ANALYSIS OF A CASE OF EAST ASIA COASTAL CYCLOGENESIS*

The evolution of an explosive cyclone off the East Asia coast in March 1979 is described.A shortwave trough in the southern branch of upper-level westerlies initiated the incipient cyclone.Later,a polar trough in the north amplified and became in phase with the southern shortwave to form a major trough.This major trough was responsible for the rapid intensification of the surface cyclone.In the early development stage,warm and moist air was transported northward to the developing area by a strong low-level jet.The ageostrophic wind associated with the low-level jet contributed to the frontogenesis,creating a favorable low-level environment for the rapid deepening.A low-level positive potential vorticity anomaly was created prior to the onset of rapid deepening.It was a result of frontal cloud condensation.The cyclone intensified rapidly when stratospheric air with high potential vorticity penetrated to the mid-troposphere.The rapid deepening took place at a location under the left-exit region of an amplifying jet streak behind the major trough and the right-entrance region of another anticyclonically-curved subtropical jet streak in a quasi-stationary ridge overJapan.Due to the blocking effect of the Tibetan Plateau,two shortwave disturbances were observed in the upper-level westerlies on the north and south sides of the Plateau.The southern disturbance initiated the incipient surface cyclone,while the amplifying northern disturbance was responsible for the rapid deepening.Thus,the evolution of the explosive cyclone in this case can be regarded as consecutive Petterssen's "type-B" cyclogenesis in two separate stages.     

流体在岩浆型铬铁矿和铂族元素成矿过程中的作用及意义

镁铁- 超镁铁岩是揭示地幔物质组成和壳幔相互作用的重要窗口，也是Ni- Cu- PGE- Cr等金属矿产资源的重要载体。不同的镁铁- 超镁铁岩体赋矿特征明显不同：蛇绿岩以产出铬铁矿床为特征，阿拉斯加型岩体主要赋含铂族元素(PGE)矿床，大型层状岩体则可同时产出铬铁矿床、PGE矿床和Cu- Ni硫化物矿床。这种成矿差异显然与赋矿岩体形成的构造背景、母岩浆经历的岩浆演化过程有关，但缺少关键控制因素的研究。前人对上述不同种类矿床的研究工作主要集中于地幔源区的部分熔融、上升过程中或岩浆房内的围岩混染和结晶分异等岩浆过程，而极少关注流体作用。近年来，实验岩石学和岩石地球化学的研究均表明幔源岩浆演化过程中的流体活动可能对成矿元素的富集迁移起到至关重要的作用，同时这些成矿元素的赋存状态和分配系数也在不断更新。厘清Cr和PGE在熔体演化——尤其是流体出溶过程中的地球化学行为，刻画并揭示其迁移富集、分离和再富集的成矿过程及控制因素，已成为当前岩浆矿床研究的热点。本文围绕富水流体与铬铁矿和PGE成矿关系的科学问题，总结了不同镁铁- 超镁铁岩体的成矿差异以及铬铁矿和PGE矿床成矿过程中的流体活动记录，提出流体性质和组分对铬铁矿和PGE迁移富集的控制作用，强调有必要开展蛇绿岩、大型层状镁铁- 超镁铁岩体和阿拉斯加型岩体的对比研究。     

全球不同构造环境蛇纹岩全岩和矿物微量元素组成及非传统稳定同位素(Fe- Zn- Cu同位素)特征

蛇纹岩对地球深部和浅部的元素循环以及氧化还原状态调节具有非常重要的作用。蛇纹岩中的流体活动性元素(fluid- mobile element, FME)是揭示地幔岩石水化、脱水以及元素循环的关键。本文系统收集和分析了前人报道的不同构造环境的蛇纹岩矿物化学、全岩微量元素和非传统稳定同位素(Fe、Zn、Cu)的组成特征，试图从多个角度总结蛇纹岩脱水过程的元素迁移规律及流体性质。蛇纹岩主要矿物蛇纹石微量元素含量具有以下主要特征：① 不同变质程度的蛇纹岩中的蛇纹石既包含轻稀土元素(light rare earth element, LREE)富集，又包含LREE亏损的特征；② 纤蛇纹石的REE和微量元素分布在利蛇纹石和叶蛇纹石的范围内，利蛇纹石重稀土元素(heavy rare earth element, HREE)整体上略高于叶蛇纹石且更加富集FME；③ 通过中度不相容元素与REE含量相结合，能够较好地区分橄榄石和辉石蛇纹石化所形成的蛇纹石，即辉石形成的蛇纹石富集相容元素(如Sc、Zn、Cr、Y和Ti等)并具有较高的HREE，而橄榄石形成的蛇纹石则表现为平坦且整体较低的REE分布型式。在蛇纹岩全岩微量元素和稀土元素(rare earth element, REE)含量方面，不同构造环境的蛇纹岩具有较大范围的重叠，但也有一定的差异：① 慢速扩张的印度洋中脊蛇纹岩REE和微量元素含量要整体高于快速扩张的大西洋中脊和太平洋中脊的蛇纹岩；② 马里亚纳蛇纹岩泥相比于蛇纹岩和蛇纹石化纯橄岩具有更高的REE和微量元素，而蛇纹石化纯橄岩相比于蛇纹岩则具有相对低的REE及流体不活动性元素含量。因此，利用微量元素的含量在区分不同环境的蛇纹岩方面存在一定的困难。但是，碱金属元素与U元素含量及其相应的比值，则可以较明显区分出大洋蛇纹岩和弧前蛇纹岩。目前已发表的蛇纹岩Fe、Zn、Cu同位素数据表明：① 蛇绿岩中的蛇纹岩Fe和Zn同位素的分馏与其变质程度密切相关。蛇纹岩在进变质过程中δ 56Fe值与Fe 3+/∑Fe值呈负相关，而Zn含量和δ 66Zn值则呈现正相关，表明蛇纹岩变质脱水能够释放氧化性流体；② 与橄榄岩相比，蛇纹岩具有明显低的δ 65Cu值，表明橄榄岩蛇纹石化过程中存在氧化性流体的加入。蛇纹岩Fe、Zn、Cu同位素在示踪流体性质和氧化还原状态方面有很大潜力，对壳幔系统的化学循环具有重要意义。     

