Impact of lightning on organic matter-rich soils: influence of soil grain size and organic matter content on underground fires

A detailed study was carried out on a piece of land that had been struck by lightning during the violent rainstorm that raged over the Island of S?o Miguel (Azores Archipelago) in late October 2006. Temperature and gas measurements (CO₂, CO, H₂S and CH₄) were performed in four study trenches, dug in an area of ∼3 m², where an underground fire had been initiated by the impact with a lightning stroke, followed by the emission of a column of gases and smoke. The soil under study was originally a well-pedogenized about 80 cm thick bed, made of volcanic clayey to silty tephra fallouts and contained 5.5–9.7% of organic matter. The underground fire was monitored for one week and revealed a peak release of 404 ppm CO and 3.4% CO₂ originating from a horizon located about 45 cm under the soil surface. Measurements of temperature, performed one week after the impact, indicated a maximum value of 326°C inside the soil, while 516.5°C were measured on the surface of a lava block interred about 20 cm under the surface. Subsequently, a stratigraphic and sedimentologic study proved the role of the grain-size of the soil and of the organic matter content of the different horizons of the impact area, in determining the ratio between anoxic/oxidised combustion conditions and in the progress of the process itself. It was also noticed that combustion was not total all over in the soil bed and that the process had slightly migrated toward SW during the observation period. The combustion process went on for about ten days, in spite of several other violent rainstorms, until it was artificially extinguished through the excavations made to obtain study trenches. This particular circumstance evidenced the potential natural hazard represented by this kind of atmospheric event, especially in a land where the volcanic nature of the soil may easily mislead inexperienced observers and, consequently, delay proper action.     

跨孔电阻率法有限元数值模拟及反演

油气资源和矿产资源勘探中,常需要较大的勘探深度和较高的深部分辨能力.充分利用现有钻孔的井地或跨孔电阻率成像技术适应这种要求,但引起的视电阻率响应复杂,从而给资料的正确处理与解释带来一定的困难,为此有必要通过正演数值模拟和反演相结合的手段,对理论模型井地或跨孔装置的响应异常规律进行研究.文章通过设计一个典型地质模型,利用Ansys有限元软件对模型进行2D跨孔电阻率法有限元正演计算,并将模拟的响应视电阻率作为反演的输入,结合平滑约束最小二乘反演,分析了异常特征和分布规律.     

冀北万全寺银金矿床地质地球化学特征

万全寺银金矿床位于张宣幔枝构造东侧的侏罗纪断陷盆地中,成矿时限晚于133.33Ma～101.82 Ma.通过硫、铅、氢、氧、碳及稀有气体同位素研究认为,成矿物质应源自地球深部,在中生代冀西北幔枝构造演化过程中集中成矿.成矿热液以岩浆水为主并加入了部分天水.     

苏北盘石山、练山地幔捕虏体的PGE地球化学

通过锍镍火试金预富集法,分析了位于郯庐断裂带东侧的盘石山、练山地幔橄榄岩包体中铂族元素(PGE)和Au含量.不同于部分熔融残留成因地幔橄榄岩中通常所观察到的负斜率型或平坦型的分布模式,这两地的地幔橄榄岩以Pt、Pd、Ru相对富集,Ir、Rh相对亏损的"燕子型"分布模式为特征.Pt、Pd等不相容元素富集说明上地幔除经历过早期的部分熔融外,还经历了后期富Pt、Pd的高熔/岩比的熔(流)体的层析分离交代作用影响.盘石山地幔橄榄岩的PGE总量比练山高,Os的含量也比原始地幔值高;而练山地幔橄榄岩的Os含量比原始地幔值低,说明交代作用带走了练山地幔橄榄岩中的Os,却没有很大改变盘石山地幔橄榄岩中的Os含量,这可能与交代熔(流)体含硫量饱和程度有关.Rh的负异常可能与部分熔融过程中熔体较低的fo2有关.     

