雷琼地区新构造运动的特征

雷琼地区系广东省雷州半岛和海南岛的简称。以王五-文教断裂为界,本区可分为两部分:北部的雷州半岛和琼北,通称“雷琼坳陷”,为新第三纪和早更新世大幅度沉降区,兼有剧烈而频繁的火山活动和地震活动,是本文讨论的重点;南部是以五指山为中心的隆起区,发育多级剥夷面,由隆起中心向海呈阶梯状下降,该区隆起幅度虽大,却基本上没有火山活动,地震活动亦弱(图1)。本文根据若干典型的第四系剖面、火山活动、¹⁴C测年数据、测震及地形变等资料,初步探讨雷琼地区新构造运动的基本特征。     

泉州—汕头地震带的地震构造特征

泉州—汕头地震带是华南沿海的强震带。按已释放的地震能量统计,甚至超过海峡东侧的台湾西部地震带而远大于该带以西的各地震构造带。泉汕带作为统一地震构造带的时期可能开始于中更新世,晚更新世—全新世活动加强并持续至现今。泉汕带发生强震的原因,除自身的地质构造特征外,还明显地受菲律宾板块活动的影响。它和台湾东、西地震带共同组成的“地震屏蔽区”,屏蔽了广大的华南内陆地区。     

洛川黄土剖面S4古土壤及相邻黄土层分子化石与植被变化

利用GC-MS对洛川剖面S₄古土壤及相邻L₅, L₄部分黄土样品的分子化石进行连续检测, 获得包括正构烷烃、正烷基-2-酮和类异戊二烯等丰富的类脂物分子, 结合剖面高密度样品室内磁化率和粒度的测定结果, 讨论了这一时期的古环境和古植被演化历史. 依据正构烷烃与磁化率和粒度的相关性, 结合CPI指标认为黄土-古土壤样品中的分子化石虽然受异地源有机质的可能影响, 但它们的相关性证明源自样品中的分子化石真实地反映了黄土-古土壤形成时期的植被状况. 正构烷烃平均碳链长度(ACL)与磁化率和粒度之间存在良好的正相关性, 在气候环境由冷干向暖湿变化时表现为较好的同步性; 但在环境恶化过程中ACL记录则相对滞后. 正构烷烃碳数分布及比值参数揭示: 在黄土沉积L₅向古土壤S₄过渡过程中以C₂₉为主峰, 显示以木本输入为优势; 在古土壤S₄发育时期, 以C₃₁为主峰, 显示草本比例相对增大、木本比例相对减小, 具明显的草本输入优势. 正构烷烃分析结果揭示: 洛川剖面S₄古土壤形成过程中以草本植被为主, 没有发育典型的树林植被.     

不同温度及排水条件下高温冻土孔隙水压力试验研究

在荷载的作用下孔隙水压力的消散是揭示冻土整体变形机理的关键,为了研究高温冻土中孔隙水压力变化规律,在不同温度、不同排水条件下,对高温冻土开展了压缩固结试验,并监测其在-1℃、-0.5℃和-0.3℃的条件下孔隙水压力及位移变化情况。结果表明：温度对孔压、变形有较大影响,温度越高,土体的变形速率越大,孔隙水压力峰值越大,消散速率也越快;而温度相同时,排水条件下的孔压峰值比不排水条件下的低,位移比不排水条件下的大;从试验结果中可以认识到,孔隙水压力在受骨架挤压增大的同时也在缓慢消散。     

