西藏中拉萨地块西段左左乡晚侏罗世-早白垩世花岗岩年代学、地球化学与岩石成因

近年来对青藏高原中拉萨地块西部中生代岩浆作用的源区、成因和演化等问题的研究较少。本文针对中拉萨地块西部噶尔县左左乡两个中酸性岩体进行了岩石学、锆石U-Pb年代学、微量元素和锆石Hf同位素,以及主量元素和微量元素地球化学研究。左左乡北侧岩体寄主花岗闪长岩和闪长质包体获得同期(163Ma和160Ma)的年龄,属于晚侏罗世;南侧岩体花岗岩年龄为142～147Ma,属于早白垩世。北侧与南侧的中酸性岩石均属于准铝质-弱过铝质高钾钙碱性I型花岗岩,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素。晚侏罗世岩体寄主岩具有较为富集的锆石Hf同位素成分(ε_(Hf)(t)=-16.8～-13.6),可能来源于古老下地壳的部分熔融;包体具有相似的Hf同位素成分(ε_(Hf)(t)=-15.7～-13.6),结合晚侏罗世寄主岩与包体较高的MgO(4.13%～6.90%)、Cr(146×10~(-6)～370×10~(-6))和Ni(31×10~(-6)～113×10~(-6))含量,说明包体代表的中基性岩浆可能源于古老富集地幔的熔融,并且在晚侏罗世寄主花岗闪长岩与闪长质包体所代表的两种岩浆间发生过充分的岩浆混合作用。南侧早白垩世花岗岩具有较负且变化范围大的ε_(Hf)(t)值(-8.2～-4.8和-3.8～+0.2),指示早白垩世岩浆活动中有更多亏损地幔物质或新生地壳物质的加入,并且亏损地幔物质或新生地壳物质与拉萨地块古老地壳物质熔融形成的酸性岩浆发生了岩浆混合,经历岩浆混合后中酸性岩浆又发生了角闪石、长石的分离结晶,最终形成南侧早白垩世岩体的一系列中酸性岩石。研究区早白垩世亏损地幔物质或新生地壳物质的增多可能与南向俯冲的班公湖-怒江板片的回转有关。     

青藏高原南部岩脉分布及其研究意义

青藏高原是面积大、海拔高、时代最新的经典碰撞造山带，其演化过程被记录在各类地质作用中，包括各类岩浆作用。岩脉是与其他类型岩浆作用具有相似矿物成分的小规模侵入体，德国人Harry Rosenbusch早在1877年对其开展了系统研究。区域上大规模产出的基性岩墙群经常发育在伸展构造环境，并被认为代表地质历史时期发生的大陆裂解作用，其深部则与地幔柱或者热点存在相关。在青藏高原的羌塘地体、拉萨地体和喜马拉雅造山带发育了不同类型的岩脉或岩墙群。在羌塘地体中部出露面积约为40000km²的早二叠世（约283Ma）基性岩墙群属于大火成岩省（LIP）岩浆作用，与二叠纪中特提斯洋的初始打开有关。在西藏南部的特提斯喜马拉雅带产出的时代约为132Ma的白垩纪措美-班伯里大火成岩省岩浆作用，覆盖面积超过50000km²，其最早的岩浆作用可能代表了特提斯喜马拉雅之下大陆裂解之前孕育克格伦地幔柱头部的相关岩石圈伸展作用，并继续裂解导致了印度与澳洲大陆的裂解分离。本文着重讨论了高原南部的白垩纪以来的岩脉，它们主要发育在拉萨地体南部，蕴含了岩浆作用与构造作用的双重信息。它们具有不同的产状、成分、年龄和成因，对于揭示冈底斯弧演化、印度与亚洲大陆的碰撞过程，以及碰撞导致的高原应力状态变化等都具有重要的意义。高原南部岩脉主要分为三期：（1）时代约为90Ma的岩脉，具有玄武质到中酸性的成分，主要侵位在日喀则白垩纪弧后盆地，例如在南木林县南部出现的基性-酸性双峰式岩浆作用，可能代表了冈底斯岩浆弧之上发育的伸展作用。（2）时代约为50Ma的同碰撞期岩脉，主要侵入到林子宗火山岩、冈底斯岩基或者白垩世设兴组/昂仁组沉积地层等单元中，它们发育时间为60~41Ma，其峰期作用时间与冈底斯岩浆大爆发的时间一致，可能受控于深部俯冲的特提斯洋洋壳的断裂作用。（3）碰撞后中新世岩脉，多具有埃达克质岩石的地球化学性质，与区域上钾质-超钾质火山岩和埃达克质侵入岩的时代一致，它们是高原南部加厚下地壳部分熔融作用的产物，可能受控于下地壳拆沉作用或者与南北向裂谷带密切相关的板片撕裂有关。这些岩脉的延伸方向既有南北向，也有东西向，在构造上可能代表了高原隆升到最大高度后深部拆沉作用导致的山体垮塌伴生的伸展构造有关。     

