内蒙古中东部浅覆盖区荒漠化的驱动因素及其演化的地质依据

内蒙古中东部荒漠草原浅覆盖区因其特殊的地质地貌成为了地球科学、环境科学等研究的热点地区。在这个区域内,一方面针对水土资源和矿产资源的开发利用,从多角度、多维度对其覆盖层的揭露探索取得一定成效;另一方面又存在沙质荒漠化和生态环境退化等问题,其覆盖层结构、风沙来源,驱动因素和演化趋势等问题亟待解决。通过研究沙质荒漠化主要成因类型及其形成演变规律、成因机制和未来的发展趋势。以驱动因素-现今状态-影响趋势-地质解释为主线。分析认为：（1）、借助青藏高原隆升影响气候变化可能造就中国北方干旱气候的大背景,新构造运动为沙质荒漠化的孕育圈闭了沉积空间。同时,因构造抬升使得周围山体在外动力地质作用的推动下易于风化剥蚀沙质的沉积;（2）、气候干旱和水资源匮乏是沙质荒漠环境重要影响因素,河流的改道和变迁也是沙质荒漠化发生的动力条件。现代河流阶地和河漫滩上丰富的沙物质是现代沙质荒漠化和沙尘暴的沙源;（3）、空间上半干旱典型的气候带是多动力复合侵蚀的根本原因,时间上,季节性风沙和河流的更替使得复合侵蚀作用更为突出;（4）、人为活动对自然的改造速度是有目共睹的,不合理的人类活动是沙质荒漠化发生和发展的催化剂。在上述背景下,以地质成因的角度揭示沙质荒漠化形成与演化,为荒漠化的科学治理提供相应的地质依据。     

祁连山北缘早白垩世榆木山逆冲推覆构造与油气远景

榆木山地处祁连山北缘与河西走廊南缘的盆山结合带,是青藏高原北缘高原隆升与扩展的关键构造带。野外地质调查与构造填图发现,祁连山北缘的榆木山地区发育大型逆冲推覆构造,逆冲推覆构造之下是被掩埋的、褶皱了的早白垩世早期沉积地层,并被随后的走滑断裂活动和走滑双重构造所改造。深地震反射和大地电磁剖面测量与解释的初步结果,验证了祁连山北缘断裂以北发育的逆冲推覆构造,榆木山北缘山系构成飞来峰构造,将早白垩世酒泉盆地的一个分支掩盖在前中生代地层之下。构造关系分析给出主期逆冲推覆作用的时限大致为早白垩世早期,反映了在新生代印度—亚洲碰撞之前存在一期强烈的晚中生代构造挤压事件。逆冲推覆构造之下发现白垩纪盆地油气显示,扩展了该地区油气前景。     

祁连造山带断裂构造体系、深部结构与构造演化

祁连造山带处在特提斯构造域的北缘,经历了早古生代原特提斯洋发育以来的构造演化,是青藏高原东北缘高原隆升与扩展的关键构造带。本文依据区域地质调查与构造地质填图,结合前人地球物理场资料,阐述了中国西北和祁连造山带断裂构造体系特征。通过超宽频大地电磁测深(MT)剖面数据采集处理,以及浅、中—深层电性剖面反演与构造解释,分析了祁连造山带全地壳深部结构特征与盆山耦合关系,揭示了原特提斯洋构造域北祁连洋板块向南和向北进行双向俯冲的化石俯冲带深部结构特征;俯冲消减的北祁连洋板块的宽度约在600 km以上。其中,北祁连洋向南在柴达木—祁连地块之下的俯冲作用角度较缓,俯冲带向南延伸的距离较远,其俯冲断离的板片可以达到现今柴达木盆地的北缘;北祁连洋向北的俯冲作用产状较陡,其俯冲断离的板片具有向南陡倾的产状倒转特征,可能与中生代以来、特别是印度—亚洲大陆碰撞的远程效应引起的挤压构造变形有关。大地电磁测深剖面的浅层反演与构造解释,验证了祁连山北缘断裂以北发育的榆木山逆冲推覆构造,榆木山构成飞来峰构造,将早白垩世酒泉盆地的一个分支掩盖在外来的逆冲推覆体之下;飞来峰之下具有油气勘查前景。根据早白垩世晚期普遍发育的伸展作用,限定榆木山逆冲推覆构造发育的时间在早白垩世早期,从而提供了青藏高原北缘早白垩世早期高原隆升与扩展的证据。综合前人资料和本研究成果,建立了祁连造山带自新元古代以来的构造演化概念模型。     

