轨道尺度亚洲气候演化机理的数值模拟:历史与展望

轨道尺度亚洲气候演化是古气候热点问题之一,其变化过程和机理对理解当前全球变暖下亚洲气候变化具有重要参考意义。最近几十年,基于黄土、石笋、湖泊等载体的轨道尺度亚洲气候重建研究获得显著进展,气候演化历史的基本框架已被构建,不同区域和指标记录之间的差异暗示了气候演化机理的复杂性。数值模拟作为研究气候动力学的重要工具之一,在轨道尺度亚洲气候变化中也得到广泛应用和快速发展。基于此,本文尝试对最近十数年轨道尺度亚洲气候演化机理的数值模拟研究做一简单总结和梳理。目前的数值模拟尚未对地质记录给出的各种变化特征、区域差异等现象,尤其是东亚夏季风的黄土和石笋差异、季风和干旱气候的耦合关系等,给出合理解释。因此,在未来工作中亟须涵盖多轨道旋回的高分辨率瞬变试验,结合良好定年的重建记录,以期对轨道尺度亚洲气候变化机理获得更深入完整的认识。     

基于树轮宽度重建川西南137年秋冬季平均气温变化

在全球气候变暖背景下,青藏高原东南缘的川滇横断山高海拔地区秋冬季温度变化已经成为区域气候变化研究热点。为了更好地了解长时间尺度下秋冬季平均气温变化对树木生长的影响,本文运用泸沽湖地区丽江云杉（Picea likiangensis）树轮宽度资料,建立了标准年表。并基于气温与树轮宽度指数的关系,重建了过去137年来川西南地区的秋冬季平均气温波动历史。重建序列存在2个暖期（1911~1927 A.D.,1992~2015 A.D.）、1个冷期（1939~1991 A.D.）。与其他树轮序列、沉积记录及历史记录的比较和空间相关分析,显示重建结果可靠,且具有区域代表性。集合经验模态（EEMD）分解得到2 a、19 a和54 a的周期控制序列冷暖波动。厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）,太阳黑子,太平洋年代际涛动（PDO）和北大西洋涛动（NAO）可能是以上周期的驱动因子

     

X-ray diffraction investigation of native Si-Fe alloy minerals from Luobusha, Tibet

The origin of native Si-Fe alloy mineral is thought to be related with mantle and aerolite. The native Si-Fe alloy minerals from podiform chromites of the Luobusha ophiolite in the Yarlong Zangbo suture zone were examined by a new method for powder-like diffractograms of small single crystals, using an SMART APEX-CCD area-detector X-ray diffractometer. The powder diffraction pattern shows that the minerals are composed of FeSi, FeSi₂, β-FeSi₂ and native silicon. The association of these minerals suggests that the crystallization order of the mineral may be from early to late FeSi→FeSi₂→native silicon, accompanied by gradually increasing deoxidization. Translated from Acta Petrologica et Mineralogica, 2005, 24(5): 453–456 [译自: 岩石矿物学杂志]     

镇旬铅锌矿田热水沉积硅岩研究

从镇(安)旬(阳)铅锌矿田热水沉积硅岩的产状、形态、岩石结构、构造、矿物成分、化学成分、微量元素、稀土元素、硫同位素、氧同位素等研究表明，本区硅岩具有以热液为主兼有生物和正常沉积的特征，并非典型热水沉积岩。     

Effect of Overpressure on Rock Frame and Its Implications for Overpressure Evolution

Overpressure is a hot topic in the study of sedimentary basins. It is important in generation,maturation migration,and accumulation of hydrocarbon,but the effects of overpressure on rock frame have not been investigated. In this study,experiments were carried out to study the effects of overpressure on rock frame structures using five core samples from the Junggar basin,Northwest China. The deformations and velocities for the samples were measured at different effective pressures related to non-equilibrium compaction and fluid expansion overpressure mechanisms. The results show that the effect of overpressure on rock frames gradually increases when the effective pressure drops down to a certain value (called critical pressure). Moreover,non-equilibrium compaction mechanism has more effects on rock frames than fluid expansion mechanism under the same effective pressure. Furthermore to study rock frame structural changes,we use Kuster and Toks?z's expressions to simulate the effective aspect ratios of inclusions α (penny shapes) for different effective pressures. The results show that the α decreases dramatically when the effective pressure decreases from the critical pressure. Changes of α can be interpreted as responses to the rock frame changes when grains conform one another by rotating and self-adjusting. However,different mechanisms of overpressure have different effects on rock frames. The rock frame can be affected more easily by overpressure in shallow regions generated by non-equilibrium compaction mechanism. Once this kind of rock frames are preserved after overpressure releases to a normal hydrostatic pressure,they can be identified by their specific rock frame characters. This method provides a new way to study overpressure release and fluid migration and accumulation.     

