Size distributions and source function of sea spray aerosol over the South China Sea

The number concentrations in the radius range of 0.06 – 5 μm of aerosol particles and meteorological parameters were measured on board during a cruise in the South China Sea from August 25 to October 12, 2012. Effective fluxes in the reference height of 10 m were estimated by steady state dry deposition method based on the observed data, and the influences of different air masses on flux were discussed in this paper. The number size distribution was characterized by a bimodal mode, with the average total number concentration of(1.50 ± 0.76)×10~3 cm~(-3). The two mode radii were 0.099 μm and 0.886 μm, both of which were within the scope of accumulation mode. A typical daily average size distribution was compared with that measured in the Bay of Bengal. In the whole radius range, the number concentrations were in agreement with each other; the modes were more distinct in this study than that abtained in the Bay of Bengal. The size distribution of the fluxes was fitted with the sum of log-normal and power-law distribution. The impact of different air masses was mainly on flux magnitude, rather than the shape of spectral distribution. A semiempirical source function that is applicable in the radius range of 0.06 μmr_(80)0.3 μm with the wind speed varying from 1.00 m s~(-1) to 10.00 m s~(-1) was derived.     

走滑断裂古地震探槽选址范例

探槽选址直接决定了古地震研究的质量,且理想探槽位置具有稀缺性。在收集82篇国内外走滑断裂古地震研究论文的基础上,分析了长序列古地震探槽选址和同震位移探槽选址的构造地貌共性特征。长序列古地震探槽一般布设在断塞塘、拉分盆地、小型湖盆、闸门脊汇水一侧及比较平缓的冲洪积扇或大型冲洪积扇末端等地貌位置。这些地貌位置的共同特征是位于连续的、较高沉积速率的沉积环境,且通常富集14C测年物质。在探槽选址的过程中,不仅要对现今沉积环境,也要对其古地理环境进行评价。然而以发掘古地震同震位移为目的的探槽选址则不同,成功的研究点往往较频繁发生侵蚀和下切事件,其中冲沟是最常见的地貌标志。探槽布设以垂直和平行探槽为主,采取逐次掘进或相间平行排列的方式开挖。由于理想探槽位置的稀缺性,所以在这些优质的探槽点一定要开展长期详细地深入研究,最大限度获得古地震事件的长序列,同时也要注意新技术和新方法的应用。     

基于无人船的大洋中尺度涡观测系统展望

中尺度涡在大洋中普遍存在,研究发现其能量比大尺度海洋环流的能量大一个量级,在海洋物质能量输运和全球气候变化中起着重要的作用。受观测条件限制,目前对中尺度涡的观测主要通过卫星高度计实现,只能从海面高度来推算中尺度涡大小、分布、强度及其伴随的水体和能量输送,而卫星高度计对中尺度涡垂直结构特征认识不足,也导致了对中尺度涡所引起的上层海洋能量、热量输送估计误差偏大。目前对中尺度涡三维结构观测认识不足,展望未来将会出现基于无人船平台的大洋中尺度涡三维结构自动观测系统,该平台将集成自动水下剖面观测功能等先进技术,以便观测中尺度涡的垂直结构特征及其时空变化特征,进而可对中尺度涡带来的物质和能量输送进行系统认识。     