MODIS二向反射模型方差函数的研究与应用

地表二向性反射分布函数(BRDF)是表征地物反射随太阳和观测方向变化的物理量。在统计意义上,BRDF表示均值统计量,BRVF(Bidirectional Reflectance Variance Function)表示方差统计量,它们对研究地表各向异性反射特征有着重要意义。本文首先采用误差传播理论,推导出基于MODIS BRDF模型的BRVF表达形式。研究结果表明,BRVF的空间分布模式主要由几何光学核Kgeo和体散射核Kvol的一次项和二次项权重和决定。然后利用EOS地面验证核心站点(EOS Land Validation Core Sites)的MODIS BRDF产品,对BRVF空间分布模式随地表类型、光谱波段和观测角度范围进行验证。验证结果表明,基于MODIS BRDF产品的验证与理论推导有较好的一致性。BRVF空间分布模式和地表类型有关,通常在热点处有一个峰值。在大观测天顶角(60°)下,BRVF随着角度的增大而增大。BRVF在近红外波段整体上大于红波段,表明其波段依赖性。最后,将上述理论成果初步应用于69组地表测量数据的模拟中。模拟结果表明,当大角度缺少观测数据时,模型外延所引起的方向反射方差显著增大,对地表反照率的反演精度和不确定性有较大影响。其中,红波段的白天空反照率的相对误差最大可达38.26%。本研究对利用小角度观测数据进行地表反照率反演的不确定性分析有指导意义;对大角度观测数据缺失情况下,先验知识在地表反照率的反演应用可提供有意义的理论支撑。     

湖泊沉积碳酸盐氧同位素影响因素的定量评估

湖泊自生碳酸盐δ18O是重建湖泊演化历史的重要代用指标,然而由于湖泊沉积物质来源的多元性和沉积过程的复杂性,所获沉积物碳酸盐的δ18O往往具有多解性.在嘎顺诺尔古湖相沉积小狐山剖面,其剖面590 ～500cm层段湖泊沉积物碳酸盐矿物中的方解石逐渐被白云石取代,同时碳酸盐δ18O呈现异常偏重趋势,其幅度达6.1‰.本文以此为例,通过对沉积物碳酸盐矿物类型和碳酸盐δ18O的分析,结合沉积物粒度、TOC和有机碳同位素等代用指标,对碳酸盐δ18O的影响因素进行了定量评估.对小狐山剖面而言,结果显示湖水蒸发浓缩效应和碳酸盐矿物相变均会导致碳酸盐δ18O发生变化,其中碳酸盐矿物相变引起的分馏作用是影响δ18O发生非环境效应的最主要因素之一.小狐山剖面沉积物中白云石较方解石富集δ18O约7.65‰～ 11.02‰,由此估算白云石与方解石之间的分馏作用可以解释δ18O波动约70％.本文研究结果揭示了自然条件下生成的不同碳酸盐矿物相变存在氧同位素分馏,在进行古环境重建的过程中必须对此进行重视和评估.     

云南阳宗海流域过去13000年植被演替与森林火灾

以云南阳宗海1020 cm长的湖泊沉积物岩芯为研究对象,由7个木屑和树叶残体样的AMS14C测年建立岩芯年代框架,以18~19 cm间隔获取52个样品作花粉/炭屑分析,重建了阳宗海流域过去13000年的植被、气候以及森林火灾历史。研究结果表明,过去13000年植被演替、气候变化和森林火灾可分为5个阶段:1)13200~11000 cal.a B.P.,植被以常绿、落叶阔叶混交林为主,气候温凉湿润,森林火灾多发,后期(12300~11000 cal.a B.P.)随着温度和湿度的降低,森林火灾发生愈加频繁;2)11000~8000 cal.a B.P.,松林扩张,阔叶林缩小,气候较上阶段温暖偏干,森林火灾发生次数明显降低;3)8000~5000 cal.a B.P.,松林和常绿阔叶林占优势,且出现暖热性的枫香林,流域内气温升至13000 cal.a B.P.以来的最高值,湿度进一步降低,但森林火灾发生频率低;4)5000~800 cal.a B.P.,松林扩张至最盛,常绿阔叶林收缩,落叶阔叶林成分增加,气温和湿度均明显下降,森林火灾发生频率有所增加;5)800 cal.a B.P.至今,松林和常绿阔叶林收缩,落叶阔叶成分增加,草本植物中禾本科迅速上升,可能与人类活动有关,森林火灾发生频率低。阳宗海花粉/炭屑记录重建的植被、气候和森林火灾史表明,在滇中地区,落叶阔叶成分易引起森林火灾,冷气候导致多发的森林火灾,冷干气候是宜森林火灾发生的气候条件。     

