河流调整中的熵、熵产生和能耗率的变化

河流是一个真正的开放系统,而不是孤立系统或封闭系统。运用经典热力学和非平衡态热力学基本原理,分析研究了河流调整中的熵、熵产生和能耗率的变化。指出:熵和熵产生是两个不同的概念;最小熵产生原理等价于最小能耗率原理;冲积河流在调整过程中遵循最小熵产生原理或最小能耗率原理,而不是最大熵原理。     

面向服务的动态制图服务系统关键技术探讨

首先分析了传统专题地图制图技术在测绘信息化发展过程中呈现的弊端;然后基于目前迅速发展的Web GIS技术,研究了基于Web服务的在线制图技术,就在线地图制图中的符号构建、制图服务模型、数据服务等方面提出了基于在线地图的交互式自定义制图;最后设计开发了基于Web服务的交互式制图系统,实现了面向普通用户的在线订阅式制图和面向专业用户的在线定制式制图。实践表明,该系统动态专题制图功能灵活,表达方式多样,传播效率高,能满足不同专业背景用户的制图需求。     

内蒙古迪彦钦阿木斑岩钼矿床成矿流体的出溶、演化及对成矿的制约

迪彦钦阿木钼矿床位于内蒙古东乌旗地区,矿区侵入岩不发育,主要为细粒正长岩和基性岩脉,矿体主要发育在侏罗纪火山岩中,少量发育在细粒正长岩中,主要矿化类型为细网脉状、脉状、浸染状,具有斑岩型矿化特征。矿区的细粒正长岩中可见含矿石英-钾长石囊团或由之构成中心相的热液脉体,是岩浆-流体转化过程的直接证据。本文在详细岩相学观察的基础上,对石英-钾长石囊团中主要组成矿物开展了阴极发光图像分析,对石英、萤石中流体包裹体开展了显微测温实验,并借助SEM/EDS、显微激光拉曼探针、LA-ICP-MS等手段对包裹体成分进行了系统分析,基于以上实验结果对岩浆流体的出溶过程、出溶流体特征及矿质沉淀机制进行了探讨。研究结果表明,矿区钼成矿与细粒正长岩岩浆出溶流体有关;富F和挥发分造成成矿岩浆具有低的固相线温度和较低的黏度,因此成矿岩浆可以沿断裂快速上侵到地壳浅部;岩浆上侵过程中的减压沸腾可能是流体出溶的主要机制;早期出溶流体为富F和富CO₂的中高温(227～457℃)、中低盐度[w(NaCl_eq)=0.3%～8.6%]流体,由于快速减压造成流体沸腾形成低盐度富CO     

内蒙古索伦山地区哈尔博格托尔TTG岩锆石年代学、岩石地球化学及大地构造意义

内蒙古索伦山地区是中亚造山带构造演化的关键区域,其中关于古亚洲洋的闭合时限以及西伯利亚板块和华北板块的拼贴时空关系一直存在争议。出露于内蒙古索伦山地区哈尔博格托尔的中酸性侵入岩,其深入研究对探讨古亚洲洋演化具有重要意义。文中对内蒙古索伦山地区哈尔博格托尔TTG岩进行了系统的岩石学、年代学及地球化学研究。获得哈尔博格托尔TTG岩的LA ICP MS锆石U Pb年龄为(266.7±3.7) Ma,表明该侵入岩形成于中二叠世。地球化学主量元素分析表明,索伦山地区哈尔博格托尔TTG岩的岩石系列主要为含钠较高的钙碱性准铝质系列。其稀土元素总量较低,呈现轻稀土元素(LREEs)相对于重稀土元素(HREEs)弱富集的特征,Eu异常不明显;微量元素呈现Rb、Ba、Th、U等大离子亲石元素富集,Nb、Ta、Ti等高场强元素强烈亏损的特征,与典型的岛弧岩浆岩类似。结合索伦山TTG岩体地质特征和区域地质背景,综合年代学和地球化学特征分析,笔者认为索伦山地区哈尔博格托尔TTG岩体形成于岛弧环境,即中二叠世期间古亚洲洋壳向华北板块还存在俯冲作用,因而古亚洲洋至少应在中二叠世以后才闭合。内蒙古索伦山地区哈尔博格托尔TTG岩是洋壳俯冲的岩石学记录,为索伦山缝合带及古亚洲洋构造域演化提供了新的基础地质资料。     

