基于灯光数据的京津冀城市多标度异速分析

城镇体系的时空演化是一个复杂的动力学过程,具有无尺度性,其特征可以采用异速标度指数定量描述。论文以京津冀为例,基于1992—2013年夜间灯光数据的校正结果,提取城镇夜间灯光信息,采用多标度异速分析方法,分析京津冀城镇体系的相对发展特征及其空间分异格局。研究发现：①京津冀大城市的增长空间局限日益显著。虽然大城市如京津唐的绝对发展水平高,但接近环境承载量的极限,22 a间增长快速的是大城市交接地带的小城市(如三河、迁安、廊坊等)。②相对增长速度快的城市从东北到西南呈现带状分布——政府选择发展的“雄安新区”就在这个轴带上。由此可以得出两个结论：其一,京津冀城市演化的趋势相对均衡化,空间结构异质性逐步减弱,整个城镇体系的发展趋于相对平衡状态;其二,大、小城市“两极”贯通或许是增强城镇体系功能的有效途径。京津冀的空间格局优化不能仅仅考虑主要的、规模大的中心城市,而应该基于等级结构协调整个城镇网络体系。     

赣南淘锡坑钨多金属矿床花岗岩和云英岩岩石特征及云英岩中白云母40Ar/39Ar定年

赣南崇义县淘锡坑钨矿位于南岭东西向构造带东段,属于以黑钨矿石英脉型为主的钨多金属矿床。矿床形成与燕山期中酸性岩浆作用有密切关系,石英矿脉受一组北西向断裂控制,穿切新元古界。本文在淘锡坑钨矿区3个揭露到花岗岩体顶部的中段（206、106、56中段）采集到岩体顶部云英岩样品,利用40Ar/39Ar同位素定年测得云英岩中的白云母的坪年龄分别为152.7 ± 1.5 Ma（206中段）,153.4 ± 1.3 Ma（106中段）,155.0 ± 1.4 Ma（56中段）。与前人用其他方法测定的花岗岩成岩和成矿年龄几乎一致。花岗岩和云英岩全岩稀土元素均具有M型四分组效应和强烈的Eu亏损特征,反映出花岗质岩浆经历了高度分异演化及其岩体结晶晚期流体/熔体相互作用。综合前人在南岭地区同类矿床的研究资料,可知南岭地区160～150Ma成岩成矿作用主要分布于南岭中-东段,可能为大陆边缘弧后岩石圈伸展的构造动力学背景的产物。     

松科1井南孔选址、岩心剖面特征与特殊岩性层的分布

松科1井南孔是松辽盆地白垩系科学钻探工程两个钻孔中的一个,位于松辽盆地北部中央坳陷区齐家古龙凹陷敖南鼻状构造的翼部。通过对松科1井南孔嫩二段底部到泉三段顶部连续取心资料的详细描述,建立松科1井南孔岩心剖面,识别出5种常见岩性(泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩和细砂岩)和8种特殊岩性(白云岩、火山灰、油页岩、灰质泥岩、泥灰岩、重结晶灰岩、介形虫碎屑灰岩和介形虫灰岩)。特殊岩性出现的总层数为172层,总厚度为14.516m,分布在青一段,青二、三段,姚二、三段,嫩一段和嫩二段地层中。对松科1井的精细岩心描述和对特殊岩性的识别是后续研究工作开展的基础。     

贝尔凹陷构造演化及其对沉积和油气的控制作用

贝尔凹陷是海拉尔盆地南部的一个次级凹陷,凹陷内蕴藏着丰富的油气资源,是海拉尔盆地重要的油气探区之一。贝尔凹陷经历了三期构造演化,形成了三期不同类型的原型盆地,自下而上分别为下部伸展断陷盆地、中部裂后热沉降盆地和上部构造反转盆地。复杂的构造演化形成了复杂的断裂系统,贝尔凹陷纵向上主要发育了两套断裂系统,分别是发育于下部断陷盆地的下部断裂系统和发育于中部热沉降盆地的上部走滑断裂系统,上部构造反转盆地内断裂不发育。复杂的构造样式对凹陷内沉积体系的配置也起着很重要的控制作用。本文从贝尔凹陷构造演化和构造特征研究出发,分析了沉积作用对构造活动的响应,初步探讨了贝尔凹陷构造对油气藏形成的控制作用。     

