卫星测高技术应用研究回顾与展望

简要介绍了笔者所在单位近十年来密切跟踪世界发展动态,灵活运用高新技术,致力于卫星测高技术应用研究所取得的一些有理论意义和实用价值的成果,这些成果主要包括四个方面：卫星测高径向轨道误差时域和空域特征分析、卫星测高反演海洋重力场、卫星测高反演海底地形以及利用测高重力异常扩展超高阶地球位模型研究成果。最后对这一研究领域未来的发展方向作了展望。     

Mineralogical characteristics of polymetallic sulfides from the Deyin-1 hydrothermal field near 15°S,southern Mid-Atlantic Ridge

A seafloor hydrothermal field, named Deyin-1 later, near 15°S southern Mid-Atlantic Ridge(SMAR) was newly found during the 22 nd cruise carried out by the China Ocean Mineral Resources Research Development Association(COMRA). Sulfide samples were collected at three stations from the hydrothermal field during the26 th cruise in 2012. In this paper, mineralogical characteristics of the sulfides were analyzed with optical microscope, X-ray diffractometer, scanning electron microscope and electron microprobe to study the crystallization sequence of minerals and the process of hydrothermal mineralization. According to the difference of the ore-forming metal elements, the sulfide samples can be divided into three types:(1) the Ferich sulfide, which contains mainly pyrite and chalcopyrite;(2) the Fe-Cu-rich sulfide consisting predominantly of pyrite, chalcopyrite and isocubanite, with lesser amount of sphalerite, marmatite and pyrrhotine; and(3) the Fe-Zn-rich sulfide dominated by pyrite, sphalerite and marmatite, with variable amounts of chalcopyrite, isocubanite, pyrrhotine, marcasite, galena and gratonite. Mineral precipitations in these sulfides are in the sequence of chalcopyrite(isocubanite and possible coarse pyrite), fine pyrite,sphalerite(marmatite), galena, gratonite and then the minerals out of the dissolution. Two morphologically distinct generations(Py-I and Py-II) of pyrite are identified in each of the samples; inclusions of marmatite tend to exist in the coarse pyrite crystals(Py-I). Sphalerite in the Fe-Zn-rich sulfide is characterized by a"chalcopyrite disease" phenomenon. Mineral paragenetic relationships and a wide range of chemical compositions suggest that the environment of hydrothermal mineralization was largely changing. By comparison, the Fe-rich sulfide was formed in a relatively stable environment with a high temperature, but the conditions for the formation of the Fe-Cu-rich sulfide were variable. The Fe-Zn-rich sulfide was precipitated during the hydrothermal venting at relatively low temperature.     

海洋重力测量动态环境效应分析与补偿

针对使用小型测量船搭载摆杆型海洋重力仪获取数据质量不高的问题,在深入分析海洋环境动态效应误差特性基础上,提出了一种基于互相关分析的交叉耦合效应修正法,对高动态海洋重力测量数据实施综合误差补偿和精细处理。使用典型恶劣海况条件下的观测数据对该方法的有效性进行了验证,结果显示,重力测线成果内符合精度从原先的±9.35×10-5m/s2大幅提升到±1.43×10-5m/s2,同时使用卫星测高反演重力对精细处理结果的可靠性进行了外部检核,外符合精度也从原先的±7.73×10-5m/s2提高到±5.63×10-5m/s2。     

IPCC第六次气候变化评估中的气候约束预估方法

得益于第五次评估报告（AR5）以来约束预估研究的迅速发展,观测约束成为政府间气候变化专门委员会（IPCC）第一工作组（WGI）第六次评估报告（AR6）提升对未来预估约束的证据链中的重要一环。IPCC第一工作组第六次评估报告首次利用包括根据历史模拟温度升高幅度得到的观测约束、多模式预估以及第六次评估报告中更新的气候敏感度在内的多条证据链来约束全球地表温度未来变化的预估,减小了多模式预估的不确定性。文中回顾并介绍了IPCC第一工作组第六次评估报告中涉及的几种主要观测约束方法（多模式加权方法、基于归因结论的约束方法（ASK方法）、萌现约束方法）及其应用情况。在IPCC第一工作组第六次评估报告以及很多针对不同区域不同变量的预估研究中,观测约束方法均显示出了订正模式误差、改善模式预估的潜力。相比而言,目前中国在观测约束预估方面的研究还不多,亟待加强观测约束方法研究以及在中国区域气候变化预估中的应用,为中国应对气候变化的政策制定和适应规划提供更丰富、不确定性更小的未来气候信息。      

