大气水文模式耦合研究综述

首先阐明大气水文模式耦合的必要性，总结作为二者耦合的共同界面——陆面模式的发展过程。在此基础上，从耦合研究方法和目的出发，分4个类别详细论述当前国内外大气水文模式耦合研究的现状。指出了单向耦合不足和进行双向耦合所面临的几个关键问题包括：尺度问题、次网格分布非均匀性、降水模拟等。未来要求充分利用“3S”、四维变分同化等新技术和新方法，加强多学科的联合研究，深入开展大气水文模式的双向耦合试验和敏感性分析，研究大气—植被—土壤—水文系统的交互影响，从根本上提高大气和水文模式的模拟和预报水平。     

秦岭-大别造山带南缘勉略构造带与勉略缝合带

秦岭-大别造山带南缘的勉略构造带是中国大陆构造中划分南北、连接东西的重要构造带. 同时还是秦岭-大别造山带中除商丹缝合带外另一条古板块缝合带. 多学科综合研究, 确定勉略构造带现今构造几何学结构与运动学特征和恢复重建原秦岭-大别造山带等中央造山系这一板块俯冲碰撞带的形成演化, 不仅对中央造山系, 而且对探讨中国大陆于印支期完成其主体拼合都具有重要意义, 也是探索中国大陆板块构造与大陆动力学的良好天然实验室与研究基地.     

叠加于弧后前陆盆地挠曲沉降之上的另一类沉降——动力沉降

弧后前陆盆地挠曲沉降包括逆冲负载沉降和盆地沉积物负载沉降。叠加于挠曲沉降之上还存在另一类沉降,即动力沉降。动力沉降是动力地形的一种,即动力地形低。动力地形一般认为具有两种成因,一种为与超大陆集聚和分散有关的动力地形,另一种为与大洋板片俯冲有关的动力地形。由大洋板块俯冲产生的动力沉降往往分布于弧后前陆盆地区,其幅度、波长与板块俯冲角度、俯冲速率、俯冲板块在地幔中通过的位置和俯冲岩石圈的热年代密切相关。将通过弧后前陆盆地沉积地层的去压实得到的总沉降减去盆地模拟获得的逆冲带负载和盆地沉积物负载沉降可以得到剩余沉降,即动力沉降。从地层资料中定量分离出动力沉降为改进和限制长期以来悬而未决的由洋壳俯冲导致的地幔-粘性流动构造模型提供理论基础和实际资料。     

松辽盆地南部白垩纪裂后期异常沉降分离

为了研究松辽盆地白垩纪裂后期沉降的动力机制,以松辽盆地南部长岭、十屋凹陷为例,用回剥法和应变速率反演方法对研究区钻井和地层剖面资料进行了研究。结果表明：观测得到的裂后沉降和模拟预测的理论裂后沉降结果存在较大差异,异常沉降量达160~800 m;并且异常沉降经历了两次沉降高峰期,分别出现在裂后期的泉头组及嫩江组沉积时期,平均沉降速率最大值出现在泉头组沉积时期,达16 m/Ma,同期地壳应变速率也达到裂后期最大值,约为6 Ga^-1。该异常沉降除受到裂后期基底断裂和盆地小型正断层活动的小部分影响外,可能主要受控于中生代晚期Izanagi俯冲板片在松辽盆地深部的下拽作用及其诱发的深部地幔流动,属动力沉降。     

构造古地理重建与动力地形

摘要：构造古地理是研究地质历史时期的构造过程和自然地理演化的科学。大数据时代的计算能力和效率的迅速提高及地球动力学模拟技术的发展,要求古地理研究应建立在全球板块构造背景下,重建“深时”、原位、原型的活动古地理。本文在综合分析国际、国内关于GPlates和CitcomS的地球动力学模拟软件平台的研究成果基础上,系统阐述了板块构造古地理重建思路、内容和方法,残余地形(动力地形)的分离技术、动力地形与板块俯冲、深部地幔流动的动力成因关系;介绍了利用地表动力地形等古地理资料进行约束,揭示板块运动过程、地幔动力学过程研究思路、方法;提出了古地理重建和地球动力学研究中应遵循的“定时、定位、定向和定型”的原则。将全球板块构造古地理模型(GPlates)与基于物理特性的地幔和岩石圈有限元模型(CitcomS)相结合,将动力地形与地幔活动过程研究相结合,对揭示4-D地球动力学具有重要理论意义。     

