青藏高原更新世冰期的天文气候学依据

青藏高原上更新世的三次冰期分别发生于深海氧同位素的第2—4,6和14—16阶段。介于它们之间的乃是间冰期。所以寒冷期不等于冰期,间冰期不等于温暖期。如果考察过去73万年以来全球所获得的北半球冬半年平均的太阳辐射量的变化,那么第2—4,6和14—16阶段乃是太阳辐射量比较低的时期。因此青藏高原的更新世冰期是服从天文气候学的基本规律的,是受天文因素的自然变化所控制的。     

旋回地层学和天文年代学及其在中生代的研究现状

地质年代的精确确定是我们认识地球演化历史和过程的关键,而如何提高地质年代的精度却一直是个尚待解决的科学难题。最近30年多年来,基于古气候学研究的天文旋回理论获得了普遍认可和广泛应用,尤其是成功应用于天文地质年代校准中。这种数字定年方法是通过天文调谐获得连续的高分辨率的地质年代,是对传统地质定年方法如古生物、古地磁以及放射性同位素测年方法的一次革新。最新的国际地质年表The Geologic Time Scale 2012(简称GTS2012)中经过天文校准的地质年代已近100％覆盖了新生代,而中生代的天文年代校准还存在着很大挑战。目前应用稳定的405 ka的偏心率长周期对中生代地层进行天文地质年代校准,是国际地质年表从GTS2004到GTS2012的一个最大改进。文中将主要介绍天文旋回的基础理论和其在中生代的应用及其研究现状。     

大洋环流型式转换在冰期旋回中的作用及经典第四纪冰期理论质疑(续)

大洋环流型式转换在冰期旋回中的作用及经典第四纪冰期理论质疑(续)汉景泰Ｗ．Ｓ．Ｆｙｆｅ(加拿大西安大略大学地质系)４问题及讨论大洋环流－气候学说认为从冰期到间冰期海洋－大气系统全球性巨型再组合导致了末次冰期的终止。     

铝土矿床成矿理论研究中的几个问题

我国铝土矿的成矿物质有来自古陆，有的与基底有关，也有两者兼之。成矿时的地理位置则多处于北纬２０°以南。现位于北纬的南天山铝土矿，当时也处于１０°～１３°。成矿作用有红土化、还原作用、变质作用、表生作用和酸化作用等。铝矿物的形成途径有由高岭石脱硅形成的，有从三水铝石脱水形成一水铝石的，有从长石和辉石类直接变为三水铝石的，有从铝真溶液重结晶而成的。在探讨铝土矿成矿因素的基础上，对铝土矿的成因划分为五大类，即Ⅰ红土－沉积－红土型，Ⅱ红土－沉积型，Ⅲ钙红土型，Ⅳ岩溶堆积型，Ⅴ红土型。而前两类与前人的分类有所区别。     

米兰科维奇冰期旋回理论中的“4万年周期问题”：回顾与展望

米兰科维奇理论认为地球轨道的天文周期调控北半球高纬地区夏季接收太阳辐射的强度,进而驱动第四纪地表的冰期-间冰期旋回。20世纪60年代以来,米兰科维奇理论预测的天文周期在第四纪海洋沉积物中得到了印证,看似证明了该理论的正确性。但大量新记录的出现给经典米兰科维奇理论带来了挑战,早更新世的“4万年周期问题”——即为何早更新世的冰期旋回中没有岁差周期——就是其中之一。目前对于该问题的两种回答包括：1)南、北半球冰盖分别受当地夏季太阳辐射强度的驱动;2)早更新世冰期受北半球夏季累积太阳辐射量驱动。不难发现,这两种假说均默认了米兰科维奇理论中“高纬地区是驱动地球气候演变关键区域”的假设,争议的点仅在于岁差是否影响了高纬度冰盖的变化,这或许是“4万年周期问题”至今悬而未决的原因。未来要解决早更新世乃至整个第四纪冰期旋回的问题,或许目光要跳出高纬地区,考虑低纬过程以及高-低纬之间的相互作用。

     