新疆乌鲁木齐东部早二叠世枕状玄武岩火山岩系的发现及大地构造意义

新疆乌鲁木齐东部野生动物园附近的下二叠统下部发育了一套以枕状玄武岩为代表的火山岩系。该玄武岩在公路上发育有两层,上部一层较厚,可达7～8m,下部一层2～3m。岩枕近圆形、肾状、枕状、条带状或蠕虫状等,多呈顶突底凹。岩枕长轴平行排列,长轴基本顺层面分布;有的岩枕中含大量海百合茎、珊瑚及腕足等生物化石。在TAS图中大部分样品位于玄武粗安岩,而在K_2O-SiO_2图上主要落在低K拉斑玄武岩区间。MnOTiO_2-P_2O_5图解显示以岛弧为主,常量元素的特征总体上更接近岛弧玄武岩。在Hf/3-Th-Ta图解上也以岛弧为主;在Zr/4-2Nb-Y图解显示以火山弧为主,常量元素的特点总体上更接近岛弧玄武岩。微量元素原始地幔标准化蛛网图表明为同源岩浆产物,具高度相似的演化过程,多种微量元素判别图揭示岛弧-弧后盆地环境;稀土总量明显较低,在稀土元素球粒陨石标准化图解上,其稀土分布曲线一致性较好,呈轻稀土富集右倾型,Eu为负异常,揭示了乌东玄武岩岩浆有一定分异。稀土元素配分曲线与弧后盆地玄武岩(BABB)具有很好的一致性。U-Pb和谐年龄为283±8Ma,结合地层及古生物资料推测乌东玄武岩喷发的时间为早二叠世早期。乌东枕状玄武岩-灰岩之下有一套(磨拉石)底砾岩,初定为石炭-二叠系的界限。底砾岩之下为下石炭统的中厚层灰岩,具有明显的喀斯特化,为不整合接触,揭示在两者之间发生了造山作用。通过对新疆乌东早二叠世早期的枕状玄武岩的地质特征、地球化学特征、形成环境和时代的研究,表明乌东一带早二叠世主要为一个岛弧和弧后盆地环境,进一步揭示了北天山北缘石炭-二叠世碰撞闭合造山之后又发生了松弛扩张形成了弧后盆地,海水再度大规模入侵。最终的闭合碰撞造山的时间最早可能在晚二叠世。由于乌东枕状玄武岩在喷出地表后受到了生物化石和陆源碎屑的污染,再加上侵入过程中地壳的污染,使其具有非常复杂的地球化学特点和多解性。乌东玄武岩的研究对于了解博格达山、甚至天山中段在晚古生代的构造沉积演化及造山作用具有重要意义,同时对准噶尔盆地、吐哈盆地及三塘湖盆地油气资源的形成与分布具有重要意义。     

The dominant driving force for supercontinent breakup: Plume push or subduction retreat?

Understanding the dominant force responsible for supercontinent breakup is crucial for establishing Earth's geodynamic evolution that includes supercontinent cycles and plate tectonics. Conventionally,two forces have been considered: the push by mantle plumes from the sub-continental mantle which is called the active force for breakup, and the dragging force from oceanic subduction retreat which is called the passive force for breakup. However, the relative importance of these two forces is unclear. Here we model the supercontinent breakup coupled with global mantle convection in order to address this question. Our global model features a spherical harmonic degree-2 structure, which includes a major subduction girdle and two large upwelling(superplume) systems. Based on this global mantle structure,we examine the distribution of extensional stress applied to the supercontinent by both subsupercontinent mantle upwellings and subduction retreat at the supercontinent peripheral. Our results show that:(1) at the center half of the supercontinent, plume push stress is ～3 times larger than the stress induced by subduction retreat;(2) an average hot anomaly of no higher than 50 K beneath the supercontinent can produce a push force strong enough to cause the initialization of supercontinent breakup;(3) the extensional stress induced by subduction retreat concentrates on a ～600 km wide zone on the boundary of the supercontinent, but has far less impact to the interior of the supercontinent. We therefore conclude that although circum-supercontinent subduction retreat assists supercontinent breakup, sub-supercontinent mantle upwelling is the essential force.     

内蒙古巴拉格歹地区构造混杂岩带中浊积岩、震积岩特征及意义——以内蒙古哈拉黑等八幅1:5万区域地质调查为例

浊积岩为具有鲍马序列的古海沟沉积,其部分沉积物与古海沟地震密切相关,由于岛弧外弧海沟地质构造复杂,洋板块俯冲及火山岩的喷发,地震活动强烈、频繁,沉积岩在成岩过程不断受到地震扰动,形成具有地震活动特点的震积岩。通过对巴拉格歹地区构造混杂岩带中浊积岩、震积岩的研究,识别出浊积岩系的具递变层理的槽模、沟模等冲刷铸模,包卷层理构造及最顶部黑色粉砂质泥岩段;识别出震积岩系的液化脉、地震震碎角砾岩、滑塌角砾岩、震褶岩-卷曲、纹层状、阶梯状断层构造等,建立并确认浊积岩、地震岩识别标志,恢复古地理构造环境,认为原划分的大石寨组应该解体,应为一套弧前盆地古海沟浊积岩沉积。结合浊积岩中的火山岩、基性岩及区域上化石山发现的超基性岩,初步确认,在测区浊积岩与岛弧火山岩、洋壳沉积物受板块碰撞拼接作用,由一系列逆冲断裂将上述各种块体构造就位在一起,形成构造混杂岩,为二连-贺根山缝合带在本区东延问题提供了资料。     

