Isotopic studies of leaf water. Part 1: A physically based two-dimensional model for pine needles

Understanding of isotopic variations in leaf water is important for reconstruction of paleoclimate and assessment of global biochemical processes. We report here a study of isotopic distributions within a single needle of two pine species, Pinus resinosa Ait and Pinus strobes L., with the objective of understanding how isotopic compositions of leaf water are controlled by environmental and physiological variables. A 2D model was developed to simulate along-leaf isotopic variations and bulk leaf water isotopic compositions. In addition to variables common to all leaf water isotopic models, this 2D model also takes into account the specific geometry and dimensions of pine needles and the isotopic transport in xylem and mesophyll. The model can successfully simulate oxygen isotopic variations along a single needle and averaged over a leaf (bulk leaf water). The simulations suggest that isotopic composition of the bulk leaf water does not always depend only upon the average transpiration rate, which in turn raises questions about using leaf water isotopic values to estimate transpiration rates. An unsuccessful attempt to simulate along-needle hydrogen isotopic variations suggests that certain unknown biological process(es) may not have been incorporated into our 2D model, and if so, it calls for a reevaluation of all other models for hydrogen isotopic simulations of leaf water since they too lack these processes.Existing leaf water isotopic models are reviewed in this work. In particular, we evaluate the most frequently used model, the stomatal boundary layer model (also referred to as the Craig-Gordon model). We point out that discrepancy between the boundary layer model and the measured bulk leaf water seems to depend upon relative humidity. Using our 2D model, we show that this humidity dependency is a result of an interplay between environmental and physiological conditions: if the transpiration rate of plant leaves decreases with increasing relative humidity, our 2D model can reproduce the pattern of isotopic discrepancy between boundary layer model predictions and observations, enabling us to understand better the reason behind this discrepancy.     

晚三叠世松潘甘孜和川西前陆盆地的物源对比：构造演化和古地理变迁的线索

为了研究龙门山褶皱冲断带两侧的松潘甘孜和川西前陆盆地在大地构造和沉积学方面存在的联系,笔者等分别在松潘甘孜东缘马尔康—理县地区和川西前陆盆地都江堰地区进行了采样和碎屑锆石的LAICPMS UPb定年工作。269颗锆石的定年结果显示,中—晚三叠世拉丁期—诺利期松潘甘孜复理石盆地东缘沉积地层中的碎屑锆石年龄主要集中在250~280 Ma、1800~1900 Ma和2400~2500 Ma、200~245 Ma、400~450 Ma,对应的物源主要为东昆仑岛弧、华北陆块基底、义敦岛弧以及北秦岭。与之相比,川西前陆盆地诺利期—瑞替期的须家河组地层中的碎屑锆石年龄大致主要集中在1800~1900 Ma和2400~2500 Ma、720~850 Ma、950~1200 Ma、400~450 Ma。该统计结果总体上继承了松潘甘孜数据体的特征,揭示出须家河组物源来自西部——松潘甘孜褶皱带的再旋回沉积和龙门山前陆冲断带。     

喜马拉雅山脉的地质地貌特征:来自SRTM数字高程模型和降水量数据的约束

利用GTOPO30和SRTM3数字高程(DEM)数据,提取了喜马拉雅山脉(造山带)的数字高程模型并对其进行了地质地貌的初步分析。从SRTM3数字高程数据提取出坡度数据,初步分析了喜马拉雅山脉坡度和高程的特征。数字高程和坡度图清楚地展现了喜马拉雅大型断裂带(构造边界)的空间分布特征。分析了中国气象局下属的西藏、青海、四川和云南4省区气象观测台站55年来的年平均降水量观测数据、喜马拉雅山脉南坡的年平均降水量数据、喜马拉雅DEM和裂变径迹数据,发现喜马拉雅山脉从东至西,年平均降水量逐渐减少,地形起伏逐渐变小,而高程渐次升高,与此同时剥蚀速率降低;从北至南,年平均降水量逐渐增加,地形起伏增大,高程快速降低,而剥蚀速率则急剧升高。这充分说明了喜马拉雅年平均降水量大的地区,地表剥蚀作用相对较强,年平均降水量小的地区,地表剥蚀作用则较弱,即:在喜马拉雅地区,长周期的地表剥蚀过程(可长达数个百万年时间尺度)和短周期(仅仅50年)的降水量观测是耦合的。     