两千年来黑河流域水资源平衡估算与下游水环境演变驱动分析

利用地方史志、历史地理、树木年轮和近代器测记录相关的黑河流域历史时期人口变动、水土资源开发利用、下游湖泊变化、流域水资源和气候变化等资料, 通过对比上游出山水资源量、中游人类活动水资源利用量和下游湖泊面积变化, 在千年-百年时间尺度上对流域水资源平衡进行了估算, 并分析了历史时期各阶段下游湖泊水环境和天然绿洲演变过程和驱动机制. 研究结果表明: 在黑河流域, 气候变化条件下的上游山区水资源总量和中游走廊平原区绿洲人类活动用水后下泄的水资源量, 决定了下游水环境演变过程;在两千年来显现出不同历史阶段的流域水资源平衡模式和下游水环境演变特征, 以及气候变化和人类活动在不同历史时期的耦合驱动机制.     

青藏高原中、东部局地因素对地温的双重影响(Ⅰ): 植被和雪盖

青藏高原冻土区地温既受海拔、纬度和经度(干燥度)区域地带性规律控制, 同时它又受植被、雪盖、砂层、 水被和地质构造等局地因素的显著影响. 局地因素对地温的影响具有双重性: 在不同域值条件下, 它可增高或降低地温. 地温随植被覆盖度减小而逐渐增高, 但覆盖度减到0～20%时, 地温反而降低. 在青藏高原东部、南部和腹部的高山区, 冷季降雪多, 很多地段为稳定积雪区, 雪盖厚, 持续时间长, 对浅层地温起保温作用;而高原腹部的高平原、河谷和盆地冷季降雪较少, 雪盖薄, 持续时间较短, 一般保温作用微弱. 当雪盖厚度超过20 cm以后, 保温作用即开始增强;在暖季因积雪存在时间短, 雪盖薄, 短期内对浅层地温起冷却作用. 总之, 每种局地因素迫使地温向相反方向转化阶段是一个区间值, 为渐变过程. 随时空尺度变化, 局地因素的影响变化很大. 有些地段, 几种局地因素共同作用, 加上活动构造和地形、地貌等的影响, 使地温的时空分布和局地因素对其影响或控制变得错综复杂. 因此, 研究和预测地温特征和变化趋势, 需要在监测植被和积雪作用的基础上进行参数选择、 验证和优化.     

祁连山首次发现冰楔假形及其意义

2007年11月, 在祁连山东段南坡大通河上游河谷右岸的取土坑内(37°51′ N, 100°08′ E;海拔3 618 m)首次发现楔形构造, 成群分布在表层草根腐殖土之下约0.5 m深度处. 楔体呈袋状或舌状, 楔口宽度和楔体高度约在2.0～3.0 m, 宽高比值接近1. 楔体周围地层为冲洪积相碎石土堆积, 充填物为土黄色、灰黑色粉质土. 楔体两壁附近的卵、碎石长轴具有平行于楔壁的定向性, 说明这些碎石曾经受到过挤压, 据此初步判断这些楔形构造为冰楔假形. 这些冰楔假形发现对于研究该地区冻土演化和古气候具有参考意义.     

川中—川南地区上三叠统沉积相研究

综合分析岩心、露头剖面和测井资料,认为川中—川南地区上三叠统发育三角洲相和湖泊相,其中,三角洲相可进一步划分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲三个亚相,湖泊相则可细分为滨湖和浅湖两个亚相。不同时期三角洲相和湖泊相发育程度不同。须一段、须三段、须五段和须六段以湖泊沉积为主,由东向西,水体逐渐加深。须二段和须四段以三角洲沉积为主,湖泊沉积分布范围较小。须二段发育时期,研究区北部构造活动强烈,沉积物供给充分,三角洲相主要由北向南延伸;须四段沉积时期,由于北部构造活动逐渐减弱,东南部沉积物供给增加,三角洲相主要由东南向西北方向延伸。随着周缘构造活动的变化,研究区沉积范围逐渐扩大。早期沉积范围仅局限于宜宾—泸州以北地区,中晚期沉积范围扩大,宜宾—泸州以南地区开始接收沉积。     