陕南勉略宁地区黑木林- 硖口驿新元古代镁铁质岩锆石U- Pb年代学、地球化学特征及其构造意义

对于扬子板块西北缘新元古代早—中期（835~720 Ma）岩浆岩形成的构造背景尚存在较大争议。本文对陕南勉略宁地区碧口微地块内黑木林- 硖口驿SSZ型（俯冲带上盘型）蛇绿混杂岩中的辉长岩、辉长闪长岩和变安山质玄武岩分别进行了锆石LA- ICP- MS U- Pb年代学、岩石学及岩石地球化学研究。研究结果表明，木瓜园辉长岩和变安山质玄武岩属岛弧拉斑玄武岩系列，稀土元素球粒陨石标准化配分曲线均呈右倾型，具有微弱的Eu负异常，微量元素原始地幔标准化图解显示其富集大离子亲石元素（LILE）和轻稀土元素（LREE）而亏损高场强元素（HFSE，如Nb、Ta等），与岛弧岩浆岩相似。黑木林、硖口驿辉长闪长岩属钙碱性系列。黑木林辉长闪长岩具与Bonin弧前玻安质岩石类似的地球化学特征，具较高的SiO2含量（54. 27%~56. 79%）、MgO含量（11. 10%~17. 04%）和较低的TiO2含量（0. 08%~0. 19%），富集大离子亲石元素Rb、Th、U和Pb，亏损高场强元素Nb、Ti，以及弱的Zr、Hf正异常等特征。硖口驿辉长闪长岩MgO含量较低（4. 24%~8. 91%），略低于玻安质岩石，其N- MORB（正常洋中脊玄武岩）标准化微量元素蜘蛛网图与Bonin弧前玻安岩类似，富集LILE、亏损HFSE，具低的Ti/Zr比值等特征，属于过渡类型的类玻安质岩石。锆石LA- ICP- MS U- Pb测年结果显示，黑木林- 硖口驿SSZ型蛇绿混杂岩的原岩形成时代为835~830左右。其中木瓜园辉长岩、黑木林和硖口驿辉长闪长岩的结晶年龄分别为835±4 Ma、830±2 Ma和830±11 Ma。结合前人关于扬子板块西北缘新元古代早—中期构造演化过程的研究，认为扬子板块西北缘在新元古代早—中期（950~720 Ma）处于长期的洋壳东南向俯冲的活动大陆边缘环境并发育俯冲增生造山作用，且新元古代早期（835~830 Ma）在扬子板块西北缘发生了洋内俯冲，形成黑木林- 硖口驿SSZ型蛇绿混杂岩，最终增生拼贴就位于碧口微地块。     

珠江口盆地西江主洼油气差异分布机制

西江主洼是珠江口盆地一个低勘探程度洼陷，油气差异聚集特征明显，但其机理不清。本文在断陷盆地油气成藏理论指导下，利用研究区地质、地球物理和地球化学等资料，开展了烃源岩、断盖组合、储集体系和运聚模式等方面的研究。结果表明，裂陷期沉降、沉积中心有序迁移，造成主力烃源岩自东向西由文四段迁移至文三段、文一+二段，控制东、西部油气差异分布。恩平组区域性泥岩发育且晚期断裂缺乏，导致油气纵向上更易聚集于下构造层；区域泥岩减薄尖灭或晚期断裂切开盖层的区域，上构造层有一定油气分布。"源-汇"类型从宏观上控制储层优劣，影响下构造层油气富集程度；"仓储"运移是控制上构造层油气规模聚集的主要模式。下构造层古近系应作为重点部署方向，东部围绕文四段、西部围绕文三段、文一+二段烃源岩构成的含油气系统展开；上构造层勘探需关注珠海组，在隆起周边寻找具备"仓储"运移模式的有利区带。     