江苏潮滩沉积物激光粒度仪与移液管-筛析分析结果的对比

激光粒度仪的广泛应用带来了与历史数据的对比问题,因此需要建立激光粒度仪与早期分析结果之间的关系。根据江苏海岸潮滩沉积物样品的激光粒度仪和移液管-筛析法分析,对粒度参数、粒度组分等进行了对比,对两种方法的差异进行了分析。结果表明,对于江苏潮滩沉积物粒度参数中平均粒径的激光粒度仪与移液管-筛析分析结果之间有良好的线性关系;筛分法测得的粗颗粒物质较激光法偏少,而移液管法法测得的细颗粒物质较激光法偏多;将样品分类之后再进行两种方法所获粒度参数的回归分析,相关性得以提高,说明不同粒度组成的沉积物对分析结果的对比有不同的影响。两种方法之间的换算关系不仅与研究区域有关,而且与沉积物本身的粒度组成有关。     

松南海坨子—大布苏地区泉四段— 姚家组层序地层研究

根据工区内现有的钻井、测井和地震资料,应用以多级次基准面旋回为参照面的高分辨层序地层学理论与研究方法,对松辽盆地南部海坨子—大布苏地区的泉四段—姚家组地层进行了详细的层序地层研究,共识别出5个长期基准面旋回（相当于三级层序）,9个中期基准面旋回（相当于四级层序）,建立了研究区的层序划分方案,在连井剖面的层序地层对比基础上,建立了该区的地层格架,并对层序构成特征进行了分析,研究了储集层在层序格架内的分布规律,揭示出浊积砂体和三角洲前缘相的分流河道形成于基准面上升期,三角洲前缘相的河口坝、远砂坝和席状砂沉积形成于基准面下降期,指出浊积砂体和三角洲前缘相的远砂坝、席状砂沉积是研究区形成岩性油气藏的有利储集体。     

藏南地区中生代硅质岩的地球化学特征及其成因意义

藏南地区中生代硅质岩包括蛇绿岩套硅质岩(与蛇绿岩共生)和非蛇绿岩套硅质岩两大类.本文重点分析日喀则地区彭错林、夏鲁以及泽当地区的罗布莎、江孜盆地宗卓组及四个剖面的硅质岩.其中,彭错林、夏鲁和罗布莎硅质岩与蛇绿岩共生,江孜盆地宗卓组为非蛇绿岩套硅质岩.分析表明:(1)藏南地区硅质岩剖面地球化学特征鲜明,具有一致性和多样性特点;(2)与蛇绿岩共生的彭错林、夏鲁、罗布莎硅质岩普遍具有高Si、高Fe、低Al特征,大部分微量元素相对于克拉克值亏损,稀土元素总量低,经北美页岩标准化后,Ce异常明显或不明显,重稀土相对轻稀土富集.硅质泥岩的∑REE要明显高于硅质岩;(3)非蛇绿岩套宗卓组硅质岩SiO2含量稍低,Al2O3、TiO2则相反.V、Th、Hf、Ta等不相容元素上亏损程度较小,部分样品含量可接近克拉克值.稀土总量相对较高,页岩标准化配分模式上体现为弱Ce正异常,负Eu异常,轻重稀土分异不明显的平坦型曲线图;(4)地球化学特征指示了,藏南地区硅质岩多数具有明显的热水沉积成因属性,同时有正常陆源组分的加入.其中,夏鲁硅质岩的热水沉积地球化学特征较为典型,而宗卓组硅质岩则表现出受陆源物质加入的影响显著的地球化学特点.     