河流-河口-近海连续体碳循环研究进展

河流-河口-近海连续体(简称连续体)是连接陆地和大洋的过渡地带,也是目前全球碳收支估算的薄弱环节.这个复杂的海陆交互生态系统不仅可以通过光合作用、溶解作用吸收大气中的CO2,陆地和流域光合作用或化学风化作用固定的碳也可以被横向输送到陆架和大洋中.本文以国际上著名的切萨皮克湾以及长江-长江口-东海等为例,综述了连续体碳循...     

哈尔滨宾县砂砾石剖面沉积物组成及碎屑锆石U-Pb测年：对沉积环境和区域构造演化的指示

黑龙江宾县宁远镇中阳村剖面的砂砾石堆积过去被认为是哈尔滨地区第四纪下限的罗家窝棚组地层,对于其地层属性和沉积环境方面的研究较为薄弱。本文在野外考察的基础上,利用沉积学、矿物学、地球化学和碎屑锆石U-Pb测年对这套砂砾石堆积剖面进行研究,对其化学风化特征、源岩性质、沉积环境以及构造背景进行讨论。结果表明,这套砾石地层分选和磨圆较差,风化程度较低,无定向性排列,砾石以花岗岩（63%）、石英砂岩（22%）为主;钛铁矿（22.5%）是最主要重矿物,其次是锆石（17.4%）、赤褐铁矿（13.4%）,其它重矿物含量较少。元素地球化学揭示,沉积物中的细颗粒组分经历了中-低等的化学风化过程,大部分沉积物经历了首次循环。砾石岩性和地球化学组成共同揭示了沉积物主要来源于长英质母岩。元素地球化学的迁移与富集以及古气候判别图解指示沉积物是干热气候条件下的近距离搬运的冲洪积物。碎屑锆石U-Pb年龄分布在较窄的范围（208~129 Ma,峰值年龄~180 Ma）,与周围潜在源区锆石年龄对比,结合地貌位置,确定其物源区位于张广才岭余脉哈尔滨东南部低山丘陵带。早侏罗世源区受到古太平洋板块俯冲作用的影响,形成大陆边缘的构造背景,哈尔滨东南低山丘陵带经历了隆升和岩浆活动。与罗家窝棚组标准地层的沉积学特征对比存在明显差异,推测宁远剖面形成时间要晚于罗家窝棚组,与白土山组大致相当。这项研究对于哈尔滨地区第四纪地层的划分具有重要意义。

     

藏南沙拉岗锑矿流体包裹体红外显微测温研究

沙拉岗锑矿是藏南金锑成矿带内最具有代表性的锑矿床。为了更直接地了解该矿床的流体物理化学特征,本文利用红外显微镜对辉锑矿及紧密共生石英中的流体包裹体进行了显微测温研究。红外显微测温分析结果表明,辉锑矿中包裹体均一温度在134.9～221.9℃,峰值在160～190℃之间,盐度在1.7%～7.3%NaCleqv,峰值在5.0%～6.0%NaCleqv之间,密度在0.879～0.958g/cm3之间,平均值为0.934g/cm3;共生石英中包裹体均一温度在142.5～205.6℃,峰值在160～190℃之间,盐度在2.3%～7.0%NaCleqv,峰值在4.0%～6.0%NaCleqv之间,密度在0.910～0.947g/cm3之间,平均值为0.929g/cm3。通过对比研究认为沙拉岗辉锑矿及共生石英形成于同一物理化学条件,捕获同一成矿流体。结合石英中单个流体包裹体激光拉曼成分分析认为成矿流体为含微量CO2、N2、CH4气体的低温、低盐度和低密度的NaCl-H2O热液体系。成矿流体的沸腾作用是辉锑矿大量沉淀主要原因。     