滇中易门地区富硒土壤物质来源及其天然富硒野生菌初步研究

不同地区、不同层位土壤中硒含量分布不均匀,依据局部富硒土壤线索开发不同的天然富硒食品是发展当地特色农业研究的一个重要方向。云南省1∶25万昆明—玉溪多目标地球化学调查及云南1∶5万二街幅等四幅区域地质调查项目资料显示,尽管云南省表层土壤总体相对贫硒,但在滇中易门普家村—铜厂乡—西山村—狮子山—禄丰土官镇一带局部低山丘陵地区存在约400 km~2的富硒土壤,土壤硒平均含量达0.54μg/g,而普家村菜子山一带土壤硒含量最高达136μg/g;各地球化学剖面均显示出硒元素呈现出表聚性规律,硒元素在表层土壤中均大于深层土壤,而深层土壤硒含量则大于母岩硒含量,不同的基岩岩性硒含量表现出炭质板岩大于泥质板岩大于粉砂质板岩大于白云岩,与炭质、黏土质、泥质、有机质呈正相关性。并据此线索在当地新发现了大批天然富硒微生物(野生菌)及蔬菜。初步研究表明当地富硒土壤的形成与特定地质背景有关,而生产天然富硒野生菌及蔬菜的土壤环境相对优越。     

中国西北极端干旱区水文与湖泊演化及其巴丹吉林沙漠大型沙丘的形成

地表径流和地下水循环是维持中国西部现今极端干旱区绿洲、湖泊和地下水位变化的绝对主导因素。极少的年降水量和年际—季节降水分布的不均性、强烈的蒸发、蒸腾作用,稀少而水量有限的地表径流和人类活动的影响及其过度的水资源利用是导致目前自然景观和生态环境恶化的根本原因。不仅如此,在这样一个大的气候背景条件下,人类不合理、不科学的活动可以夸张的放大和加速生态系统的恶化程度和速度,而要维持、改善和修复已破坏的生态环境则需长期不懈的努力和巨大的人力、资金投入。地质断裂带不但具有蓄水、导水的作用,还具有隔水作用;断裂体系中含水量的丰寡与断裂的性质（张性或压性）、发育的地质部位和年代等因素有关。断裂构造对水的这种蓄—导—隔作用,在不同地理单元是不同的：在地势较高的部位以导为主,在低洼的地方则以蓄为主,而在前二者之间的过渡区则以导—隔为主。额济纳盆地地下水位变化和水资源（或潜在水资源）量的大小是以地表径流补给为主、地下水为辅,是区域蒸发、蒸腾和水资源利用之间平衡过程的表现;而在巴丹吉林沙漠区,特别是其东南部众多的湖泊区则是以地下水补给为主,加之以古水为辅。虽然我们还不十分清楚巴丹吉林沙漠内部高大沙丘和湖泊形成时期的相互作用和依存关系,但是我们却有足够的证据证明高大沙丘形态的维持与湖泊之间不存在必然的因果关系。直接通过阿尔金山断裂体系对额济纳盆地和巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠水量的贡献是否真正存在还缺乏地质证据或者至少是十分有限。对中国西部干旱—极端干旱区水资源进行科学而深入、系统而规范、全面而统一的调查和规划,调整和协调,采用科学的流域管理模式,利用生态修复、动态调控、工程保障等措施对于维持整个流域生态环境的稳定和持续发展、维系中下游,特别是酒泉基地和额济纳绿洲是十分必要而迫切的。对于巴丹吉林沙漠东南部地下水和湖泊水的开发和利用的设想既不利于该区生态环境的维持和改善,也缺乏科学依据和工程的可行性。西北干旱—极端干旱区水文循环和水量是气候环境决定的,不仅现代如此,过去也是如此。     

琼州海峡成因初探

在琼州海峡中存在3条与其走向相同的北东东-近东西向深部断裂以及若干与之斜交的其他方向的断裂.它们主要活动于新第三纪.这些断裂所构成的破碎带,位于先成的由于南海扩张向南北挤压而形成的雷南琼北之间的近东西向构造低地中.在第四纪的历次间冰期期间,由于海面的相对抬升而被淹,又因海流的侵蚀不断加大其深度并堆积了相应时代的沉积物.至冰后期海面最后一次上升,琼州海峡才形成现今的面貌.海峡的形成过程表明,一个较大规模的构造地貌实体,一般都要经过复杂的内外动力的塑造过程,不仅要综合考虑内外营力的作用,还要考虑和区分在不同的地质时期以何种作用为主.