MM5模式对区域气候模拟的性能试验

利用1998年6月NCEP资料和6月2日00：00地表资料及美国NCAR／PENN州的MM5对1998年6月我国南方降雨过程进行了气候模拟的性能试验，模拟结果表明，MM5基本上可模拟出局地大气环流和区域尺度上的强对流过程造成的雨区，降雨强度和强降水中心位置，但模拟的雨量与实际值相差较大，模拟值再现了我国夏季降水异常的空间分布特点，模式可向区域气候模式发展，但该模式模拟的1998年6月副高强度比其实际值的强度更强，故导致更多的水汽进入降雨区，造成过多的降雨。     

东亚西风异常活动对热带西太平洋西风爆发及ENSO发生的作用

本文通过观测资料分析和数值模拟，对80年代两次ENSO事件产生过程中，东亚西风异常活动对热带西太平洋西风爆发及ENSO发生的作用进行了研究。资料分析结果表明，热带西太平洋低层西风异常的发生，与东亚低层西风异常向南向东传播有关。数值模拟结果表明，东亚低层西风异常向南向东传播至赤道附近，然后继续向东传播，可以在赤道中、东太平洋产生El Ni?o现象。相关分析结果表明，东亚西风异常向南传播过程中，欧亚大陆有欧亚遥相关环流形势与之配合，使得赤道西太平洋西风异常猛烈发展，并且随着西风异常东传，从而造成强的 El Ni?o 事件发生。     

热带测雨卫星TMI探测结果对非降水云液态水路径的反演方案研究

根据TRMMTMI的探测特点,结合微波辐射传输模式,研究了针对副热带地区非降水云液态水路径的TMI反演方案,并对反演方案进行了间接检验。首先,利用微波辐射传输模式进行模拟研究,分析了在副热带地区,相应TMI各通道的微波亮温对非降水云液态水路径的响应特点,结果表明37.0GHz和85.5GHz的水平极化通道探测结果对非降水云液态水路径的响应更为敏感;随后,利用模式分析了TMI各单一通道反演的非降水云液态水路径与理论值的差异,并在此基础上给出了利用37.0GHz和85.5GHz的水平极化通道亮温联合反演非降水云液态水路径的方案;最后,利用TMI的探测结果,采用该反演方案对无云区、非降水云区以及台风降水云区进行了反演计算。结果表明,无云区的液态水路径在-1—1g/m2之间,且平均值为10-5量级;非降水云的液态水路径变化范围在0—500g/m2之间,且其水平分布与TRMM的可见光通道0.64μm探测的云分布一致;在台风降水云个例中,随着台风的成熟,高液态水路径的面积比初始阶段增多,且当地表降水率小于5mm/h时,云中液态水路径随地表降水率的增大而逐渐增大。     

