅度随土层深度增加而变小。土壤相对湿度与降水量存在较强的正相关关系,与潜在蒸发量、气温普遍存在较强的负相关关系。土壤相对湿度与各气象要素的相关性随深度加深而减弱。春、夏、秋季气象因素对旱地土壤相对湿度影响较大,冬季气象因素对水田影响更大。  相似文献   

土壤粒径的光谱响应特性研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

曾远文  段松江 《山东国土资源》2019,35(11)

以实验室制备的5个不同粒径水平的土壤样本和室内高光谱数据为基础,通过对光谱数据进行重采样、数学变换等预处理并进行单因素方差分析、相关性分析和回归分析,探讨土壤粒径的高光谱特性,建立了光谱数据预测土壤粒径的校正模型。结果表明,土壤粒径对反射光谱有显著的影响,波长越长影响越大;在全波段范围内土壤粒径和光谱数据都呈负相关关系,对原始光谱数据进行微分变换能增加其与土壤粒径的相关性;以反射率一阶微分建立的回归模型为反演土壤粒径的最佳模型,其建模决定系数■、预测决定系数■、预测相对偏差RPD分别为0.666,0.653,2.043,预测均方根误差RMSE为0.175。  相似文献