龙门山晚新生代均衡反弹隆升的定量研究

龙门山位于青藏高原东缘与四川盆地的交接部位,是青藏高原周边山脉中地形梯度变化最大的山脉,其隆升过程和机制一直是国际地学界关注的焦点。晚新生代经过大量的滑坡、泥石流等快速剥蚀作用,龙门山的高程却不断升高。讨论了龙门山构造隆升的3种地球动力学机制,即下地壳通道流机制、地壳挤压缩短变形机制、地壳均衡反弹机制。晚新生代龙门山的隆升与剥蚀引起的均衡反弹作用相关,剥蚀作用使得地壳岩石逐步被移去,剥蚀区重力损失,岩石圈或地壳卸载作用导致山脉顶峰的隆升。结合数字高程模型数据研究表明,巨大地震的长期同震构造变形以及滑坡、泥石流等引起的快速剥蚀所导致的地壳均衡反弹,可能是龙门山晚新生代构造隆升的地球动力学新机制。龙门山地区现今高程受构造作用与剥蚀引起的均衡反弹作用的共同影响,其中剥蚀引起的均衡反弹作用对龙门山隆升的影响贡献率约占30%。     

基于多源数据的月球大地构造纲要图编制: 以LQ-4地区为例

月球表面的地质构造要素主要包括环形构造、线性构造、地体构造及大型盆地构造等。月球大地构造纲要图从物质组成、构造要素、构造单元上对月表的构造状态进行全面的梳理、统计和分析。利用CE 1 CCD 2C像数据、LROC宽视角影像数据、CE 1 IIM 2C干涉成像光谱仪数据、Clementine紫外可见光影像数据、LOLA激光高度计数据识别月球表面各类矿物组分、线形构造、环形构造、火山构造和穹窿构造以及确定构造要素和构造单元的时代、古老撞击坑和大型盆地边界以及对月球表面撞击坑形态、大小、分布、密度及月球断裂和环形影像解译,充分认识月表基本情况,精细划分月表构造地貌单元,综合利用上述分析结果与国际上研究的进展,确定大地构造区划的基本原则,厘定月表重大构造事件与演化序列。依据岩石、月壤、构造地貌与构造形迹的综合分类,拟定大地构造区划的图例、图识规范,确定不同类型环形构造影像、线性构造影像、高地、盆地和月海等大地构造单元,进而编制大地构造区划图,并对重点区域构造形迹进行研究。虹湾区域(LQ 4)月球数字构造编图研究,充分借鉴国际行星地质编图的已有技术标准和规范,结合国内数字地质编图的技术标准和规范,建立了中国自己的月球与行星地质编图标准、规范和制图流程,也为最终完成月球大地构造区划提供地貌和构造方面的基础信息。     

四川盆地东部弧形构造控制的地形和水系发育

利用构造地貌学的研究方法,基于数字高程模型(DEM)数据对四川盆地东部大巴山和川东-湘鄂西弧形带的地形特征和水系样式进行深入剖析,结果表明:1)弧形构造变形机制控制了大尺度地形特征.在大巴山弧形带的逆冲推覆机制作用下形成高海拔-高起伏地形,而在川东-湘鄂西弧形带的拆离滑脱机制作用下形成高海拔-低起伏地形.2)弧形构造扩展模式控制了水系样式.大巴山弧形带“推土机”式扩展模式导致山脉前缘发育横向水系,而川东-湘鄂西弧形带则表现为“三维”构造扩展,即在垂直构造走向递进式扩展的同时,还伴随有平行构造走向从中央向两侧的扩展,此种模式导致弧形带发育由中央分水岭分隔的纵向水系.弧形构造控制的地形和水系发育规律还暗示了长江三峡的成因.长江三峡很可能是在川东-湘鄂西弧形构造变形阶段首先发育先成河,而后由于构造叠加作用伴随河流下切而形成的深切峡谷.     

塔里木地块西北缘阿克苏地区新元古代冰碛岩年代与冰期事件

塔里木地块新元古代冰期事件等时性对比存在争议,获得可靠的新元古代冰碛岩沉积时代意义重大.塔里木地块西北缘阿克苏地区出露2套新元古代冰碛岩沉积,通过对其进行岩石学、同位素年代学、岩石地球化学等分析,明确其沉积物岩石组合特征、限定其沉积时代、讨论其古气候风化条件等.化学蚀变指数(CIA)指示研究区的2套新元古代冰碛岩代表了...     

低温热年代学数据库建设现状与前景展望

低温热年代学是新构造和地貌演化研究的重要技术手段,与常规的地质年代学方法在数据表达、分析和解释方面都存在明显差异,需要建设专门的数据库应对其数据日益增长,并满足大数据创新研究的需求。文中选取4个具有代表性的典型传统数据库和2个新一代数据库进行对比分析,发现传统数据库(如NGDB)的数据来源单一,样品数据以结构化的表格呈现,并以关系型数据库的形式进行数据管理;而新一代低温热年代学数据库(如AusGeochem)的数据来源广泛,包含结构化和非结构化数据,且数据库的扩展性强,能够适应新方法和大数据分析的需求,并采用灵活的数据库类型与应用程序接口(API)联合管理数据,兼具数据查询、分析与可视化功能。文中针对现有数据库存在的问题,在数据持续增长、数据库的可扩展性和数据编号管理等方面对下一步数据库的建设进行了展望,以期为新构造和地貌演化的大数据研究提供基础保障。