LAPS在冰雹云模拟中的应用

LAPS是中国气象局武汉暴雨研究所引进的中尺度分析系统,能融合区域内多种非常规观测资料,提供高分辨率中尺度分析场。该文对探空资料和LAPS分析场两种初始场的大气层结和环境风场信息进行了比较,并应用探空资料和不同时次的降雹点的LAPS分析场作为三维对流云模式的初始场对2008年7月27日、28日湖北西部山区冰雹天气过程进行数值模拟,并将模拟结果与观测实况进行了对比分析,最后对27日降雹过程应用临近降雹时次的LAPS分析场作为云模式初始场模拟的回波、风场和垂直速度等特征进行了分析,以探讨LAPS用于云数值模式的适用性、优越性以及冰雹云发生发展特点。结果表明: LAPS输出场用于云模式初始场进行冰雹云数值模拟具有时空上的优势,能更好地模拟出午后局地降雹,可以弥补探空资料作为云模式初始场的不足,应用临近时次的LAPS分析场作为云模式初始场的数值模拟能体现出冰雹云发展过程中多次增强等细节,有利于人工防雹作业预警和催化方案的确定。     

近40a贵定县可利用降水资源特征及变化

利用贵定县1969—2008年的月平均气温和降水资料,讨论了该县40 a来可利用的降水资源的变化特征。结果表明:一年中,贵定5、6月可利用的降水资源是最多的,而12月的可利用降水则为最小。贵定降水和可利用的降水资源主要集中于夏季,各自分别占全年比例的46%和52%。可利用降水系数全年平均为0.4,其中春季最大,为0.46,冬季最小,为0.12。40 a来,贵定平均可利用降水资源的总体趋势以0.5mm/a的线性倾向减少,这与40 a来贵定降水量总体趋势以0.5mm/a线性倾向减少密切相关。     

气溶胶对北京中尺度对流系统影响的数值试验

利用可分辨云模式(WRF),模拟研究了不同气溶胶浓度对北京地区2001年8月23日一次产生强降水和冰雹的对流天气的影响。结果表明,气溶胶浓度的增加不利于对流云的发展,导致地面降水减小,但是对降水结构没有明显影响。气溶胶浓度增加导致云中水成物数浓度和质量浓度均发生变化,其中云水、冰晶和雪含量增加,而雨水、霰和雹含量减小。从云微物理学分析发现,气溶胶浓度减小有利于高层云的形成,云滴有效半径随着气溶胶浓度增加而减小。     

高分七号卫星双波束激光测高仪在轨几何检校与试验验证

高分七号卫星装载了国内首台双波束对地观测激光测高仪,用于辅助两线阵光学相机实现1:1万立体测图.由于卫星发射时的振动及入轨后空间环境变化,激光测高仪在轨指向等参数相对于实验室标定值发生较大偏移,直接影响激光测高精度.针对高分七号双波束激光测高仪,本文提出了由粗到精的"两步法"在轨几何检校方案.首先,构建单波束激光在轨几何检校模型,基于特殊波形分析来估算激光足印落点位置信息,实现单波束激光指向粗检校;然后,以单波束激光在轨几何检校模型为基础,构建双波束激光在轨几何检校模型,在大气延迟改正、潮汐改正等基础上,采用地面探测器阵列捕获光斑,实现双波束激光指向测距联合检校.最后,采用平静湖面上的激光测高数据和地面控制数据,分别验证激光检校后相对和绝对高程测量精度.试验结果表明:高分七号卫星激光高程测量相对精度优于0.06 m(1σ),平坦地区的绝对测高精度达到0.10m(1σ).     

片麻岩穹窿与伟晶岩型锂矿的成矿规律探讨

"片麻岩穹窿"是指中下地壳热动力过程产生的与岩浆作用(或混合岩化作用)密切相关的穹状构造,是折返造山的产物.片麻岩穹窿的形成经历了从垂直上升的地壳流导致的岩浆上涌的挤压收缩到岩体侵位的顶部伸展机制的转化过程,这一过程有利于富含锂-铯-钽型(LCT)型伟晶岩的生成和锂族元素的富集.研究表明,位于青藏高原北部的中国松潘-甘孜-甜水海印支造山带是中国大型"伟晶岩型"锂矿资源赋存的基地,松潘-甘孜东南部的超大型甲基卡型伟晶岩型锂矿带,产于具有巴罗式"低/中压-高温"变质组合的三叠纪复理石围岩中,早中生代花岗岩以及衍生的大量含锂稀土矿物的伟晶岩脉侵位有成因关系.研究认为,探究片麻岩穹窿的形成过程和构造成因机制;识别花岗岩-含矿伟晶岩的地球化学属性,揭示花岗岩浆分异作用与含矿伟晶岩相演变的成因联系,以及锂元素迁移、富集熔浆的过程;圈定三叠纪地层中巴罗式变质相带的展布,探明富锂伟晶岩矿带赋存的有利变质相带及形成的P-T条件;揭示"变形-变质-岩浆深熔-成矿"的时空耦合、制约与相互作用,再造造山过程中锂资源富集和保存的规律,以及建立成矿动力学模式;是揭示片麻岩穹窿与伟晶岩型锂矿的成矿规律的重要科学途径.     