藏北阿翁错地区中基性脉岩年代学、地球化学特征及其板内伸展构造作用

班公湖一怒江缝合带在中生代的构造岩浆演化是青藏高原基础地质研究的热点之一。在该缝合带南部的北冈底斯地区发育有大量的中生代火山岩及相关岩浆岩,其岩石成因与成岩地球动力学背景长期以来存在较大的争议。本文以班公湖一怒江缝合带西段阿翁错地区的中基性脉岩为研究对象,对该地区广泛发育的脉岩的形成时代、岩石成因、构造环境以及动力学背景进行了探讨。研究区辉绿岩脉以低硅(SiO_2=50.03%～51.13%)、低铝(Al_2O_3=15.52%～16.03%、低钛(TiO_2=1.22%-1.31%)、富镁(MgO=9.19%～10.37%)、富钠(Na_2O=3.10%～3.58%,Na_2O/K_2O=1.73～1.87)为特征;闪长岩脉以相对高硅(SiO_2=55.58%～56.22%)、低镁(MgO=4.69%～4.64%)、低钛(TiO_2=1.01%～1.06%)、高铝(Al_2O_3=17.74%～18.72%)、富钠(Na_2O=1.55%-5.03%,Na_2O/K_2O=1.81～3.61)为特征,属于钠质低钾钙碱性系列岩石。二者轻重稀土元素分馏明显,均表现为右倾型,具弱的Eu负异常,重稀土元素总体上变化不大。微量元素上均表现出以富集Rb、U等大离子亲石元素和轻稀土(LREE)元素,亏损Nb、Ta、Ti高场强元素(HFSE)为特征。年代学分析结果显示研究区闪长岩脉LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(99.2±1.2) Ma,辉绿岩脉LA-ICP-MS锆石UPb年龄为(108.4±2.9) Ma,属于早白垩世晚期向晚白垩世过渡期间,其岩浆源区遭受了一定程度的地壳物质的混染,后经历了不同程度的铁镁矿物和斜长石的结晶分离作用。构造环境分析显示研究区中基性岩脉形成于伸展构造环境下,其产状受区域应力场控制,其动力学背景可能与班公湖一怒江特提斯洋南向俯冲消减过程中板片断离导致的软流圈上涌,诱发岛弧和岛弧后方的地幔岩浆发生补充性对流循环而形成的伸展构造背景有关。表明研究区至少在99.2 Ma时,班公湖—怒江特提斯洋俯冲消减已经完成,由早期构造挤压环境转向晚期构造伸展环境。     

青藏高原东北缘祁连山西段与东段岩石圈结构差异研究

作为青藏高原东北缘的祁连山,其东段与西段的地貌以及新生代地表变形样式差异显著.在新生代青藏高原向北东扩展这一共同构造背景之下,引起祁连山东段和西段这些差异的深部原因尚不清晰.本文基于一条宽频密集台站观测剖面,利用P波速度结构约束下接收函数和面波频散的联合反演方法给出祁连山东段的壳内及岩石圈地幔结构.结合前人在青藏高原东...     

冻融交替对河岸缓冲带土壤无机氮和土壤微生物量氮的影响

全球气候变化引起的中高纬度地区积雪覆盖和降雪格局变化,造成该区域土壤冻融交替强度和频次变化,是土壤氮循环的重要影响因素。冻融温差和冻融循环次数影响微生物数量和群落的变化,进而影响土壤氮素生物地球化学循环。以大伙房水库实验林场小流域的河岸缓冲带生态系统为研究对象,通过分析冻融交替对河岸缓冲带土壤无机氮和土壤微生物量氮的影响,阐明冻融交替对土壤无机氮含量变化的影响机制,为评估小流域氮素流失风险提供依据。结果表明：随着冻融循环次数的增加,土壤无机氮含量呈增加趋势;不同温差的冻融循环处理对土壤无机氮影响不同,冻融条件为-5/+5℃和-20/+5℃时土壤无机氮含量在冻融循环10次之后分别为34.9±0.9 mg/kg和37.2±0.8 mg/kg,是处理前的1.21和1.41倍;冻融温差和冻融循环次数对土壤NH₄⁺–N含量有极显著影响(P<0.01),土壤冻融10次后土壤NH₄⁺–N含量是对照处理的4-10倍;冻融循环次数对土壤NO₃^－–N含量有显著影响(P<0.05),冻融温差对NO₃^－–N含量无显著影响(P>0.05);土壤微生物量氮含量对冻融循环的响应显著(P<0.01)。可见,冻融交替显著增加了土壤无机氮含量,由于早春季节植被对无机氮吸收较少,可能增大土壤氮素随冰雪融化的淋溶流失风险。     