基于热储法的鲁西平原地热资源评价

鲁西平原地处山东省的西南部,热储层主要有新近系馆陶组、明化镇组,古近系东营组和奥陶系。通过野外勘察和室内分析结果,选取合理的计算参数,利用热储法等对鲁西平原地热资源进行了评价。结果表明鲁西平原地区地热资源量达1.735 5×1021J,折合标准煤5.923 3×1010t;可利用地热资源量达3.252×1020J,折合标准煤1.110×1010t;热储层百年地热水储存量为4.229×1011 m3,地热水允许开发量为4.229×1011 m3。     

Solar-, monsoon- and Kuroshio-influenced thermocline depth and sea surface salinity in the southern Okinawa Trough during the past 17,300 years

Factors influencing millennial-scale variability in the thermocline depth (vertical mixing) and sea surface salinity (SSS) of the southern Okinawa Trough (OT) during the past 17,300 years were investigated based on foraminifer oxygen isotope records of the surface dweller Globigerinoides ruber sensu stricto and the thermocline dweller Pulleniatina obliquiloculata in the AMS ¹⁴C dated OKT-3 core. The thermocline depth is influenced by surface thermal buoyancy (heat) flux, in turn controlled by the annual mean insolation at 30°N and the strength of the East Asian winter monsoon (EAWM). Strong insolation and weak EAWM tend to increase buoyancy gain (decrease buoyancy loss), corresponding to shallow thermocline depths, and vice versa. Regional SSS is influenced by the global ice volume, the Kuroshio Current (KC), and vertical mixing. A deep thermocline coincides with a high SSS because strong vertical mixing brings more, saltier subsurface KC water to the surface, and vice versa. Local SSS (excluding the global ice volume effect) became lower in the northern OT than in the southern OT after ~9.2 ka, implying that Changjiang diluted water had stronger influence in the northern sector. SSS show no major changes during the Bølling/Allerød and Younger Dryas events, probably because the KC disturbed the North Atlantic signals. This argues against earlier interpretations of sea surface temperature records of this core. Wavelet and spectral analyses of the Δδ¹⁸O_P-G (δ¹⁸O of P. obliquiloculata minus G. ruber s.s.) and δ¹⁸O_local records display 1,540-, 1,480-, 1,050-, 860-, 640-, and 630-year periods. These are consistent with published evidence of a pervasive periodicity of 1,500 years in global climate as well as EAWM and KC signatures, and a fundamental solar periodicity of 1,000 years and intermediary derived periodicity of 700 years.     

Contribution of phytoliths to total biogenic silica volumes in the tropical rivers of Malaysia and associated implications for the marine biogeochemical cycle

The contribution of phytoliths to total biogenic silica (BSi) volumes in rivers worldwide, and the associated implications for the biogeochemical cycle, require in-depth study. Based on samples from rivers in Peninsular Malaysia, this project investigated the source and characteristics of BSi found in Asian tropical rivers, as well as the process of reverse weathering taking place in these fluvial systems. Results indicated that BSi samples collected in sediments consisted of phytolith, diatom and sponge spicules. Phytoliths, predominantly of the elongate form, comprised 92.8%–98.3% of BSi in the Pahang River. Diatom BSi in this river consisted mainly of pennatae diatoms, but represented a relatively small proportion of the total BSi volume. However, diatom BSi (predominantly of the Centricae form) was more prevalent in the Pontian and Endau Rivers with shares of 68.8% and 79.3% of the total BSi volumes, respectively, than Pahang River. Carbon contents of the BSi particulates ranged from 1.85% to 10.8% with an average of 4.79%. These values are higher than those recorded in other studies to date, and indicate that BSi plays a major role in controlling permanent carbon burial. This study suggests that phytoliths from terrestrial plants are the primary constituents of BSi in the rivers of Peninsular Malaysia, and therefore represent a significant proportion of the coastal silica budget.     