南海北部陆坡古地貌特征与13.8Ma以来珠江深水扇

综合利用层序地层学和地球物理方法对珠江口盆地白云凹陷13.8 M a以来沉积古地貌进行了分析。通过对南海珠江深水扇系统分布及其独特的沉积特征和层序充填演化规律的分析,得出在13.8 M a以来层序发育过程中,凹陷位于宽阔陆架向海盆变迁的陆坡区,北部发育两种类型的峡谷水道,向南海盆方向逐渐变得宽缓;盆地的古地貌背景、物源和气候变化为其主控因素的结论。同时,13.8 M a以来南海北部陆坡深水区的沉积具有明显的继承性特点,现今的海底峡谷发育特点基本反映了整体的沉积背景。结果表明,白云凹陷13.8 M a以来的深水沉积受海平面相对变化的影响相对较弱,主要受古地貌背景及其变迁的控制,沉积具有继承性,与现今的沉积面貌非常相似。     

雅鲁藏布江蛇绿岩带西段达机翁地幔橄榄岩组成特征及其形成环境分析

雅鲁藏布江蛇绿岩带自萨嘎以西分成南北两个亚带。对两个亚带蛇绿岩的各自特征及成因联系的研究,是探讨雅鲁藏布江西段的新特提斯洋构造演化的关键。北亚带蛇绿岩呈构造岩块产于冈底斯山前喀喇昆仑断裂带的南侧。其中,位于北亚带西北段的达机翁蛇绿岩,主要由地幔橄榄岩,玄武岩夹硅质岩组成,各单元间断层接触。对达机翁蛇绿岩的地幔橄榄岩开展的组成特征研究表明:(1)地幔橄榄岩主体为方辉橄榄岩,含少量的纯橄岩。方辉橄榄岩内产有豆荚状铬铁矿(呈豆状,块状以及浸染状),铬铁矿有一层纯橄岩的外壳;(2)达机翁方辉橄榄岩单斜辉石含量低,组成矿物以及全岩的地球化学特征均指示了这些样品经历了相对高的部分熔融作用;(3)方辉橄榄岩具有U型的球粒陨石标准化的稀土元素分配模式,Nb相对亏损,Ta,Zr和Hf具有弱的正异常,同时Sr和U具有强烈的正异常,这些特征可能与残余地幔和俯冲带熔/流体之间相互作用导致的轻稀土元素和部分微量元素的选择性富集有关。定量计算表明,达机翁地幔岩中的方辉橄榄岩来源于一个尖晶石相地幔源区的部分熔融,部分熔融程度大于25%,高于深海地幔橄榄岩的部分熔融程度(10%~22%)。这些橄榄岩形成时的氧逸度条件位于FMQ和FMQ+1之间,高于深海地幔橄榄岩(FMQ-1),与俯冲带环境的氧逸度条件一致。因此,我们认为达机翁蛇绿岩中的地幔橄榄岩形成于大洋中脊的环境,随后发生了洋内俯冲作用,位于俯冲带上部的地幔橄榄岩经历了俯冲带流/熔体的交代作用。     

土钉支护弹塑性数值分析及稳定性探讨

用三维弹塑性有限元法对土钉支护进行了边开挖、边安装土钉和喷射混凝土面层的施工过程的数值模拟分析。通过一种强度折减技术探讨了土钉支护的稳定性。研究结果表明，施工过程中在不同的使用荷载作用下受力最大的土钉并不是一成不为的，因此，在土钉支护工程中不能随意地缩短某层土钉的长度。数值计算确定的潜在滑裂区和局部破坏区符合实际情况，认为钉体拔出是土钉支护最可能出现的内部失稳形式。     

Diamond in Oceanic Peridotites and Chromitites: Evidence for Deep Recycled Mantle in the Global Ophiolite Record