延边东部五道沟岩群的单颗粒锆石SHRIMP U-Pb 年代学及其地质意义

通过对延边地区东部五道沟岩群黑云阳起石片岩的单颗粒锆石SHRIMP U-Pb年龄测定.获得21个单点年龄,其中包括7组谐和年龄和1组不谐和年龄.谐和年龄分别为1347.8 Ma、844.8 Ma、340.2～313.7 Ma(平均值为323±23 Ma,N=4,MSWD=0.23,置信度=0.88)、292.9～288.3 Ma(平均值=291±25 Ma,N=3,MSWD=0.031.置信度=0.86)、279.2～266.2 Ma(平均值为279±28 Ma,N=4,MSWD=0.031,置信度=0.86)、127.4～124.2 Ma(206Pb/208U年龄平均值为126.5±3.7 Ma,N=5,MSWD=0.12;置信度=O.97)、116.1～106.3 Ma(平均值为115±39 Ma,N=2,MSWD=1.2置信度=0.27),不谐和年龄的下交点年龄为(451±120)Ma、上交点年龄为(1811±400)Ma(MSWD=7.2);这一结果表明:阳起石片岩的原岩主要是来自中元古代、新元古代和早古生代的碎屑物,指示五道沟群的沉积成岩作用发生在石炭世(323±23 Ma),变质作用发生在晚二叠世(291±25 Ma),之后在279.2～266.2 Ma、126.5～106.3 Ma先后受两次岩浆用和蚀变作用的改造.     

川西前陆盆地中—新生代沉积迁移与构造转换

川西前陆盆地中—新生代各构造层的残余厚度展布和沉积特征分析发现,四川克拉通周缘的前陆盆地在晚三叠世时期发育于龙门山山前,明显属于龙门山褶皱逆冲构造载荷所形成的前渊凹陷;侏罗纪早期的沉积地层呈面状分布,没有表现出显著的挠曲沉降,指示了一个构造相对平静的阶段;中侏罗世早期前渊凹陷迁移至龙门山北段和米仓山山前,前渊沉积从晚三叠世的北东向转换为近东西向,广泛的湖泊相沉积预示了前陆盆地的欠充填状态;中侏罗世中晚期,川西盆地沉降中心又迁移到大巴山山前,相应的挠曲变形又从近东西向转化为北西向,构成了大巴山的前渊凹陷;晚侏罗世—早白垩世时期,沉降中心再次回到米仓山山前,巨厚的前渊凹陷沉积指示了米仓山冲断带的主要活动时期;白垩纪末—古近纪的前渊凹陷则跃迁至雅安—名山地区。川西前陆盆地的同造山沉降中心以四川盆地中心为核心在西部和北部呈弧形迁移,沉积序列不断更替和叠加。中生界各构造层底界构造图显示现今的构造低部位位于川西北地区和川西南地区,在川西北地区均有东西走向的等值线分布,而川西南地区等值线走向则为北东-南西向。因此分析认为,晚侏罗世至早白垩世的构造变形可能控制了川西盆地现今的地层变形,形成了川西北地区的南北向构造挤压结构,而晚期的新生代构造变形则主要体现在川西盆地的西南部,形成北东-南西向的地层展布特征。     

西秦岭熊山沟岩体地球化学及构造环境分析

在区域地质调查及综合研究的基础上,对位于西秦岭天水东南部地区的原百花岩体进行了详细的岩石学、岩石地球化学、岩体接触关系、同位素年龄研究,从中解体出熊山沟岩体,并初步了解了该岩体的岩浆活动规律。熊山沟岩体早期岩石类型为斜长花岗岩,岩石化学成分K2O含量较低,K2O∕Na2O比值为0.33～0.42;晚期岩石类型为二长花岗岩,岩石相对富集K2O,K2O∕Na2O比值为1.01～1.43,岩石属拉斑-钙碱性系列;微量元素富集Th、Hf、Nb、Zr等元素;稀土元素以富集轻稀土,无铕负异常或铕负异常不明显为主要特征;氧同位素值较低（δ^18O为＋3.32‰）,岩石具Ⅰ型花岗岩的特征,岩浆来源于下地壳物质,形成于大陆弧构造环境。     

影响低渗透油藏低速非线性渗流的实验研究

以膨胀性的粘土为主要研究对象,通过粘土浆体的流变性实验和填砂管渗流实验,并使用一种新研制的微流量测量工具,研究了低渗岩心在较低流速下的渗流特性;利用微尺度流动理论,Einstein粘度定律等进行了理论分析,对引起低渗透油藏低速非线性渗流的影响因素进行了初步的探索.结论认为,粘土的膨胀性以及其水化后形成浆体的流变性是引起低速非线性渗流的主要因素之一.