大气运动非平衡强迫与“98·7”突发性特大暴雨诊断分析

应用常规气象和卫星资料,对1998年7月21日发生在武汉附近地区的突发性特大暴雨过程进行了分析,结果显示(1)引发本次突发性特大暴雨的系统是一个中-β尺度对流云团.(2)该中-β尺度暴雨系统在对流层高低层没有独立的负、正涡度大值中心区与之对应,辐合层并不十分深厚(低于500hPa),且气流散合强度(10-4s-1)较旋转强度(10-5s-1)大一个量级(D＞＞ζ).(3)在暴雨发生前10余小时,大气运动已处于较强的非平衡状态,且越临近暴雨发生,U＜0的非平衡性越强;而在暴雨达到强盛期后,大气运动即由U＜0的非平衡态转为U＞0的非平衡态.(4)对流层低层大气运动非平衡动力强迫与200hPa等压面上的中-β尺度强辐散是本例暴雨和中-β尺度暴雨系统发生发展的重要动力启动机制.     

吉林省长白山天池新生代火山喷发作用及火山灾害的环境效应

通过对吉林省长白山天池火山的研究及１：５万区域地质调查资料,将区内新生代上新世以来的火山活动划分为４个火山喷发旋回及１３个火山喷发期,对爆发性火山作用划分了岩浆型、蒸气－岩浆型（岩浆－蒸气型）和蒸气型三种类型。火山喷发动力学机制的研究,对长白山天池火山的稳定性作出补步评价,在此基础上,对该区生代上新世以来的火山喷发作用及其引发的火山灾害的环境效应进行了论述。并对火山喷发作用所产生的积极环境效应,提出了合理开发和利用的建议。     

片麻岩穹窿与伟晶岩型锂矿的成矿规律探讨

"片麻岩穹窿"是指中下地壳热动力过程产生的与岩浆作用(或混合岩化作用)密切相关的穹状构造,是折返造山的产物.片麻岩穹窿的形成经历了从垂直上升的地壳流导致的岩浆上涌的挤压收缩到岩体侵位的顶部伸展机制的转化过程,这一过程有利于富含锂-铯-钽型(LCT)型伟晶岩的生成和锂族元素的富集.研究表明,位于青藏高原北部的中国松潘-甘孜-甜水海印支造山带是中国大型"伟晶岩型"锂矿资源赋存的基地,松潘-甘孜东南部的超大型甲基卡型伟晶岩型锂矿带,产于具有巴罗式"低/中压-高温"变质组合的三叠纪复理石围岩中,早中生代花岗岩以及衍生的大量含锂稀土矿物的伟晶岩脉侵位有成因关系.研究认为,探究片麻岩穹窿的形成过程和构造成因机制;识别花岗岩-含矿伟晶岩的地球化学属性,揭示花岗岩浆分异作用与含矿伟晶岩相演变的成因联系,以及锂元素迁移、富集熔浆的过程;圈定三叠纪地层中巴罗式变质相带的展布,探明富锂伟晶岩矿带赋存的有利变质相带及形成的P-T条件;揭示"变形-变质-岩浆深熔-成矿"的时空耦合、制约与相互作用,再造造山过程中锂资源富集和保存的规律,以及建立成矿动力学模式;是揭示片麻岩穹窿与伟晶岩型锂矿的成矿规律的重要科学途径.     

实验地球科学的前沿与发展战略

实验地球科学是利用实验装置和技术模拟地球内部的高温高压条件,开展地球内部物质的物理和化学属性与地球内部过程研究.我国的实验地球科学在过去10年得到了快速发展,已成为国际高温高压实验领域的一支重要研究力量.主要介绍了实验地球科学的定义与战略价值,简述了我国实验地球科学的发展现状与薄弱环节,提出了未来学科发展的思路和重要举措,并展望了学科未来的优先发展方向.     