青藏高原西部赛利普中新世火山岩源区:地球化学及Sr-Nd同位素制约

青藏高原拉萨地块西部赛利普地区新生代火山岩依据主量元素可划分为超钾质、钾质和钙碱性系列,主要的岩石类型为粗面安山岩、粗面岩,一个超钾质岩石的40Ar-39Ar年龄为17.58Ma,指示出火山活动为中新世.超钾质、钾质和钙碱性火山岩都显示出富集LREE及LILE(Th、U)、亏损HFSE(Nb、Ta、Ti)的特征.超钾质火山岩具有较高的K2O(6.31%～8.55%)、MgO(6.75%～8.96%)、Cr(270.7×10-6～460.4×10-6)、Ni(142.3×10-6～233.9×10-6)含量,较高的(87Sr/86Sr)i(0.71883～0.72732)和较低的εNd(-14.78～-15.37),指示可能起源于一个前期亏损并经后期俯冲作用改造的富钾的方辉橄榄岩富集地幔源区.钾质火山岩具有比超钾质火山岩低的K2O、MgO、Cr、Ni含量以及高的Ba、Sr含量,初始87Sr/86Sr为0.71553～0.71628,初始143Nd/144Nd为0.51197～0.51198,在空间上与超钾质火山岩共生,可能是前者母岩浆的演化产物.钙碱性火山岩具有较高的Sr(881.7×10-6～1309.2×10-6)、Sr/Y比值(50～108)和较低的Y(12.05×10-6～18.02×10-6),明显亏损重稀土Yb(0.93×10-6～1.30×10-6),类似于典型的埃达克质岩成分特征但相对高钾,并具有相对低的(87Sr/86Sr);(0.70928～0.71374)以及高的εNd(-7.90～-10.91),指示起源于富钾增厚下地壳物质的部分熔融.区域上拉萨地块超钾质岩、钾质岩与N-S向地堑系在空间上共存、时间上相吻合,由此本文认为拉萨地块中新世钾质.超钾质岩和南北向地堑系的形成可能与中新世早期北向俯冲的印度大陆岩石圈断离有关.     

青藏高原东南木里地区二叠纪苦橄岩的Os-Sr-Nd同位素地球化学研究

本文报道了在青藏高原东南木里地区发现的二叠纪苦橄岩和与其共生玄武岩的主微量元素地球化学特征以及Os-Sr-Nd同位素组成。苦橄岩和与其共生玄武岩受地壳混染作用影响较小。根据苦橄岩的Ti/Y比值和初始的Os同位素组成,将木里苦橄岩分为两类:高Ti/Y型苦橄岩和低Ti/Y型苦橄岩,其中高Ti/Y型苦橄岩具有高的γ_(Os)= 5.3～ 10.7和ε_(Nd)= 5.9～ 6.4,与全球典型洋岛玄武岩的Os和Nd同位素组成接近,代表了地幔柱源区的同位素特征;而低Ti/Y型苦橄岩具有低的γ_(Os)=-4.1～ 1.2和ε_(Nd)= 3.2～ 5.0,可能表明受到了SCLM(大陆岩石圈地幔)源区物质的混染。与其共生的玄武岩具有低的γ_(Os)=-3.5～-1.6和ε_(Nd)=-0.6～ 0.7,表明其来自于不同于低Ti/Y型苦橄岩也有异于高Ti/Y型苦橄岩的地幔源区,但是也可能受到了SCLM物质的混染。基于Nd-Os同位素的地幔柱与SCLM的二端元混合模型显示:低Ti/Y型苦橄岩可能是SCLM物质组分与地幔柱起源的苦橄质原始岩浆混合形成的;与苦橄岩共生的玄武岩可能是由地幔柱来源的玄武质岩浆与SCLM小比例熔融的熔体混合形成的。