Data Analysis of Chang’E-1 Gamma-Ray Spectrometer and Global Distribution of U, K, and Th Elemental Abundances

Gamma-ray spectrometer (GRS) is one of the main payloads on the Chang’E-1 (CE-1) lunar probe, mainly aimed to detect the elemental abundances and distributions on the lunar surface. At 03:58 on 28 November 2007, it performed the first observation of the lunar gamma rays. As of 24 October 2008, 2105?h of effective gamma rays spectra had been acquired by CE-1 GRS, which covers the whole surface of the moon. This paper mainly describes the data processing procedures and methods of deriving the elemental abundances by using the CE-1 GRS time series corrected spectra: first, to bin data into pixels for mapping; then, to perform a background deduction of the cumulative spectra and obtain a peak area of the elements; and finally, to use the elemental abundances inversion model to produce the elemental abundances. Based on these processing methods, the global abundance maps of U, K, and Th at a 5°×5° equal-area pixel are acquired by CE-1 GRS data. The paper gives a preliminary analysis of the uncertainties of the elemental abundances     

黄土高原一次超级单体短时强降水中尺度分析

2012年盛夏陕西绥德县出现短时强降水,4 h雨量超过100 mm。利用NCEP 1°×1°再分析资料进行诊断分析发现,在陕北东北部对流层中下层有一中α尺度气旋存在,且随高度向东北倾斜,垂直方向上形成次级环流,使强降水区的上升运动加剧。分析地面观测、卫星资料发现,西路冷空气引导干侵入加强层结不稳定性,东路冷空气楔形抬升作用,使得不稳定能量释放;同时,在东西两路干冷空气的夹击作用下,绥德县内形成中气旋,暖湿空气在当地得以聚集上升;2个中β尺度对流云团在东西路风场作用下合并后迅速增强。多普勒雷达资料显示,2个中γ尺度的超级单体回波在绥德先后发展形成列车效应;2个超级单体中的中气旋特征各有不同,是回波结构演变的主要原因。     

PRECIS模式对宁夏气候模拟能力的初步验证

本文获得了受权使用英国Hadley气候中心的区域气候模式系统PRECIS已模拟好的中国境内的数据,取其宁夏区域内的模拟值与同期实际观测资料进行对比,分析验证PRECIS模式对宁夏区域气候的模拟能力.结果表明:PRECIS能够模拟宁夏年平均和夏季平均气温的空间分布特征;与观测值相比,模拟的最高气温平均偏差仅为0.5℃; PRECIS能够模拟出15a月平均气温逐渐升高的趋势以及逐日平均、最高和最低气温发生频率的分布特征.PRECIS能够模拟出宁夏年平均和夏季降水基本的空间差异和季节分布特征,但对月平均降水的模拟值整体偏高.     

南极东方站深冰层及冰下湖钻探技术

自1970年至今,前苏联和俄罗斯在南极东方站持续进行了近50年的冰层钻探活动,先后攻克了包含粒雪层、冰层、冰岩夹层和湖水冻结冰的复杂冰层钻进难题,逐渐形成了一套集热融取芯钻探、电动机械取芯钻探和分支孔钻探等为一体的深冰芯钻探技术。创造了冰层最深干孔钻进深度记录（952.4 m）、最深热融取芯钻进记录（2755 m）、最深冰芯钻探记录（3769.3 m）,累计进尺达13000 m,并获取了总长超46 m的含湖水冻结冰样品的冰芯。东方站的钻探活动对极地冰层钻探技术的发展起到了巨大的推动和引领作用,同时积累了宝贵的深冰钻探经验。通过对东方站深冰钻探技术的系统梳理,将为我国正在实施的深冰芯钻探和即将开启的冰下湖科学钻探提供重要的借鉴。     

水权交易对生态环境影响研究进展

在经济社会发展受到区域水资源总量限制的情况下,水权交易作为解决当今世界严峻水资源危机的重要手段之一,已在国内外进行了广泛的实践。水权交易改变了水资源的时空配置,对水生态和水环境产生有利或不利的影响,然而关于水权交易对生态环境影响的研究尚未有系统的梳理。总结了水权交易对水资源系统影响研究的主要发展历程,着重论述了水权交易对水资源系统影响的4个重点研究方面:可交易生态环境水权的研究、水权交易对水量、水生态、水环境影响的研究。未来应当加强水权交易对生态环境影响的定量研究,进一步提升水权交易对水质、地下水、退水、陆生生态环境影响的研究,明确不同交易类型的不同影响,还应考虑不确定性因素的影响。     

干扰对生物土壤结皮及其理化性质的影响

生物土壤结皮作为荒漠地区特殊环境的产物,具有较强的抗风蚀、水蚀功能,也是干旱荒漠地区植被演替的重要基础。随着人类活动的加剧,生物土壤结皮也受到不同类型和不同程度的干扰,主要包括放牧、火烧、车辆碾压等形式。干扰对生物土壤结皮的影响主要表现在生物土壤结皮结构及盖度的变化、土壤理化性质的改变、土壤微生物数量及活性的变化等几个方面。放牧对土壤物理性质的影响还没有一致的结论,除了干扰的程度还与土壤含水量有关系。火烧虽然改善了土壤结构,但是破坏了地表植被的盖度,而且恢复比较困难,也加速了外界侵蚀的力度,对土壤化学性质也有显著影响。机械碾压的破坏力最强,且没有任何的积极意义。     