Diamonds have been discovered in mantle peridotites and chromitites of six ophiolitic massifs along the 1300 km‐long Yarlung‐Zangbo suture (Bai et al., 1993; Yang et al., 2014; Xu et al., 2015), and in the Dongqiao and Dingqing mantle peridotites of the Bangong‐Nujiang suture in the eastern Tethyan zone (Robinson et al., 2004; Xiong et al., 2018). Recently, in‐situ diamond, coesite and other UHP mineral have also been reported in the Nidar ophiolite of the western Yarlung‐Zangbo suture (Das et al., 2015, 2017). The above‐mentioned diamond‐bearing ophiolites represent remnants of the eastern Mesozoic Tethyan oceanic lithosphere. New publications show that diamonds also occur in chromitites in the Pozanti‐Karsanti ophiolite of Turkey, and in the Mirdita ophiolite of Albania in the western Tethyan zone (Lian et al., 2017; Xiong et al., 2017; Wu et al., 2018). Similar diamonds and associated minerals have also reported from Paleozoic ophiolitic chromitites of Central Asian Orogenic Belt of China and the Ray‐Iz ophiolite in the Polar Urals, Russia (Yang et al., 2015a, b; Tian et al., 2015; Huang et al, 2015). Importantly, in‐situ diamonds have been recovered in chromitites of both the Luobusa ophiolite in Tbet and the Ray‐Iz ophiolite in Russia (Yang et al., 2014, 2015a). The extensive occurrences of such ultra‐high pressure (UHP) minerals in many ophiolites suggest formation by similar geological events in different oceans and orogenic belts of different ages. Compared to diamonds from kimberlites and UHP metamorphic belts, micro‐diamonds from ophiolites present a new occurrence of diamond that requires significantly different physical and chemical conditions of formation in Earth's mantle. The forms of chromite and qingsongites (BN) indicate that ophiolitic chromitite may form at depths of >150‐380 km or even deeper in the mantle (Yang et al., 2007; Dobrthinetskaya et al., 2009). The very light C isotope composition (δ13C ‐18 to ‐28‰) of these ophiolitic diamonds and their Mn‐bearing mineral inclusions, as well as coesite and clinopyroxene lamallae in chromite grains all indicate recycling of ancient continental or oceanic crustal materials into the deep mantle (>300 km) or down to the mantle transition zone via subduction (Yang et al., 2014, 2015a; Robinson et al., 2015; Moe et al., 2018). These new observations and new data strongly suggest that micro‐diamonds and their host podiform chromitite may have formed near the transition zone in the deep mantle, and that they were then transported upward into shallow mantle depths by convection processes. The in‐situ occurrence of micro‐diamonds has been well‐demonstrated by different groups of international researchers, along with other UHP minerals in podiform chromitites and ophiolitic peridotites clearly indicate their deep mantle origin and effectively address questions of possible contamination during sample processing and analytical work. The widespread occurrence of ophiolite‐hosted diamonds and associated UHP mineral groups suggests that they may be a common feature of in‐situ oceanic mantle. The fundamental scientific question to address here is how and where these micro‐diamonds and UHP minerals first crystallized, how they were incorporated into ophiolitic chromitites and peridotites and how they were preserved during transport to the surface. Thus, diamonds and UHP minerals in ophiolites have raised new scientific problems and opened a new window for geologists to study recycling from crust to deep mantle and back to the surface.     

不同云系降水过程中GPS可降水量的特征——华北地区典型个例分析

利用石家庄、秦皇岛和张家口2005—2006年4~10月地基GPS反演的可降水量资料和常规天气资料,对可降水量与实际降水的关系进行统计,按降水性质,选取单纯积状云产生的对流降水、单纯层状云产生的稳定性降水及层积混合云产生的暴雨三类样本,对可降水量在三类典型降水过程中的演变趋势进行了分析。结果表明:大气中存在高值可降水量是降水产生的必要条件;可降水量呈阶段性、波状变化特点,其变化幅度、极值水平和持续时间与天气影响系统、降水性质等密切相关;降水强度和可降水量极大值出现时间不一定吻合,但强降水通常出现在可降水量的高值阶段,可降水量的高值阶段往往对应着较高的降水概率。另外,可降水量在以上三类性质降水中表现出不同特征,可为降水的短时临近预报提供参考。     

2009年中国东北夏季低温及其与前期海气系统变化的联系

依据中国东北地区拥有百年地面观测记录的长春和哈尔滨测站气温资料、NCEP/NCAR再分析资料和英国哈得来中心海表温度资料,揭示2009年东北地区发生的迄今已有15年没有出现的夏季低温事件成因.结果表明:发生东北夏季低温时的水平和垂直环流结构均为低值系统,东北冷涡异常活动是其最直接的影响因子;有利的年代际变化背景是,哈尔滨和长春6-8月平均气温年代际尺度(≥9 a)的振荡值1999-2008年约-O.8℃/10 a,显著低于全球变暖东北区域响应的线性增暖值0.2℃/10 a(1961-2000年),与长春和哈尔滨夏季气温呈正相关的前一年冬季太平洋极涡面积指数年代际振荡亦呈显著下降趋势.与1994-2008年东北夏季高温的500 hPa平均环流距平场显著不同,北极涛动呈强的负位相分布,东北亚、阿留申和北大西洋上空为显著负距平区;2009年前一年冬季与明显低温的1972年的前一年冬季北太平洋涛动均呈显著的负位相,春季仍持续,且2009年前一年冬季赤道中东太平洋SSTA为拉尼娜位相,2009年春季明显减弱;2009年6-7月夏季东北冷涡活动异常强与4-5月500 hPa北太平洋地区超长波扰动转为定常波扰动槽有关;SVD和谐波分析表明,北太平洋涛动的异常位相不仅是东北夏季气温变化的重要前期信号,还是大气中除了天气尺度的混沌分量外可提取的一种行星尺度稳定分量.