定量研究雅安地形坡向坡度对降水分布的影响

利用四川省雅安市30 m分辨率基础高程数据,提取栅格的坡向和坡度参数,将雅安307个区域自动站在2017年汛期(6—9月)共50次的降水天气个例,分为16次大尺度降水和34次中小尺度降水,使用对应时次的欧洲中心细网格0.25°×0.25°再分析风场资料,根据不同的站点地形高度将风场合成平均风场,和各站点地形的坡向和坡度计算出其动力抬升作用,同时使用当天日照和天文太阳辐射值来计算地形的热力抬升作用,与对应降水过程的降水分布进行多元线性回归,根据回归的标准系数的大小确定各自变量对降水分布的影响,得出以下结论:(1)中小尺度降水中,地形的热力抬升作用对降水分布的影响作用最大,其次是海拔高度,地形的动力抬升作用在三者中对降水分布的影响最小;(2)在大尺度降水中刚好相反,地形的动力抬升对降水的分布影响作用最大,海拔次之,热力抬升作用在三者中影响作用最小;(3)日降水量最大值的站点海拔高度基本位于1 000 m左右,与抬升凝结高度对应较好;(4)从长期的统计来看,地形的动力作用和地表的植被情况对降水分布的影响最大。在实际预报工作用,根据不同的降水类型,关注不同的动力和热力作用对于判断降水分布大值区的位置有较好的参考作用。     

贵州二叠系茅口组顶部锰矿沉积特征及矿床成因研究

通过对遵义、纳雍营盘等地含锰岩系沉积特征及沉积地球化学特征研究,结果表明,锰矿体形态主要以层状、似层状、透镜状、脉状产出,具有角砾状构造、递变层理等,常夹硅质岩和凝灰岩,具有热水喷流沉积构造特征。锰矿层位于玄武岩之下,夹于茅口组灰岩顶部,说明锰矿成矿在玄武岩喷发之前。含锰岩系中的矿物组合有浸染状黄铜矿,黄铁矿,重晶石,天青石,菱锰矿、钙菱锰矿、锰方解石、黄铜矿、蓝铜矿、褐铁矿、绿泥石、石英及其他碳酸盐岩矿物等,这些矿物组合与热水沉积矿物组合类似。对含锰岩系进行微量元素、稀土元素、碳同位素分析测试表明,含锰岩系富集As、Co、Cu、Cr、Mo、Ni、Pb、U和V等元素,Fe/Ti、(Fe+Mn)/Ti及Al/(Al+Fe+Mn)比值,Fe-Mn-(Cu+Co+Ni)×10三角图解等均显示锰矿属于热水沉积成因。锰矿石碳同位素值δ~(13) C介于+4.17‰~-18.53‰,氧同位素δ~(18) O介于-6.98‰~-10.05‰显示,碳同位素组成具有热水沉积特征。含锰岩系稀土配分曲线与峨眉山玄武岩稀土配分曲线类似,表明锰矿成矿物质来源与峨眉地幔热柱密切相关。     

孙吴地区中侏罗世白云母花岗岩的年代学与地球化学:对蒙古-鄂霍茨克洋闭合时间的限定

本文对孙吴地区白云母花岗岩行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和岩石地球化学研究,确定其形成时代、岩石成因,从而揭示区域构造背景。孙吴地区白云母花岗岩中的锆石均呈半自形-自形,振荡生长环带明显,暗示其岩浆成因。测年结果显示,白云母花岗岩形成于168Ma,为中侏罗世岩浆事件的产物。岩体具有高硅(Si O2=74.61%~80.16%)、富铝(Al2O3=10.59%~13.90%)、贫铁(Fe2O3=0.11%~0.3%)等特征,在化学上属于准铝质-过铝质(A/CNK=0.97~1.13)系列。孙吴地区白云母花岗相对富集轻稀土元素(LREEs)和大离子亲石元素(LILEs),亏损重稀土元素(HREEs)和高场强元素(HFSEs)。锆石的εHf(168Ma)=+7.53~+11.66,二阶段的模式年龄(tDM2)变化于595~966Ma之间。上述特征表明,孙吴地区中侏罗世白云母花岗岩的岩浆起源于新增生加厚陆壳物质的部分熔融。结合在大兴安岭与小兴安岭衔接地区变质杂岩和冀北-辽西地区区域性地层不整合面的存在,表明大兴安岭西坡-冀北-辽西地区中侏罗世经历了一次与蒙古-鄂霍茨克洋闭合有关的陆壳加厚过程。因此,研究区内中侏罗世白云母花岗岩的形成应与蒙古-鄂霍茨克洋闭合过程中的陆-陆碰撞作用有关,而与古环太平洋向欧亚大陆的俯冲作用无关,其形成时代也限定额尔古纳地块西北部蒙古-鄂霍茨克洋的闭合时间应为中侏罗世。     