饱和颗粒正冻土一维刚性冰模型的数值模拟

基于刚性冰模型,应用有限差分法离散方程组,对于饱和颗粒土开放系统的冻结过程进行了一维数值模拟,给出了冻结缘内参数的分布.计算过程中修正了刚性冰模型中分凝冰产生条件,提出以冻结缘内冰压与载荷的关系作为分凝冰产生的判据,计算得到的冻胀量与实验室冻胀实验的测量数据较为吻合.将计算结果与现场实测资料进行了比较,温度场、含水量分布等结果在分布规律方面与现场实测资料相符.     

内蒙古高原岩石圈构造研究

本文通过综合地球物理资料,对上、中、下地壳和岩石圈地幔属性的研究,来分析内蒙古高原岩石圈的三维构造和物质运动。地体拼合属于岩石圈挤压力较小而作用期较长的造陆作用,以内蒙古中部地区为典型代表。此区域现今包括南阿穆尔- 兴安地体西南部和锡林浩特两个元古宙地体,以及形成于太古宙的华北克拉通地体。索伦山- 西拉木伦河断裂是锡林浩特和华北克拉通地体的缝合带。发生在二叠纪的锡林浩特和华北克拉通两个地体的碰撞拼合,造成古亚洲洋南支的封闭,同时也在两个地体之间,形成了索伦山- 西拉木伦缝合带和华北克拉通北缘俯冲带。古亚洲洋封闭后,华北克拉通地体继续向锡林浩特地体下方陆- 岛俯冲,形成了宽度为60～120 km的华北克拉通北缘俯冲带。此俯冲带地层向北倾斜,上地壳变形严重,岩石圈地幔破裂充水。锡林浩特地体在石炭纪处于南阿穆尔- 兴安地体南方古亚洲洋北支俯冲的岛弧带位置,在二叠纪和华北拼合时又处于华南克拉通北方古亚洲洋南支俯冲的岛弧带位置,幔源岩浆侵入频繁。在中生代拼合后又处于地壳转变为拉张的阶段,幔源岩浆侵入作用有增无减。由于幔源岩浆侵入作用时间长久,岩浆化学分异会更加彻底,锡林浩特地体及其周边地区具有良好的成矿潜力。     

Geochronology,geochemistry and Hf isotopes of andesites in the Sandaowanzi gold deposit (Great Xing'an Range,NE China): implications for petrogenesis,tectonic setting,and mineralization

Acta Geochimica - The Sandaowanzi gold deposit is an extremely Au-rich deposit in the Northern Great Hinggan Range in recent years. Zircon U–Pb geochronology, Hf isotope analysis, and the...     

砾石在分析盆地物源区迁移与湖岸线演化中的作用*

中国中西部盆地的盆山结合部位,勘探程度较低、钻井少、地震成像复杂,致使利用传统的地震相、测井相、岩心资料等研究原型盆地岩相古地理特征较为困难。基于露头中巨厚砾岩发育层段对应盆地内储集层平面展布范围最广这一认识,运用“将今论古”方法,建立南天山前现代冲积扇、扇三角洲平原、河流等沉积体系中砾石与搬运距离关系,以及不同沉积相类型中砾石发育产状与湖岸线远近关系,定量计算了准噶尔盆地多条重点剖面侏罗系—白垩系现今位置与沉积物源区和湖岸线演化的距离,恢复了侏罗纪—白垩纪物源区范围与湖岸线演化过程。认为侏罗纪—早白垩世砂砾岩储集体向盆地内延伸范围最大时期的湖岸线,明显与现今盆地边缘线有一向西北方向敞开的夹角,该认识对在编制岩相古地理图过程中以盆地边缘线即为湖岸线的观念提出了不同见解,为恢复准南等低勘探程度区原型盆地的岩相古地理特征、预测有利储集体的展布提供参数依据。建立的刻画物源区变化和湖岸线迁移的定量评价方法与参数,是对传统沉积学研究的有益补充。     

鱼粪化石特征对早侏罗世托阿尔期湖泊生态系统的启示:以川东大安寨段为例*

早侏罗世托阿尔期早期大洋缺氧事件(Toarcian Oceanic Anoxic Event,~183.8 Ma)是一次全球性的多幕式生物—环境事件,其在四川盆地下侏罗统自流井组大安寨段亦有显示。对采集自川东北地区大安寨段的鱼粪化石进行形态学描述和内含物分析,发现鱼粪化石中含有大量的磷质成分,多为未经消化的鱼骨化石,另有大量介壳类化石与有机质混杂在一起。据露头岩性和显微薄片特征认为: (1)粪化石呈螺旋状,生产该粪化石的鱼类为大型肉食性鱼类,其喜食小型鱼类和软体动物等,推测可能是肺鱼类(角齿鱼);(2)鱼粪化石形成于开放型淡水湖泊中的半深湖—深湖区,其中湖泊表层含氧量丰富,主要由生产者、消费者构成了研究区早侏罗世托阿尔期大型湖泊生态系统,食物链较为复杂,而湖底为水动力条件较弱的还原环境。该研究成果可为早侏罗世托阿尔期大洋缺氧事件在湖泊中的沉积响应及生态影响研究提供依据。