热带测雨卫星综合探测结果之"云娜"台风降水云与非降水云特征

为了解降水云与非降水云相应的微波信号、云水、雨水及潜热特征,文中利用热带测雨卫星搭载的测雨雷达、微波成像仪及红外辐射计探测的匹配融合结果,就2004年8月“云娜”台风进行了个例分析研究。结果表明:“云娜”台风过程中深厚降水云占79%,中云和低云降水仅分别占10.6%和10.4%;非降水低云所占比例最大(45.5%),高云其次(34.1%)。降水云中大粒子居多,非降水云粒子有效半径分布宽。深厚降水云中冰、水含量成正比;中等厚度降水云中的冰含量相对稳定,但液态水含量变化大;深厚和中等厚度非降水云中的冰、水含量皆成反比。对降水率、气柱潜热、气柱云水和云冰沿台风径向分布的分析结果发现,台风生成前的低压中心附近降水率和气柱总潜热比随后时次均大,表明降水释放潜热对“云娜”台风的形成起到了非常重要的作用;在台风形成后,降水率和气柱总潜热自台风云墙向外减小;随着台风的成熟,降水率和气柱总潜热沿台风径向分布趋于稳定。潜热廓线分析表明,深厚降水云潜热释放在对流层中上部(3 km以上),最大潜热高度约4.5 km。对降水云和非降水云的冰、水含量平均垂直廓线分析表明,深厚和中等厚度的降水云中水粒子含量具有相似的平均廓线,最大值(约0.03 g/m3)位于4—5 km高度,降水低云中的水粒子含量最大值(约0.07 g/m3)位于4 km高度;对于非降水云,3种不同高度的潜热廓线、水和冰粒子含量廓线相似,反映了TRMM反演算法对这些参数的反演仍存在缺陷。     

西藏林周盆地设兴组玄武岩地球化学特征及意义

青藏高原南部拉萨地块分布的晚白垩世岩浆活动,对了解特提斯洋的构造演化及约束印度-亚洲大陆初始碰撞时限等具有重要的意义。本文在西藏林周盆地林子宗火山岩的下伏晚白垩世设兴组地层中首次发现了玄武岩夹层,并系统开展了玄武岩的Ar-Ar年代学、全岩主量和微量元素地球化学、以及Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究。设兴组玄武岩呈夹层状产出于设兴组顶部的红色砂岩中,其斜长石Ar-Ar年龄为90.6±1.8Ma。玄武岩属于高钾钙碱性系列,富集轻稀土元素、强烈富集Ba、Th、U等大离子亲石元素(LILEs),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSEs),具有明显的大陆边缘弧的火山岩成分特征。玄武岩的Sr-Nd-Pb同位素成分比较均匀,(87Sr/86Sr)t为0.706568~0.706620,εNd(t)为+0.72~+4.75,(206Pb/204Pb)t比值为18.649~18.675,(207Pb/204Pb)t比值为15.640~15.666,(208Pb/204Pb)t比值为39.055~39.108,岩石总体表现出来自于亏损地幔的特征。综合岩石学和地球化学研究结果,设兴组玄武岩可能是晚白垩世(约90.6Ma)俯冲于拉萨地块之下的新特提斯洋壳在重力拖拉下发生板片回转,导致软流圈物质上升提供热量,从而诱发了俯冲流体交代的地幔楔的部分熔融形成的。本文结果进一步证明,之前普遍认为缺少晚白垩世火山岩的拉萨地块南缘,存在新特提斯洋的俯冲作用及其岩浆作用产物。     

实验分析莺歌海盆地细、粉砂储层异常高孔隙成因

莺歌海盆地富泥质粉砂岩、细砂岩储层存在大量异常高孔隙,快速沉积、泥流体底辟活动及高地温背景等形成的各类温压体系,以及溶蚀作用的影响,形成异常高孔隙因素多样且复杂。利用常温常压、高温高压、高温常压等不同温压体系的样品,模拟地层条件进行单一因素变温(室温至150℃)、变压(5 MPa至50 MPa)、不同流体介质(浓度分别为3.5%,6.7%,各类离子浓度与储层地层水相当)的充注实验,通过孔渗变化情况观察,进行储层敏感性特征、成因与储层改造程度及成因分析。在变温试验中,温度较低的条件下,随着温度增加渗透率明显增加,温度超过80℃后,增幅开始减小,甚至出现渗透率降低,通过改变压力,除单个样品外,其余样品渗透率随压力变化范围均小于15%,压力对渗透率的改变同样具有不可恢复性。高温高压系统下的样品物理改造更为突出,孔隙度变化在2%~10%,常温常压系统下样品物性变化不明显,但是化学不稳定性更强。高温饱和CO2流体充注实验显示,酸性流体化学改造明显增强,试验后样品可见有溶蚀的痕迹。结合本区地质背景分析认为底辟流体在上涌过程中既存在孔隙的物理形态的改造,也存在改变矿物的转化和进行酸性溶蚀的化学改造,而储层易改造性也由于这两方面6大条件明显增强,形成了本区不同温压体系下的高孔渗储层。     