大兴安岭北段中—新生代玄武岩成分变异:对地幔热演化过程意义

近年来,东北地区地幔热演化过程的相关研究相对较少,而揭示东北地区地幔热演化过程的有效手段就是研究东北地区玄武岩的成分变异特征.系统总结并对比了大兴安岭北段早白垩世玄武质岩石和新生代玄武质岩石的化学成分变异,以便揭示研究区中生代晚期-新生代的地幔热演化过程.大兴安岭北段早白垩世玄武岩在化学上属于拉斑玄武岩系列,以亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素为特征,它们的La/Nb和La/Ta比值分别介于1.8~5.6和30~87,暗示岩浆起源于岩石圈地幔;它们的初始87Sr/86Sr值、ε_Nd（t）和ε_Hf（t）值分别介于0.704 5~0.706 9、-1.52~+3.60和+1.74~+7.77,表明岩浆源区属于弱亏损-弱富集的岩石圈地幔;早白垩世玄武质岩石的Sr-Nd-Pb同位素成分指示岩浆源区是由DM和EMⅡ型地幔端元混合而成,并经历了俯冲流体的交代.表明大兴安岭北段早白垩世玄武质岩浆源区为受早期俯冲流体交代的岩石圈地幔.新生代超钾质和钾质玄武岩具有Nb-Ta的弱负异常,87Sr/86Sr值为0.704 7~0.705 7、ε_Nd（t）值为-6.3~-0.8,而地幔捕掳体具有Sr-Nd同位素亏损特征;钠质玄武岩具有Nb-Ta的正异常,较超钾质和钾质玄武岩具有低的87Sr/86Sr（0.703 5~0.704 2）以及高的ε_Nd（t）值（+3.4~+6.6）,类似MORB的同位素组成,这些特征说明大兴安岭北段新生代玄武质岩石起源于软流圈地幔.综上所述,大兴安岭北段早白垩世和新生代玄武质岩石成分的差异不仅指示其岩浆源区从岩石圈地幔转变为软流圈地幔,更为重要的是它揭示了研究区地幔的热演化过程——从早白垩世高的地温梯度到新生代低的地温梯度的转变.这一过程也是岩石圈从中生代晚期到新生代逐渐增厚的过程.结合区域构造演化,可以得出大兴安岭北段早白垩世的玄武质岩浆作用与岩石圈伸展、减薄形成的裂陷作用相关,而新生代玄武质岩浆作用则与陆内裂谷作用相关.      

海拉尔盆地贝尔凹陷伸展断层转折褶皱作用及其对沉积作用的制约

海拉尔盆地是叠置于内蒙－大兴安岭古生代碰撞造山带之上的中新生代盆地,总体上呈北东向展布,由3坳、2隆5个一级构造单元组成,自西向东依次为扎贲诺尔坳陷、嵯岗隆起、贝尔湖坳陷、巴彦山隆起和呼和湖坳陷, 其中贝尔凹陷是贝尔湖坳陷南部的1个二级构造单元。贝尔凹陷的控陷断层为1个上凸、2个上凹断层转折组合构成的犁式正断层,在深部发育伸展双重构造。在犁式正断层上盘由于上凸断层转折产生的活动轴面与断层面为同旋向剪切,而上凹断层转折产生的活动轴面与断层面为反旋向剪切,在断层上盘形成2个背斜中间夹1个向斜的构造组合。由活动轴面与固定轴面之间滚动面的宽度确定控陷断层F₁在早白垩世南屯期晚期的水平伸展量为6 850 m。贝尔坳陷伸展断层转折褶皱的几何学和运动学特征,反映了断层滑移速率、构造沉降速率和沉积速率对凹陷内沉积地层变形特征的影响和构造活动对沉积作用和油气地质条件的制约。贝尔凹陷南屯组上段内部角度不整合的形成与变形作用中的剥蚀作用和沉积间断无关,而是由于半地堑从略欠补偿充填向过补偿充填状态转变时,沉积速率相对于构造沉降速率显著增加所致。