白垩纪大洋缺氧事件2(OAE 2)的天文年代学对比研究

白垩纪中期大洋缺氧事件2(OAE 2)是地史时期一次全球性重大古海洋和古气候事件, 记录了地球温室期全球碳循环扰动和地球系统反馈过程的重要信息。由于全球不同剖面OAE 2年代学约束仍存在争议, 制约了对这一全球性事件成因机制的认识。针对上述问题, 本研究选取了全球不同纬度带的8个剖面, 通过对碳同位素和硬等温剩余磁化率数据进行旋回地层分析, 开展了OAE 2天文年代学研究。结果显示, 研究剖面的OAE 2发生时间被约束在94.55~93.98 Ma, 结束时间被约束在93.80~93.17 Ma, 持续时间为430~910 ka, 不同剖面的OAE 2起止时间和持续时间存在差异。火山活动为海洋环境提供了营养物质, 暂时性的全球海洋连通性影响了火山喷发物质搬运, 季风强弱影响了陆源物质风化速率和火山喷发物、陆源剥蚀物的搬运, 故剖面地理位置及其与火山活动区域的距离、海洋连通性和季风活动共同影响OAE 2的起止时间和持续时间。OAE 2的发生阶段大致与短偏心率调制周期极大值时期(即约2.4 Ma超长偏心率周期)或从较大值向极大值过渡时期对应, 且天文理论曲线La2010d中约2.4 Ma超长偏心率周期也为极大值时期或从较大值向极大值过渡时期。在此天文轨道配置下, 气候季节对比性明显增加, 增强的季风降水导致陆地向海洋输送的营养物质增加, 海洋初级生产力提高, 造成海水缺氧, 随后大量有机质的分解进一步导致了O₂消耗, 这些因素的共同作用可能促进了大洋缺氧事件的形成。相反, OAE 2的结束阶段与超长偏心率周期较小值时期对应, 此时气候以低季节性对比为特征, 季风降水减弱, 水柱混合良好, 从而提高海洋中间和底部水域O₂浓度, 这些因素的共同作用可能导致大洋缺氧事件的结束。在OAE 2期间, 天文轨道周期驱动的季风强度的变化, 通过影响陆源物质的剥蚀以及陆源和火山喷发物质的搬运、海洋水体分层状况等, 在OAE 2演化中扮演着重要角色。

     

嵌岩桩理论研究和设计中的几个问题

明确嵌岩桩的定义和分类,对嵌岩桩的承载机理、临界嵌入深度、设计理论和数值模拟方法等问题进行讨论,并对未来的工作进行论述。     

天文地质学的几个基本问题探讨

地质学是在数(学)、(物)理、化(学)、天(文)和生(物)五个学科的基础上,采用了各种测试手段和先进技术而逐步发展成为现代化的科学。在地质学各分支中,对地质现象中的天文因素作用的研究最为薄弱,一直未能得到应有的重视。     

地层记录中的天文事件及其研究意义

在地球岩石和其他地质样品中,记录了许多可以反映出地质历史时期的天文过程的信息,其中最显著、研究最多的有米兰柯维奇旋回、潮汐韵律层和天体陨击事件层等。由于天文事件具有全球等时性和瞬时性,且通常具有明显的地化特征和生物特征,是年代地层对比中最为有效的标志层。本文简要介绍了地层记录中这三类天文事件的确认过程以及它们的研究意义。     

大冰期成因探讨

大冰期的形成不仅需要气温低，而且需要大量海水转移到大陆上形成冰川。元古代晚期全球规模白云岩建造形成之后，火山作用在洋壳和陆壳上的表现大不相同：洋壳型火山作用是岩浆静静涌出，大量蒸发海水；陆壳型火山作用是猛烈爆发，烘烤碳酸盐岩层产生二氧化碳喷发形成“干冰制冷机制”，使大气降温。洋壳型火山与陆壳型火山共同作用形成大冰期。震旦纪大冰期后开始了显生宙。大冰期与生物的演化发展密切相关的原因是二氧化碳的大量介入。     

南极冰盖研究最新进展

南极冰盖是地球系统的重要组成部分,在全球气候系统中扮演着重要角色.通过对南极冰盖的研究将有助于了解其在全球气候系统中的作用,并为探讨全球气候过去、现在以及未来的演化提供支撑.总结分析了近年来南极冰盖研究的一些重要进展,并在此基础上对南极冰盖研究领域的一些主要结果、观测事实以及未来变化展开讨论,重点介绍南极物质平衡、冰芯研究、冰下水系统、冰盖数值模拟方面最近的进展,评述未来可能的研究方向和应该关注的问题.     

