海底地形对不同时间尺度岩浆供给变化的响应

利用有限差分数值模拟方法, 恢复洋中脊地形的形成过程, 模型中岩浆供给按一定的时间周期和幅度规律性地变化。结果表明: 只有当岩浆供给变化周期的时间尺度大于在洋中脊同一侧形成两条断层的时间间隔时, 才能影响海底地形的形成过程并被记录。结合数值模拟实验结果和不同类型洋中脊的地形特征, 认为快速扩张洋中脊是唯一可能在地形上记录到米兰科维奇气候周期(偏心率(100 ka)、倾斜度(41 ka)和岁差(23 ka)) 3个时间尺度岩浆变化周期的洋中脊类型, 中速扩张洋中脊和部分岩浆供给充足慢速扩张洋中脊的地形可能与100 ka尺度的岩浆供给变化周期有关, 大部分慢速扩张洋中脊海底地形不受100 ka及以下的岩浆供给变化周期影响。     

Continental subduction channel processes: Plate interface interaction during continental collision

The study of subduction-zone processes is a key to development of the plate tectonic theory. Plate interface interaction is a basic mechanism for the mass and energy exchange between Earth＇s surface and interior. By developing the subduction channel model into continental collision orogens, insights are provided into tectonic processes during continental subduction and its products. The continental crust, composed of felsic to mafic rocks, is detached at different depths from subducting continental lithosphere and then migrates into continental subduction channel. Part of the subcontinental lithospheric mantle wedge, composed of perido- tile, is offscrapped from its bottom. The crustal and mantle fragments of different sizes are transported downwards and upwards inside subduction channels by the corner flow, resulting in varying extents of metamorphism, with heterogeneous deformation and local anatexis. All these metamorphic rocks can be viewed as tectonic melanges due to mechanical mixing of crust- and man- lie-derived rocks in the subduction channels, resulting in different types of metamorphic rocks now exposed in the same orogens. The crust-mantle interaction in the continental subduction channel is realized by reaction of the overlying ancient subcontinental lithospheric mantle wedge peridotite with aqueous fluid and hydrous melt derived from partial melting of subducted continental basement granite and cover sediment. The nature of premetamorphic protoliths dictates the type of collisional orogens, the size of ultrahigh-pressure metamorphic terranes and the duration of ultrahigh-pressure metamorphism.     

基于重力异常迭代延拓的南海海底地形反演

通过迭代延拓法对重力异常进行向下延拓,并对导纳法反演的中国南海海底地形进行精度评估.首先,利用HY-2A高度计数据通过最小二乘配置法计算得到重力异常,使用迭代延拓法将重力异常延伸至延拓面;然后,利用重力异常与海底地形的相干性,确定海深反演波段为20～115 km.基于CRUST 1.0全球地壳模型,得到均衡补偿模型参数...     

古特提斯洋闭合时限：来自南羌塘唐古拉岩浆带查吾拉岩体的证据

研究羌塘盆地查吾拉岩体的地球化学特征、侵位时代和大地构造意义等。在对查吾拉岩体进行详细的野外地质调查的基础上,进行岩石学、岩石地球化学及同位素地质年代学的研究。结果表明,该岩体为过铝质钙碱性S型花岗岩,SiO₂的质量分数为61.06%～74.94%,全碱(Na₂O+K₂O)的质量分数为4.65%～9.15%,铝饱和指数(A/CNK)为0.90～1.29,属于过铝质-强过铝质,CIPW标准矿物组合含刚玉分子。稀土元素特征显示,轻、重稀土分馏程度不高,均具δEu负异常,符合地壳重熔型花岗岩的特点;痕量元素具有富集Rb、Th、La、Hf等,亏损Nb、Sr、P、Ti等的特点,符合造山带花岗岩的特征。Nb亏损表明查吾拉岩体具有大陆壳特征,为增生在大陆边缘的花岗岩。花岗岩构造判别图解显示其集中在同碰撞花岗岩区附近。在查吾拉岩体中,获得了(219±21) Ma、(210±37) Ma的锆石U-Pb等时年龄。查吾拉岩体应属于龙木错-双湖缝合带在晚三叠世碰撞闭合之后,俯冲板片回撤,地壳熔融并伴随着幔源物质加入的产物。     

基于LS-SVM的海底微地形预测应用研究

为解决传统机器学习中模型选择、过学习与局部极小值问题,针对自然海底微地形强烈的非线性、不确定性特点,提出海底微地形的LS-SVM预测模型.采用等式约束代替不等式约束,将二次规划问题转化为求解一次线性方程组,提高了收敛速度.实验结果表明,该方法预测结果误差较小,且实时性较好,可满足建立钴结壳最佳切削深度模型的需要.     

海底钴结壳采矿车微地形导向声纳探测的圆形阵设计

为解决海底钴结壳采矿车微地形导向探测性能差且不能检测同时到达的不同方向回波问题,提出构造声纳圆形平面阵以增强水平和垂直分辨率,设计新的均匀圆阵并在Fourier变换的框架下提出圆阵波束形成的快速算法,以提高探测系统的实时性。研究结果表明:圆形阵具有好的指向性,主波束比旁瓣高约5.5dB;在水底存在较强干扰的情况下,圆阵(14阵元)对于水底多结壳凸起目标仍具有较好的方向到达角分辨率,在不同的仰角(0·,-36·,-54·,72·)下对11处模拟钴结壳凸起物可实现准确定位。     

基于BP神经网络的高分辨率海底地形跨层生成模型

为了满足海底地形的高分辨率需求及解决测量数据的有限性问题,基于多层前馈神经网络（back propagation, BP）和跨层网格生成策略,建立了兼顾海底区域地形整体特征和局部地形信息的海底地形跨层生成模型,实现对海底地形数据生成填充。以南海海底地形为例,通过误差对比、假设检验以及海底地形云图的图像清晰度对本文模型生成数据进行有效性验证。结果显示所建立的模型在保证与原始数据之间误差小和数据特征相同的前提下完成了对地形云图的图像清晰度的提升,并且结果优于传统克里金插值方法。本文分析结果可为地形数据相关研究提供参考。     

基于预设性能制导律的欠驱动AUV海底地形鲁棒时滞跟踪控制

针对自主水下机器人(AUV)面向海底起伏地形跟踪的实际应用需求,设计了基于预设性能制导律的鲁棒时滞跟踪控制器,实现执行机构时滞下的AUV起伏地形跟踪,同时可提升其航行安全性能.首先,基于航行安全性能函数对地形跟踪误差进行转换,结合时变视线制导角在运动学层面设计了预设性能制导律,为AUV动力层提供参考状态输入.其次,为处理执行机构时滞问题并降低精确建模需求,结合径向基函数(RBF)神经网络设计了鲁棒时滞动力学控制器.最后,采用李雅普诺夫理论证明了基于预设性能制导律的鲁棒时滞跟踪控制系统闭环稳定性.仿真结果表明：所设计的控制器可实现AUV起伏地形鲁棒跟踪,且瞬态跟踪误差时刻处于预设性能范围之内,可提升AUV在跟踪海底起伏地形时的航行安全性能.