黔西南高岭萤石矿床地质-地球化学特征与成因

黔西南州是贵州省内萤石矿产资源相对集中区之一,目前已发现萤石矿床(点)若干,主要分为独立型和共(伴)生型两类,后者与金矿床、锑矿床等低温热液矿床共(伴)生,属于华南大面积低温成矿域重要组成部分之一。目前对独立型萤石矿床的研究还很薄弱,严重制约了对这一稀缺性战略非金属矿产成因的理解。高岭是晴隆锑矿床外围近年来新发现的一个独立型萤石矿床,伴有少量锑矿化,是研究本区独立型萤石矿床成因的理想对象。本文在深入开展其矿床地质研究的基础上,采用萤石颗粒微钻取样技术和萤石微波消解方法,获得了MC-ICPMS高精度萤石Pb和Sr同位素组成数据。结果显示,萤石的Pb同位素比值变化较大,~(206)Pb/~(204)Pb=18.5107～20.1915,~(207)Pb/~(204)Pb=15.7075～15.8298,~(208)Pb/~(204)Pb=36.6625～38.6938,明显富集放射性成因Pb,暗示其源区富放射性成因Pb或流经了富放射性成因Pb的源区;萤石的Sr同位素比值变化范围较窄,87Sr/86Sr=0.707845～0.707968,略高于赋矿的二叠系茅口组灰岩(~(87)Sr/~(86)Sr=0.70679～0.70682)和峨眉山玄武岩(~(87)Sr/~(86)Sr=0.70480～0.70647),也略高于二叠纪海水Sr同位素比值(~(87)Sr/~(86)Sr=0.70684～0.70820),表明成矿流体相对富集放射成因Sr,暗示有富放射性Sr的源区贡献,即成矿物质/流体来源或流经富放射性成因Sr的源区。通过对比,本文认为高岭萤石矿床成矿物质/流体具有多来源特征,其与晴隆锑矿床同属于一个成矿系统,是大面积低温成矿晚期产物。     

水平分层胶结充填体损伤本构模型及强度准则

以矿山分层充填为背景,针对水平分层充填体,提出了初始分层损伤、荷载损伤与总损伤的概念;利用损伤力学理论,考虑分层效应,建立了充填体损伤演化及本构模型;基于全微分方法构建了考虑分层效应的充填体强度准则。开展了不同分层充填体力学特性试验。研究结果表明：所建立的分层充填体损伤本构模型及强度准则理论曲线与试验曲线高度吻合,验证了模型的正确性;初始分层损伤随分层数增多,呈现 的二次多项式递增,分层效应与荷载耦合作用劣化了充填体总损伤;充填体总损伤率呈先增大后减小趋势。在峰值之前,分层数越多,则总损伤率越大;而峰值之后,分层数越多,则总损伤率越小,且总损伤率最大值随分层数增多而增大。     

鄂西地层硒的分布、富硒岩石成因及硒的来源

鄂西地区硒元素主要富集在二叠系孤峰组与吴家坪组炭质硅质岩中,而其他地层"黑色岩系"中硒含量却很低。富硒炭质硅质岩微量元素中w(As)和w(Sb)分别是沉积岩丰度的1.65倍和4.22倍,U/Th平均值为7.9、Co/Ni平均值为0.042,稀土元素具有明显Ce的负异常特征,指示了富硒硅质岩以热水成因为主,而微量元素Mo、V含量较高,证明又受到生物因素的叠加影响。岩石La-Th-Sc以及Th-Sc-Zr/10图解表明"黑色岩系"形成于大陆岛弧的构造环境。富Se岩石的Cr元素含量也较高, Cr是典型的地幔元素,表明地幔物质参与了"黑色岩系"的成岩作用。孤峰组炭质硅质岩层间凝灰质黏土岩锆石U-Pb年龄约264 Ma,在时代上与峨眉山玄武岩起始喷发时间一致,表明孤峰组硒的来源与峨眉山玄武岩的持续喷发相关。吴家坪组炭质硅质岩层间凝灰质黏土岩的锆石U-Pb年龄为253～248 Ma,与西伯利亚大火成岩省火山喷发时间高度吻合,说明吴家坪组硒的来源可能与西伯利亚大火成岩省关系密切。     