关于城市地面沉降研究的几个前沿问题

地面沉降涉及资源、环境、经济和社会等各个方面,影响城市和地区的可持续发展,已成为21世纪国内外城市主要地质灾害.文章概述了国内外地面沉降状况,对目前城市地面沉降研究存在的问题进行了分析,并提出了城市地面沉降研究值得关注的几个前沿问题.     

白云鄂博矿床研究若干问题的探讨

白云鄂博巨型稀土-铌-铁矿床是与火成碳酸岩(即H8)有关的矿床。在碳酸岩岩浆阶段,在其蚀变围岩(霓长岩)中以及晚期的热液阶段都有稀土、铌和铁等的富集。因此,白云鄂博矿床不是单一矿床类型,其涵盖了稀土-铌-铁碳酸岩岩浆型矿床、稀土-铌-铁交代蚀变岩型和热液型矿床,这种复合类型的矿床是十分罕见的,可称之为白云鄂博式矿床。根据已发表的年代数据,白云鄂博大规模碳酸岩的形成时代和伴随的稀土矿化的高峰期在1.3～1.4Ga。加里东构造热事件对本区的影响广泛和强烈,不仅有广泛发育的大型褶皱、冲断层和韧性剪切作用,并伴有广泛的流体交代作用和局部的热液活动,某些稀土矿物的同位素体系受到重置,表现为其Sm-Nd年龄和Th-Pb年龄的不一致。本区的碱性岩在基底杂岩中即有出露,随后在白云鄂博群中和1.3～1.4Ga白云鄂博碳酸岩形成时皆有产出。目前所获资料表明,至少1.3～1.4Ga的碱性杂岩在成因上与碳酸岩有密切的联系。本区基底杂岩显示了白云鄂博地区在2.0Ga左右曾经有一个弧地质体,该区在2.0～1.9Ga间经历了从被动大陆边缘到活动大陆边缘增生碰撞的一个完整的造山过程。     

Climate change on the Yucatan Peninsula during the Little Ice Age

We studied a 5.1-m sediment core from Aguada X'caamal (20° 36.6′N, 89° 42.9′W), a small sinkhole lake in northwest Yucatan, Mexico. Between 1400 and 1500 A.D., oxygen isotope ratios of ostracod and gastropod carbonate increased by an average of 2.2‰ and the benthic foraminifer Ammonia beccarii parkinsoniana appeared in the sediment profile, indicating a hydrologic change that included increased lake water salinity. Pollen from a core in nearby Cenote San José Chulchacá showed a decrease in mesic forest taxa during the same period. Oxygen isotopes of shell carbonate in sediment cores from Lakes Chichancanab (19° 53.0′N, 88° 46.0′W) and Salpeten (16° 58.6′N, 89° 40.5′W) to the south also increased in the mid-15th century, but less so than in Aguada X'caamal. Climate change in the 15th century is also supported by historical accounts of cold and famine described in Maya and Aztec chronicles. We conclude that climate became drier on the Yucatan Peninsula in the 15th century A.D. near the onset of the Little Ice Age (LIA). Comparison of results from the Yucatan Peninsula with other circum-Caribbean paleoclimate records indicates a coherent climate response for this region at the beginning of the LIA. At that time, sea surface temperatures cooled and aridity in the circum-Caribbean region increased.     

全球小冰期的气候变化

根据全球小冰期气候信息的不同代用指标的结果分析,全球小冰期冷、暖气候变化趋势具有一致性.其中,太阳活动是影响全球小冰期气候变化的主要因素,强火山爆发及厄尔尼诺事件则是其强化因素,这些因素通过海-气作用这一复杂机制对全球气候产生深远影响.     

On Some Issues of Cross-Identification of Astronomical Catalogs

Astronomy Reports - The paper deals with the issues of cross-identification of sources from various astronomical catalogs. One of the main problems under consideration is how to cross-identify a...