藏南林周盆地设兴组砂岩及其中玄武岩夹层的地球化学与成因

印度与亚洲大陆的碰撞是青藏高原演化的重要构造事件,碰撞过程被记录在拉萨地块南部的晚白垩世到古新世的沉积-岩浆作用中。林周盆地的晚白垩世设兴组及其之后不整合覆盖的林子宗火山岩,是解析碰撞过程的重要记录。本文对设兴组最高层位的砂岩和玄武岩夹层进行了岩石学、地球化学和年代学研究,探讨了岩石成因和构造意义。设兴组砂岩属于杂砂岩,碎屑物质主要来自中酸性岩浆岩源区;锆石Hf同位素指示设兴组大部分碎屑物质来源于盆地北面的中部拉萨地块,少部分来自盆地南部的冈底斯岩基;砂岩中最年轻的碎屑锆石年龄指示林周盆地设兴组是在98Ma之后接受沉积的。以夹层产出在设兴组顶部的玄武岩和玄武安山岩,富集轻稀土元素、亏损重稀土元素、弱负Eu异常,强烈富集Ba、Th、U、Pb等大离子亲石元素,显著亏损Nb、Ta等高场强元素,属于高钾钙碱性玄武岩系列,与典型安第斯型玄武岩特征吻合。玄武岩和玄武安山岩的锆石均为捕获锆石,其最年轻碎屑锆石年龄限定了设兴组玄武岩的喷发晚于110Ma。综合分析表明,林周盆地晚白垩世时期为夹持在冈底斯岩浆弧与中部拉萨地块之间的弧后盆地,新特提斯洋壳晚白垩世俯冲到冈底斯弧和弧后盆地之下,大约在98～110Ma之后喷发到林周盆地的很少量中基性岩浆构成了设兴组顶部的玄武岩和玄武安山岩夹层,是新特提斯洋俯冲相关的幔源岩浆作用。林周盆地设兴组(晚于98Ma)与上覆的林子宗火山岩(底部约为65Ma)之间呈大约33Myr的构造间断,可能代表了冈底斯弧的碰撞之前的隆升剥蚀过程。     

TRMM卫星探测青藏高原谷地的降水云结构个例分析

利用TRMM卫星测雨雷达探测反演的降水廓线、红外辐射温度、微波高频辐射亮温和闪电资料,并结合数字地形资料和NCEP再分析资料,分析研究了1999年5月4日13:05(UTC,下同)青藏高原东南部某山谷及附近地区(29.49°N~30.13°N,95.08°E~96.89°E)的降水云结构。结果表明,该降水云团为特殊地形强迫而引起的一强对流降水;强对流降水云团水平范围约20km,它自谷地向上呈“蘑菇”状向上水平展开;最大降水率位于谷中云体下部,超过100mm.h-1;在谷地上方该强对流降水云团云体向下风方向延伸,形成下风方向大范围的弱降水。结果还表明,强对流降水云团中剧烈变化的地表降水率也反映在云团云顶红外辐射温度和云体微波辐射亮温的变化上。此外,虽然闪电附近云顶高度和云中的含冰量相差甚小,但闪电发生次数、持续时间和发出的辐射能量却十分不均。降水事件的天气背景分析表明,降水发生前13h内,高原500hPa一弱低压槽东移引起的大气低层辐合、中高层辐散及大气不稳定性增加,是此次降水事件发生的大气内在因素。