渤海湾盆地黄骅坳陷古潜山的宏观展布特征与演化过程

古潜山的形成与发育受控于多期构造运动,在不同构造背景下所表现出的结构形态是有规律可循的,呈现出成群、成带分布的现象。本文以黄骅坳陷潜山宏观展布特征为研究重点,利用三维地震资料,解剖潜山结构特征,探讨潜山的演化过程。研究表明,黄骅坳陷古潜山可分为基岩褶皱形成的潜山背斜群、基底断块掀斜作用形成的大型断鼻和盆缘裙边断鼻潜山构造三大类潜山。歧口凹陷内部潜山构造带总体构成"轮毂"式格局,沧东-盐山断陷区潜山带结构整体性强,以大型背斜构造为主。基底逆掩断裂系统复杂化潜山构造带内幕结构,可分为三角逆冲构造、背驮式逆冲构造及双重构造等。三大拆离伸展构造系统控制掀斜断块潜山的分布,形成以断鼻和断垒构造为主的潜山构造群。黄骅坳陷古潜山分为四个主要演化阶段:中元古代至古生代末为潜山内幕地层建造阶段,中生代为潜山内幕构造发育阶段,新生代古近纪为潜山宏观面貌定型阶段,新近纪为潜山深埋阶段。     

吉尔吉斯天山造山带晚白垩世- 古新世小规模大陆溢流玄武岩的成因及深部地球动力学过程

以短时间内巨量喷发为特征的大火成岩省一般被解释为是地幔柱作用的产物,但是关于小规模大陆溢流玄武岩的源区和形成机制上仍然存在较大的争论。本文选择吉尔吉斯北天山造山带中小规模大陆溢流玄武岩为研究对象,通过~(40)Ar/~(39)Ar同位素定年精确厘定这些玄武岩的形成时代,并利用全岩地球化学以及单矿物成分分析揭示其岩石成因和深部地球动力学过程。吉尔吉斯北天山中Uchkuduk小规模大陆溢流玄武岩的喷发年龄为81.5～84.0 Ma,明显早于吉尔吉斯天山造山带中其它地区玄武岩(58～76 Ma)。其主要斑晶矿物为橄榄石(Fo_(72.5～91.4))、铬尖晶石(Cr#=13.2～50.1,58.0%～76.2%FeO_T和12.5%～20.4%TiO_2)和单斜辉石(Wo_(47.3-51.3)En_(35.5-43.2)Fs_(9.37-14.2))。Uchkuduk玄武岩微量元素特征与OIB极其相似,富集大离子亲石元素和高场强元素,显示Pb、Sr、Nb-Ta的正异常以及K的负异常,并且具有正的ε_(Nd)(t)值(+5.28～+5.42)、适度高的(~(87)Sr/~(86)Sr)i(0.7038～0.7047)和(~(206)Pb/~(204)Pb)i(18.231～18.339),暗示其来源于一个富集的软流圈地幔源区。橄榄石斑晶中高的NiO含量和Fe/Mn比值、低的CaO含量,与典型的来源于辉石岩熔体所结晶的橄榄石特征一致。此外,计算的原始岩浆成分落在L+Ol+Cpx+Grt共结线附近,同时具有高的FeO_T(11.2%～11.7%),TiO_2(2.01%～2.12%)含量,表明Uchkuduk玄武岩来源于石榴石辉石岩为主的地幔源区。该石榴石辉石岩源区可能与早期的地幔交代事件有关,通过俯冲再循环洋壳物质与周围橄榄岩的固相相互作用形成。Uchkuduk玄武岩原始岩浆形成所对应地幔潜能温度1574～1598℃,与地幔柱边部的热异常相当。因此,我们提出吉尔吉斯天山造山带及其邻区的晚白垩世-古新世小规模大陆溢流玄武岩可能是地幔柱活动的产物,地幔柱在上升过程中发生低程度(10%)的部分熔融产生—系列的碱性玄武质岩浆。