中国大陆科学钻探工程主孔100～2000 m 放射性产热元素的垂向分布特征及其成因

地球内部放射性产热元素U、Th及K(HPE)含量如何随深度的变化而变化是固体地球科学中的一个重要参数,在限定地壳的热和流变学结构、地球化学、岩石和构造模型中起关键性的作用。对HPE深部分布的认识主要来自于对大型花岗岩岩基的研究及对地表热流值和产热率之间关系的模拟,对高压-超高压变质地体的HPE随深度的分布缺乏认识。在苏鲁超高压变质带中实施的中国大陆科学钻探工程届时将提供超过5km的岩心,为确定苏鲁超高压带的HPE结构提供了最好的机会。对CCSD的100～2000m岩心的732块样品详细的放射性产热元素含量的测试及现今产热率计算的初步结果表明:(1)花岗质片麻岩具有最高的产热率,平均为1665×10-11W/kg;(2)副片麻岩(变沉积岩)具有中等的产热率,为994×10-11W/kg;(3)金红石榴辉岩及石榴石橄榄岩具有最低的产热率,为17×10-11～20×10-11W/kg;(4)放射性产热元素的浓度及相应的产热率随岩性的变化而变化,呈现阶梯状的分布特征。产热率随深度的变化特征表明CCSD主孔中的HPE三明治结构。该结构可能代表着高压-超高压变质地体中的典型HPE结构,比大型花岗岩岩基的HPE结构更复杂,与传统的HPE指数衰减分布模式不吻合。CCSD主孔中所揭示的三明治式HPE结构是大陆被动陆缘中的基性及超基性岩、沉积岩及花岗岩在深     

苏鲁超高压变质岩区深部流体He-Ar的系统关系：中国大陆科学钻探工程在线流体监测的解析

中国大陆科学钻探工程在线监测从泥浆中分离出的气体地球化学组成揭示了一段重要的气体异常,从2004年12月24日夜里开始到12月29日晚上结束。从12月10日到24日晚上11点30分的气体的Ar、He和N2基本上沿着趋势A分布,而12月26日早上7点半到29日晚上7点半的数据沿趋势C分布。相对于趋势A,趋势C中的气体含有相对升高的Ar,Ar/He和Ar/N2的平均值分别为3653和0.0142,明显高于空气的比值1800和0.0119。趋势A中的气体的Ar/He和Ar/N2比值分别围绕1851和0.0118变化,其中的Ar/He比值稍微高于空气的比值,但Ar/N2比值近似于空气比值,表明背景地下流体含非常低的Ar,而He和N2主要是大气组分。在趋势A和趋势C之间的数据(时间段B)具有和空气接近的Ar/N2比值,但平均Ar/He比值为3265,明显高于空气比值,反映了该段气体具有相对亏损的He。苏鲁-大别山地区的热年代学研究已经表明云母和角闪石的Ar/Ar的冷却年龄大大地高于磷灰石或锆石的He的冷却年龄,说明Ar在超高压变质地体折返早期就已封闭,而He一直保持开放状态,直到超高压变质岩接近地表。这种Ar和He对温度变化的不同反应,导致大部分的He在超高压岩石折返过程中脱气并释放到空气中,Ar则相对圈闭在固体岩石或封闭的断裂带中。在He-Ar的系统关系上,表现为来自于超高压岩石或断裂带中的流体具有富集Ar、亏损He及升高的Ar/He比值。气体组分从趋势A向趋势C的骤然跳跃,反映了地下流体组分的强烈变化,即具有相对富集Ar的深部流体的贡献大大增强。     

CCSD在线流体监测捕获的气体地球化学异常与2004年9．3级苏门答腊地震可能的超远程关系

中国大陆科学钻探工程在线流体地球化学监测在2004年12月10至2005年1月10日之间捕获到一段重要的气体地球化学异常。该异常从2004年12月24日晚上11点半开始到12月29日晚上7点半结束,其中在12月26日早上7点半到29日晚7点半这段异常非常特殊,表现出流体地球化学的剧烈变化。具体表现为流体组分从基本上不含Ar、He及N2跳跃到富含Ar、但亏损He和N2。该异常发生在2004年9.3级苏门答腊地震前1个半小时。由于CCSD现场离苏门答腊地震震中距离大于4170公里,大于该地震破裂长度1200公理的3倍,该地震在CCSD现场产生的静态应力变化微乎其微,不足以导致CCSD现场深部岩石或封闭破裂的岩石物理性质剧烈变化,因而可以排除静态激发效应的作用。在我国的云南和广东等地所观测到的地震异常和地下水位变化等表明2004年苏门答腊地震的动态激发效应主要沿东北方向,这和大地震的动态激发具有方向性一致。而CCSD现场就位于该方向上。我们推测2004年苏门答腊地震所产生的面波在CCSD现场激发的动态效应,导致库仑型失稳,增进深部岩石或破裂带的渗透率,释放富含Ar但亏损He和N2的流体,产生CCSD所观测到的气体异常。     