1959-2003年青海省干湿变化分析

利用青海省1959-2003年气象资料,计算了修正的Palmer干旱指数,并对其进行了分析。结果表明：在青海省旱涝监测中,PDSI指数反映旱涝程度更为客观;青海省的干旱主要以轻旱为主;夏秋季年际干湿交替较冬春季频繁,变化振幅也较大;秋季青海省干旱化倾向最为严重,冬春季出现轻旱几率最大。另外,春季干旱总面积在减小;夏季轻旱面积增加,而中旱、重旱面积在减小;秋冬季重旱面积在增加。     

Open tensile fractures at depth in anticlines: A case study in the Tarim basin,NW China

Understanding fracture openness in the Earth's crust is crucial for understanding fracture properties and their impact on fluid flow and potentially also in reservoir modelling. Here, we present cases showing the presence of open tensile fractures at depth in anticlines by integrating borehole imaging logs, core observations, casting sections, physical modelling, in‐situ stress analysis and production data in petroleum wells, and analysing the time of fracturing by fluid inclusion analysis. The data come from the Cretaceous Bashejiqike Formation in the Kuqa Depression, Tarim basin; its current depth varies between 6,000 and 8,100 m. The results show that tensile fractures are the main fracture type in the studied formation and that their hydraulic conductivity is poorly affected by the current maximum horizontal stress direction. Furthermore, we find that fracture development is uninterrupted during continued anticline folding, although there is a dominant time of fracturing.     

华北克拉通前寒武纪BIF铁矿研究:进展与问题

研究表明,BIF铁矿在华北克拉通的分布具有一定规律性.大规模BIF铁矿主要发育在绿岩带分布区的鞍山-本溪、冀东、霍邱-舞阳、五台、鲁西和固阳等地;华北克拉通时代最古老的BIF形成于古太古代,最年轻BIF形成于古元古代早期,但BIF铁矿的峰期为新太古代晚期(2.52 ～2.56Ga);BIF铁矿类型可划分为阿尔戈马型和苏比利尔湖型两类,但华北以晚太古代绿岩带中的阿尔戈马型为主,仅吕梁的古元古代袁家村铁矿具典型苏比利尔湖型铁矿特征.根据BIF在绿岩带序列中的产出部位和岩石组合关系,可将华北BIF划分为:1)斜长角闪岩(夹角闪斜长片麻岩)-磁铁石英岩组合;2)斜长角闪岩-黑云变粒岩-云母石英片岩-磁铁石英岩组合;3)黑云变粒岩(夹黑云石英片岩)-磁铁石英岩组合;4)黑云变粒岩-绢云绿泥片岩-黑云石英片岩-磁铁石英岩组合;5)斜长角闪岩(片麻岩)-大理岩-磁铁石英岩组合等5种类型.华北克拉通BIF形成时代与早前寒武纪岩浆活动的时间基本一致(2.5～2.6Ga),但与华北克拉通陆壳增生的峰期(2.7～2.9Ga)有一定偏差,其原因可能与新太古代晚期华北克拉通构造-热事件十分强烈有关.华北克拉通新太古代BIF大多形成于岛弧环境,但局部地区(如固阳)BIF铁矿可能形成于深部有地幔柱叠加的岛弧环境.华北克拉通BIF富矿主要有三种类型:原始沉积、受后期构造-热液叠加改造和古风化壳等,但总体不发育富铁矿,国外发育的风化壳型富铁在我国甚为少见.本文认为在探讨BIF铁矿类型时,需要从绿岩带发育序列进行综合判别.阿尔戈马型铁矿一般产于克拉通基底(绿岩带)环境,苏比利尔湖型铁矿一般形成于稳定克拉通上的海相沉积盆地或被动大陆边缘.华北克拉通BIF铁矿地球化学研究结果表明,BIF铁矿无Ce负异常且Fe同位素为正值,从而暗示铁矿沉淀的环境为低氧或缺氧环境,而铕正异常可能指示BIFs为热水沉积成因,其机制可能为海水对流循环从新生镁铁质-超镁铁质洋壳中淋滤出F(e)和Si等元素,在海底排泄沉淀成矿,而条带状构造的形成可能归咎于成矿流体的脉动式喷溢.但对于BIF铁矿的物质来源、成矿条件和机制、富铁矿成因、华北克拉通不发育苏比利尔湖型铁矿的原因等方面,仍需深入研究.