燕山地区1.6～1.0Ga时期碳酸盐岩碳、氧同位素组成、演化及其地质意义

依据实测的燕山地区(1.6～1.0Ga)高于庄组—景儿峪组114个碳、氧同位素数据,研究、讨论了中、新元古界碳酸盐岩碳、氧同位素组成、演化及其地质意义。研究表明,燕山中、新元古界由下至上的地层序列上,碳、氧同位素表现明显的旋回性演化特征,二者多显正相关关系;δ13C在-3‰～3‰区间低幅、高频振荡;δ18O则表现为-2‰～-8‰的高幅、高频波动;δ13C值的增大与沉积环境由潮间向潮下演变、海平面上升、海水变淡、生物量增多相关;降低的δ13C多代表潮间—潮上环境。高于庄组瘤状灰岩及洪水庄组页岩δ13C为低负值,代表最大海泛期沉积。氧同位素组成和变化指示研究区总体为咸化环境,杨庄组上部和雾迷山组下部古海水盐度最高,之后盐度逐渐降低,至雾迷山组上部又有所升高。研究区与天津蓟县和北京十三陵地区的中、新元古代碳酸盐岩碳、氧同位素组成与演化表现出明显的相似性,反映了它们共同受燕山裂陷槽发育的控制;同时,与北美Belt超群和俄罗斯乌拉尔里菲期碳酸盐岩碳、氧同位素组成、演变的高度协同性,又说明了中、新元古代碳酸盐岩中碳、氧同位素组成、演化响应于全球古海洋背景和地球化学条件。     

辽东半岛大金山花岗岩体SHRIMP U-Pb年龄、元素地球化学和Hf同位素特征及地质意义

辽东半岛早白垩世时期受到强烈的构造—岩浆作用使岩石圈构造环境由挤压造山向伸展减薄转变,前人对其成因有所争议。本文通过锆石SHRIMP U- Pb测年、原位Lu- Hf同位素和主量、微量、稀土元素测试对辽东半岛大金山花岗岩体进行了系统研究,结果显示：大金山花岗岩体结晶年龄为~ 124Ma,侵位于早白垩世岩浆活动的高峰期。岩石地球化学特征显示大金山花岗岩属弱过铝质~过铝质岩石,经历了高程度的结晶分异过程,富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素（LILE）,亏损P、Ti等高场强元素（HFSE）,中等Eu负异常,为I型花岗岩。TW003样品εHf(t)值为-25.8~ -14.2,tDM2为2093~2805Ma,岩浆物质来源于新太古代—古元古代下地壳火成岩的部分熔融。根据年代学和岩石地球化学研究认为大金山花岗岩是古太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲所形成的活动大陆边缘弧花岗岩,辽东半岛早白垩世的伸展环境是受板块俯冲造山后伸展作用和下地壳拆沉作用的联合制约。     

蛇纹石化和俯冲带蛇纹岩变质脱水过程中流体活动性元素的行为

蛇纹石是大洋岩石圈和俯冲带内水和流体活动性元素最重要的载体之一。研究蛇纹石化和蛇纹岩变质脱水过程中流体活动性元素的行为是认识俯冲带元素地球化学循环的关键。蛇纹岩是指主要由蛇纹石类矿物构成的岩石,包括利蛇纹石、纤蛇纹石和叶蛇纹石。蛇纹石化过程中会造成流体活动性元素(B、Li、As、Sb、Pb、Cs、U、Sr和Ba等)的显著富集,并且由于原岩性质、流体成分和氧逸度等条件的不同,大洋岩石圈蛇纹岩和弧前蛇纹岩的特征也略有不同。例如,弧前蛇纹岩具有相对高的As、Sb、B和相对低的U,这反映了俯冲沉积物来源流体的贡献。在俯冲带蛇纹岩的变质脱水过程中,利蛇纹石向叶蛇纹石的转变伴随着矿物内超过50%F和Cl的释放,以及一些流体活动性元素(如B和Li)的迁出;此外,蛇纹石分解形成的变质橄榄石中的流体包裹体指示,蛇纹石脱水分解所产生的流体具有高于原始地幔几个数量级的Cl、Cs、Pb、As、Sb、Ba、Rb、B、Sr、Li和U含量。由于利蛇纹石中的Fe~(3+)含量较叶蛇纹石高,这种矿物相转变过程中也伴随着俯冲通道内的一系列氧化还原过程,从而影响流体性质和新形成的叶蛇纹石的成分。蛇纹岩与岛弧岩浆在流体活动性元素富集规律上的相似性说明蛇纹岩在俯冲带元素循环中扮演着重要的角色。此外,蛇纹石矿物相转变过程中F、Cl、B等元素的释放,可能对于斑岩型金矿、蛇绿岩中的金矿和某些蛇纹岩作为赋矿围岩的硼矿的形成起到重要的作用。     

吉林夹皮沟金矿带黄铁矿热电性及热爆裂特征

通过对夹皮沟金矿带主要载金矿物黄铁矿的热电性和热爆裂特征分析,确定了主成矿世代及各世代矿化类型,预测了深部探矿的可能性。黄铁矿以电子型(N型)为主,极少有空穴型(P型),N型热电系数分布于-347.3～-6.2 μV·℃-1,P型热电系数介于17.4～193.5 μV·℃-1, 成矿温度集中于258.8～319.2 ℃, 剥蚀率为50.260%～50.485%。爆裂曲线反映中低温(＜280 ℃)矿化没有高温(＞290 ℃)矿化好。综合分析认为,夹皮沟金矿带矿化分早期高温世代(热电系数峰值为-120 μV·℃-1,成矿温度峰值为320 ℃)和晚期中低温世代(热电系数值峰值为-210 μV·℃-1,成矿温度峰值为270 ℃)。前者包括石英脉型与蚀变岩型,在矿体走向与夹皮沟主断裂一致及相交的矿区中均有发育;后者属石英脉型,主要在矿体走向与夹皮沟主断裂相交的矿区发育,叠加于高温世代热液矿化之上。高温热液矿化世代是主成矿世代,但有叠加的部位矿化增强。