河流相沉积的河型转换特征与控制因素及其油气地质意义 ——以南苏丹Melut盆地Ruman地区坳陷期Jimidi组为例

河流相砂体是陆相含油气盆地的重要储层类型，其河型的时空转换不仅是研究盆地演化的直接证据，更是精准评价与预测油气储层的核心内容，已成为近年来国内外沉积研究的热点之一。以Melut盆地Ruman地区坳陷期Jimidi组为例，通过开展层序划分、岩相类型与岩相组合分析、高分辨率储层反演、以及砂体平面展布分析，结果表明:1）坳陷期Jimidi组河流相研究层段发育3个中期基准面旋回，可识别出垂向加积型、侧向加积型、充填型、充填—废弃型、漫溢型等5类典型岩相组合。2）揭示出Jimidi组由下至上具有“曲—辫—曲”河型转换规律，明确了构造作用所造就的古地貌背景和长期基准面上升的总体趋势是控制河型转换的主要因素。3）河型转换的新认识有效指导了研究区曲流河型层段内连续分布的相对低孔封隔带的发现，推动了Jimidi组首口岩性油藏风险探井的部署与勘探突破。     

雄安新区地热地质模型探究：来自地球物理的证据

雄安新区内地热资源丰富，区内有牛驼镇地热田、容城地热田和高阳地热田，地热资源开发利用较早，但是对其深部热源机制仍未形成统一观点。为了研究雄安新区内地热田深部热源机制，在新区及外围进行了深反射地震和长周期大地电磁探测，对取得的同剖面的深反射地震和大地电磁数据进行处理和综合解释，探明了研究区从地表至莫霍面范围内地质构造和电性结构。下地壳结构在深反射地震剖面与大地电磁剖面上有很好的对应关系。电阻率低值区对应着在深反射地震剖面上存在一系列反射同相轴，且同相轴可以延续到莫霍面，电阻率高值区对应着在深反射地震剖面上无明显连续反射同相轴，尤其是在莫霍面之上呈现地震反射近似"空白区"。结合区域地热资料构建了研究区深部地热地质模型，对新区内深部地热机制进行了解释。该模型为"二元"生热模型，其热源包含两个部分，深部地幔热源和地壳放射性元素衰变生热。放射性元素衰变生热占地表热流的接近30%，而幔源热流在地表热流中的占比可达约70%。在牛驼镇下方，莫霍面以上，由于地幔热物质上涌造成下地壳上隆，幔源岩浆底侵作用于下地壳形成了局部热异常，该热异常具有低速高导的地球物理特征，认为是牛驼镇地热田和容城地热田的深部热源；以区域断裂为热通道，大地热流由深部向上传导、扩散到牛驼镇凸起和容城凸起顶部，对碳酸盐岩储水层进行加热，形成地热储层；上覆新近系沉积地层是良好的热盖层。     

30 m global impervious surface area dynamics and urban expansion pattern observed by Landsat satellites: From 1972 to 2019

Using more than three million Landsat satellite images, this research developed the first global impervious surface area (GISA) dataset from 1972 to 2019. Based on 120,777 independent and random reference sites from 270 cities all over the world, the omission error, commission error, and F-score of GISA are 5.16%, 0.82%, and 0.954, respectively. Compared to the existing global datasets, the merits of GISA include: (1) It provided the global ISA maps before the year of 1985, and showed the longest time span (1972–2019) and the highest accuracy (in terms of a large number of randomly selected and third-party validation sample sets); (2) it presented a new global ISA mapping method including a semi-automatic global sample collection, a locally adaptive classification strategy, and a spatio-temporal post-processing procedure; and (3) it extracted ISA from the whole global land area (not from an urban mask) and hence reduced the underestimation. Moreover, on the basis of GISA, the long time series global urban expansion pattern (GUEP) has been calculated for the first time, and the pattern of continents and representative countries were analyzed. The two new datasets (GISA and GUEP) produced in this study can contribute to further understanding on the human’s utilization and reformation to nature during the past half century, and can be freely download from http://irsip.whu.edu.cn/resources/dataweb.php.

     

杨山晚古生代沉积盆地成因类型及其与桐柏-大别造山带关系的探讨

杨山晚古生代沉积盆地位于桐柏-大别山北麓,它具有明显的前陆盆地沉积特点,由早期(D₂?—C₁)的复理石建造到晚期(C₁—P?)的磨拉石建造;古生物地理分析表明其与华北、扬子陆块都有密不可分的联系,其间不可能有古洋盆的存在,因而它应当是桐柏一大别造山带碰撞造山过程中形成的前陆盆地。杨山晚古生代前陆盆地的形成说明,扬子陆块和华北陆块的陆-陆碰撞起始于晚泥盆世之前(S₃—D₂),而桐柏-大别造山带中生代的构造事件则可能代表一次大规模陆内逆冲-推覆作用。