微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定海泡石中的稀土元素

海泡石是一种纤维状含水的富镁硅酸盐黏土矿,其中的稀土元素含量在1×10~(-7)～1×10~(-5)之间,目前还没有建立海泡石中稀土元素的国家标准分析方法。测定岩石中的稀土元素主要是采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS),样品前处理一般采用封闭溶矿和碱熔,但这两种处理方法耗时较长,效率不高。本文通过比较硝酸-氢氟酸-过氧化氢、硝酸-氢氟酸、硝酸-过氧化氢三种样品前处理方法,确定使用硝酸-氢氟酸溶矿,然后进行微波消解同时赶去氢氟酸,避免氢氟酸与稀土元素生成难溶的氟化物,再采用ICP-MS法测定15种稀土元素的含量。由于海泡石中的镁含量较高,为降低基体效应,以~(103)Rh和~(185)Re作内标补偿基体效应和校正灵敏度漂移,各元素测定值的准确性显著提高,回收率为91. 2%～110. 9%,检出限为0. 002～0. 011μg/L,精密度≤2. 79%。本方法与封闭酸溶ICP-MS法的分析结果吻合较好,且用酸量少(7 mL),溶矿效率高(1 h),检出限更低。     

肥东杂岩的锆石U-Pb年龄及其地质意义——兼论下扬子地区新元古代岩浆活动历史

近年来在下扬子西缘地区厘定的一系列新元古代火成岩,为认识该区扬子板块新元古代岩浆活动历史与规律提供了窗口。结合本次与前人锆石U-Pb年代学数据,指示下扬子地区张八岭群、肥东杂岩与董岭杂岩内变火成岩的原岩时限分别为767~748 Ma、812~745 Ma和829~754 Ma。这些新元古代火成岩分别是峰期为750 Ma、800 Ma和825 Ma岩浆活动的产物。下扬子地区峰期为825 Ma的岩浆活动只出现在靠近江南造山带的南部。锆石年代学信息显示,下扬子地区还发生过峰期为840 Ma、2010 Ma和2454 Ma岩浆活动,但缺失1000~860 Ma的岩浆活动。通过区域对比表明,攀西—汉南弧没有延入下扬子地区。下扬子地区南部受到峰期为840 Ma的弧岩浆活动的影响。扬子板块上峰期为825 Ma的岩浆活动及早阶段的南华裂谷应是江南造山带后造山伸展的产物;而峰期为800 Ma和750 Ma的岩浆活动与相应的南华裂谷扩展,代表了Rodinia超大陆裂解的全面影响。     

陕南西乡寒武纪梅树村期微古生物群产出层位的地球化学特征及古环境和古气候条件研究

陕南西乡微体化石对于研究寒武纪大爆发具有非常重要的意义,前人研究大都局限于微体古生物的研究,而化石的成岩背景以及古环境研究尚属空白。因此本文通过测试主微量稀土元素及氧同位素来分析研究区的古沉积环境,在一定程度上填补了这一区域的空白。研究手段虽然在地化领域比较常见,但具有重要的参考价值。本文通过对富含小壳化石的“宽川铺段”及其上、下地层的微量元素Sr/Ba、Ni/Co、Sr/Cu、Rb/Sr、Mn/Fe等比值及主量元素、稀土元素含量、氧同位素特征的综合研究发现,研究区灯影组顶部环境为缺氧状态到宽川铺段弱氧化状态再到郭家坝组底部缺氧状态的海相沉积环境;水动力条件较弱,水体先上升后下降;上白云岩段、宽川铺段是较为温暖的气候,且比郭家坝组底部气候干旱。这对于研究该区寒武纪梅树村期的古环境和古气候变化具有重要的理论意义。     

四川盆地喜马拉雅期张扭性断裂构造特征及形成机制

前人对四川盆地盆缘冲断带及川中高-磨地区断裂系统进行了系统性研究,但对于盆地其他区块断裂发育特征、形成演化及应力背景的认识尚不充分.发现了梓潼-成都-威远-华蓥山-广安地区震旦系-下三叠统地层中发育的一套区域性张扭性断裂,主要自震旦系及以下地层向上延伸切穿二叠系地层,多为高陡、小断距正断层,部分形成负花状构造.根据该断裂系统的剖面产状、纵向穿层特征及盆地范围内体现出的分异性,推断该断裂系统形成于喜马拉雅期.物理模拟实验研究发现该断裂体系应发育于扭张性应力环境中,该断裂体系的发育指示了四川盆地内部新生代存在南西-北东向张应力,可能与四川盆地新生代发生的逆时针旋转有关.