沉井下沉过程刃脚的极限土阻力分析

考虑刃脚形状和切土深度,建立沉井下沉过程中极限土阻力的近似计算模型。基于Prandtl问题的滑移线场理论,建立考虑刃脚切土深度和刃脚形状的近似滑移线场,并导出平面应变和圆形沉井轴对称问题极限承载力系数的计算公式。对于平面应变问题,承载力系数Nγ等于两部分之和,即不考虑切土深度时刃脚踏面和考虑切土深度时刃脚内侧倾斜面对承载力的贡献,前者及其他两个承载力系数（黏聚力和超载项）与不考虑刃脚切土深度由Prandtl承载力机制所得的结果相同。刃脚的切土深度、踏面宽度和倾斜角是影响极限土阻力的重要因素,忽略刃脚切土深度及其范围内刃脚倾斜面与土的作用将导致极限土阻力的计算值明显偏小。分析结果表明,承载力系数随刃脚切土深度和刃脚倾斜角的增加而显著增大;若土体强度较高,刃脚倾斜角的大小对极限土阻力的影响更加显著。     

基于GIS的滩涂资源面积量算方法研究

滩涂资源面积量算是滩涂调查中的一项重要工作内容,其结果数据是调查成果的总体表现与直观反映,为滩涂围垦规划调整、围垦工程合理建设提供了数据支持。本文首先分析了矢量形式滩涂资源数据预处理主要内容,对滩涂分布类型进行归纳整理,其次比较了先整体后局部与自下而上基于标准图幅的滩涂资源面积量算方法,阐述了两者关键实现技术,最后提出了一种可快速实现的滩涂资源面积量算方法。该方法以GIS软件空间操作为主、通过编程计算水深平均值判断滩涂资源类型为辅,实现过程简单易于推广使用,并在2011年浙江省滩涂资源面积量算中得到使用与验证。     

深地震反射剖面构造信息识别研究

随着我国深部探测计划的实施,近年来在中国大陆地区实施了多条深地震反射剖面,获得了大量揭示地壳上地幔精细结构的宝贵资料. 为了更充分地挖掘这些资料中所包含的深部构造信息,本文在研究和总结前人工作的基础上,提出一种快速识别深地震反射剖面构造格架的方法. 该方法通过数据预处理、强振幅提取、中值滤波、对象识别、连续性计算和连续性滤波实现对深地震反射剖面构造格架识别. 同时,该方法还可通过对象倾角计算对复杂区域进行属性分析.     

四川盆地东西陆块中下地壳结构存在差异

四川盆地是中上扬子克拉通的主要组成部分.作为我国三大稳定克拉通之一,扬子克拉通经历了自太古代以来的长期演化,直到新元古代晚期与华夏板块发生碰撞拼合前,一直被认为是一个稳定的统一陆块.基底包括了新太古宙-新元古代岩层,其上广泛被新元古代晚期至显生宙地层覆盖,仅有~2.9—2.95Ga基底岩石零星出露于四川盆地的西缘、西南缘和三峡地区,使得对于沉积盖层之下的中下地壳的性质和分布规模的认识十分有限.重力异常则能够宏观揭示区域结构特征.本文通过刨除沉积盖层和莫霍面起伏引起的重力异常而获得了中下地壳的重力异常,反映了四川盆地东西陆块中下地壳存在结构差异,结合深地震反射资料、航磁异常和地球化学资料,证实了该分界线位于重庆—华蓥一线,故而推测中上扬子克拉通在太古宙-古元古代可能存在东西两个陆核.