俄罗斯西西伯利亚和外贝加尔区古河道型铀矿床

本文系统地介绍了俄罗斯3个具有工业意义的古河道型铀矿化发育区（外乌拉尔，西西伯利亚和外贝加尔）的地质背景，铀矿化特征和铀成矿条件，指出切割到基底的古河道型铀矿床，既可产于跨地区的造山周围，也可产于活化的年青地台和古老地盾，既可形成于干燥的气候条件，也可形成于潮湿的气候条件。古河道型铀矿化可以从含矿层的沉积开始一直延续到被泥岩层或玄武岩层完全封盖。古河道的后成氧化分带有两种形式：氧化带－铀矿化带－原生灰色岩石；氧化带－氧化铁再沉积带－漂白带－原生灰色岩石。古河道型铀矿床具宽广的元素谱，这主要是与含矿围岩富含有机质和在氧化带尖灭处存在各种地球化学障有关。     

U6+化合物结构构形熵及其对热力学稳定性的影响——在核废料地质处置中的应用

在核废料地质处置库中, UO₂乏燃料将很快被氧化成U⁶⁺化合物. 由于大多数U⁶⁺化合物都具有层状或链状结构, 并且通常含有多个水分子团, 在某些结晶学位置上可能出现不同元素的类质同象混合或空位, 其中与水分子有关的氢键也可能无序排列, 因而产生类质同象混合熵和结构无序熵. 通过系统搜集铀酸盐、UO₂²⁺的氢氧化物、磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐和硫酸盐的晶体结构分析测定结果, 发现至少31种U⁶⁺化合物中有类质同象混合, 根据对其理想混合熵的计算结果, 混合熵对某些U⁶⁺化合物的第三定律熵有较大贡献. 此外, 对U⁶⁺化合物中H₂O的晶体化学性质进行了讨论, 认为与间隙水分子有关的氢键的无序定向所产生的结构构形熵也是不能忽视的. 在核废料地质处置库近场地球化学环境中, 结构构形熵的存在可使与某些U⁶⁺ 化合物平衡的水溶液中铀的浓度降低几个数量级. 因此, 应用量热法测定U⁶⁺ 化合物的热力学参数的同时, 必须精确测定样品的化学成分和晶体结构, 并将量热法测定与溶解度实验研究相结合, 以相互印证.     

THREE DIMENSIONAL MATHEMATICAL MODEL OF SEDIMENT TRANSPORT IN ESTUARINE REGIONS-A CASE STUDY OF THE HAIHE RIVER MOUTH

The paper presents the 3D finite element simulation of tidal flow and sediment transport in the estuarine region of the Haihe river. The proposed model adopts sigma-transformation of the hydrodynamic and sediment transport equations. The hydrodynamic and sediment transport models are verified in case of a simple test problem for which analytical solutions are available. Finally the models are applied to muddy Haihe river estuary of North China and it is claimed that hydrodynamic and sediment…     

电离层水平不均匀性对无线电掩星资料反演的影响

电离层水平不均匀结构是引起掩星资料反演的主要误差源.本文模拟不均匀结构对无线电掩星资料反演的影响.首先利用3-D全球射线追踪技术进行了模拟.结果指出:电离层电子密度20%的变化可能引起GPS的时延增加约12m.其次,将90%的掩星时延对应的路径长度,定义为电离层掩星测量的水平分辨率,其值为1200-2000 km.最后,计算了不同纬度电离层当地正午、子夜和日出时的电离层水平不对称指数.它表明:低纬夏季日出时,不对称指数达-78%,反演结果可能有较大误差.     

藏南沉错钻孔硅藻组合与湖水古盐度定量恢复

通过藏南沉错钻孔化石硅藻组合研究, 应用青藏高原硅藻-湖水电导率转换函数, 对沉错最近300年来湖泊古盐度进行了定量恢复. 推导的电导率变化与近代湖泊水位变化记录有明显的负相关关系, 表明沉错湖水盐度可以反映大气有效湿度的变化. 古盐度的重建揭示了几次重要水文事件: 小冰期最后一次冷期(约1845~1885AD), 湖水明显淡化, 反映了冷湿气候组合特点; 20世纪60年代以来, 湖水盐度呈急剧增高趋势, 也是近300年来盐度最高、增加幅度最大时期, 湖水的咸化反映的有效湿度降低与近几十年来温度的不断上升而导致的蒸发量的增加有关.     

The Uplift of the Longmenshan Thrust Belt and Subsidence of the West Sichuan Foreland Basin

Based on fission track dating of apatite, and measurement of vitrinite reflectance of rock samples from the Longmenshan (Longmen Mountain)area and the West Sichuan foreland basin and computer modelling it is concluded that (l)the Songpan-Garze fold belt has uplifted at least by 3-4 km with an uplift rate of no less than 0.3-0.4 mm/a since 10 Ma B.P.; (2) the Longmenshan thrust nappe belt has uplifted at least by 5-6 km with an uplift rate of more than 0.5- 0.6 mm /a since 10 Ma B.P.; (3) the Longmenshan detachment belt has uplifted by 1 - 2 km at a rate of 0.016-0.032 mm/a since 60 Ma B.P.; (4) the West Sichuan foreland basin has uplifted by 1.7-3 km at a rate of 0.028-0.05 mm/a since 60 Ma B.P.; (5) the uplift rate of the area on the west side of the Beichuan-Yingxiu-Xiaoguanzi fault for the last 10 Ma is 40 times as much as that on its east side; (6) the uplifting of the the Songpan - Garze fold belt and the subsidence of the West Sichuan foreland basin 60 Ma ago exhibit a mirro-image correlation, i.e