青藏高原古里雅冰帽冰碛和冰水沉积物粒度特征及其意义

冰冻圈演化不仅与青藏高原水塔变化、地表侵蚀风化及荒漠化密切相关,还深刻影响着亚洲季风系统和全球气候,冰碛物的粒度组成可以为冰冻圈演化提供重要信息,但高原冰碛物的特征粒度组成及其形成机理仍不清楚,高原冰碛物与高原冷黄土及河湖沉积物的关系也不明确。为此,选择青藏高原最大的冰帽——古里雅冰帽的冰碛物及系列冰水沉积物,开展系统粒度组成研究。研究发现：自终碛到冰川前端冰水扇及下游河流冰水沉积均表现出特征的双峰模态,即1~3 Φ（500~125 μm）的中细砂峰和6~8 Φ（16~4 μm）的细粉砂峰,前者可能由冰川压碎、寒冻风化崩裂作用造成,后者由冰川研磨作用形成,并受到源区基岩岩性软弱和组成颗粒大小的影响。冰川磨蚀的细粉砂组分含量,从冰碛物经冰水扇、河流到湖滩沉积物整体呈现减小趋势,粗粉砂在湖滩沉积中几乎完全被风吹走,粗粉砂直接成为下游黄土的物源并富集其中成为黄土特征组分,水流分选在开口湖泊中产生粗、细粉砂的明显富集,这些证据揭示出,无论是与冰川发育相关的尾闾湖沉积还是近源、远源的青藏高原及周边黄土沉积,其粉砂组成和来源,均可为高原冰冻圈的形成演化提供重要信息。     

京津冀城镇体系与水系结构的时空关系研究

京津冀地区人水关系矛盾突出,分形可以有效描述城镇体系和水系时空演化特征,从而揭示两者演化关系,为城市问题的解决提供一些理论和经验依据。论文采用分形理论中的网格维数和多分维谱,首先分别刻画了两者的时空演化特征,其次探讨了城镇体系和水系结构之间的时空关系,最后探究了水系结构退化的影响因素。主要结论有：① 1990—2010年,京津冀地区建设用地的网格维数升高、自相似性增强、从集聚向分散转变,意味着建设用地朝着空间填充程度增强、有序、分散的方向发展,而水系反之,证明两者具有不同的时空演化方向;② 21世纪10年代,京津冀的人水关系十分紧张,南水北调虽然缓和了京津冀用水问题,改善了大尺度上的水系结构,但在小尺度上改善有限;③ 越靠近城市中心,建设用地分形形态发育越成熟,结构越有序,越靠近外围越混乱无序;④ 京津冀地区水系退化,由自然和人为两方面因素造成,21世纪以后人为因素的影响较为显著。针对京津冀地区水系退化,提出如下政策建议：在城市建设过程中,一方面科学规划城市水系,重视低等级水系的保护;另一方面节约集约利用水资源,完善水资源管理机制。未来,需要进一步探索城市发展和水系的非线性关系,为城市可持续发展提供依据。     

京津冀城市用地形态的双分形特征及其演化

区域城乡一体化的标志之一是城镇体系结构的一体化,这个过程可以从标度的角度进行描述和评价。分形是标度分析的重要方法,地理空间无尺度分布特征的典型参数是分维。论文以京津冀城镇体系为例,利用遥感图像的解译数据和人口普查数据开展分形分析、位序-规模分布分析和异速标度分析,用以解释1995—2013年间京津冀城镇体系演化的过程。结果表明,京津冀城镇体系及其演化的特征有：①京津冀空间结构和位序-规模分布都表现为自仿射双分形结构;②京津冀区域的城市人口-城区面积异速标度退化为假线性关系;③随着城镇体系的演化,自仿射的双分形结构逐步向自相似分形结构演化。由此得出结论：其一,京津冀城镇体系存在结构性的不协调因素。其空间结构和等级结构具有二元化特征,但演化方向却呈现内在结构一体化的显著趋势。其二,大城市用地不够集约。城市边缘区的无序扩张导致土地利用铺张浪费。地方政府和规划专家可以有意识地利用城镇体系演化的这种特征和趋势制定管理措施和优化规划方案。