柴达木盆地南缘晚奥陶世万宝沟花岗岩:锆石SHRIMP U-Pb年龄、Hf同位素和元素地球化学

柴达木盆地南缘万宝沟花岗岩体主要由似斑状黑云母石英二长岩、环斑结构黑云母二长花岗岩和中粒黑云母二长花岗岩组成,岩体中发育岩浆暗色包体。环斑结构黑云母二长花岗的锆石SHRIMP U-Pb定年为441±5Ma,表明其形成于晚奥陶世。该花岗岩的SiO2含量变化较大(62.20%～75.32%),高钾(3.58%～5.15%)和碱(K2O+Na2O>7%),A/CNK为0.98～1.09,属弱过铝质高钾钙碱性系列;K2O/Na2O(>1)、FeOT/MgO(3.4～6.5)和Ga/Al(2.3～3.1)比值较高,亏损不相容元素Ba、Sr、Nb、P和Ti,相对富集Ta、Hf和Zr,具有A-型花岗岩的特征。黑云母二长花岗岩的εHf(t)=-1.1～10.5,tDM2=744～1490Ma,变化范围较大,表明其物质来源具有多源性,但以壳源为主。较高的εHf(t)(达10)值和较年轻的tDM2(仅为744Ma)暗示,源区中有年轻组分的参与。结合区域地质特征分析,认为该花岗岩形成于后造山的拉张环境。万宝沟花岗岩在结构和地球化学特征上与典型环斑花岗岩有相似之处也有差异,与秦岭中生代环斑结构花岗岩基本相似,表明中央造山带存在古生代和中生代两期环斑结构花岗岩。这将对中央造山带构造演化的进一步研究具有重要的科学意义。     

2015年冬季湖北省PM2.5重污染传输特征及影响天气系统的数值模拟

为了研究湖北省两种污染来源的重污染天气特征及其形成机制,采用WRF/Chem零排放情景模拟方案,将2015年冬季湖北省PM2.5模拟浓度分离为外源传输量和本地累积量,基于对数值模拟结果的统计分析,确定了湖北省污染传输通道和外源传输贡献率,研究了敏感区天气系统对两种污染来源的影响作用。结果表明,外源污染物输送在湖北省内有两条主要通道,一是由南襄盆地夹道直接输送汇入江汉平原,二是沿京广线从信阳到随州、孝感、武汉至江汉平原。湖北长距离跨区域传输的潜在污染源区为河南、安徽、江苏、山东等地。2015年冬季湖北省17个地（市）平均外源贡献率为42%,而对于重污染过程,平均外源贡献率高达66%,外来源输送对湖北重污染过程贡献非常显著。对外源传输型,我国东南地区为主要敏感区,气压（气温）变化与PM2.5输送显著负（正）相关,对维持南、北两支矢量带（PM2.5输送与风场相关）,推动偏南和偏东气流起到积极作用。此外,伊朗高原天气系统通过上下游效应对东亚地区大气环流起到一定影响,从而也间接影响了区域污染输送。对本地累积型,冬季风环流系统为主要影响天气系统,在弱的冬季风环流形势下,蒙古高压系统偏弱、西太平洋地区海平面气压值偏高,对应湖北本地累积污染总量贡献大。     

北京顺义断裂活动对首都机场地裂缝影响定量研究

顺义断裂是北京平原区重要的晚更新世活动断层。首都国际机场位于顺义断裂中段, 2010年以来, 机场跑道地裂缝逐渐加剧, 地裂缝两侧最大垂直位移差高达20 cm, 已经严重影响机场安全运行。当前, 顺义断裂活动对首都机场地裂缝的影响仍以定性描述为主。文章以顺义断裂几何结构、第四纪活动性以及首都机场地裂缝调查研究为基础, 依据断层位错理论, 定量分析了顺义断裂蠕滑活动对机场地裂缝形成的贡献, 研究了1996年12月16日顺义ML4.5级地震对机场地裂缝可能产生的影响, 并讨论了顺义断裂未来发生潜在强震时机场地裂缝灾害风险增加的趋势。分析认为, 在0.6 mm/a的垂直活动速率下, 顺义断裂蠕滑活动46年, 在机场地裂缝两侧产生的差异沉降量不超过2.5 cm, 对机场地裂缝形成和发展的贡献量约占20%;顺义ML4.5级地震对机场地裂缝的形成影响甚微, 顺义断裂若未来发生7.0级地震, 估算在断裂两盘产生的差异沉降量最大达104 cm, 机场地裂缝灾害风险将增加5倍; 顺义断裂上盘中、深层地下水抽采引起的地面差异沉降在机场地裂缝形成和扩展中的贡献量为70%, 仍是导致机场地裂缝加剧的主要因素。研究结果可为首都国际机场地裂缝灾害精准防控提供重要科学参考。此外, 为深入揭示顺义断裂沿线地裂缝、地面差异沉降等缓变型地质灾害成因机理和灾害效应, 建议在其关键部位实施跨断层位移或形变动态监测工作。     

基于强度折减法的土石混合体边坡长期稳定性研究

土石混合体边坡是自然界中常见的一种边坡类型,具有明显的不均匀性和不连续性。土体的蠕变是造成土石混合体边坡变形及失稳的主要原因之一,而目前关于土石混合体边坡稳定性的研究几乎均未考虑土体的蠕变性。首先运用数字图像处理技术对我国某水电站库区的一个土石混合体边坡进行建模,而后利用FLAC3D软件中的强度折减法对其进行稳定性分析,并着重研究了土体的蠕变特征及其蠕变参数对土石混合体边坡变形及稳定性的影响。计算结果表明,土体的蠕变特征会明显降低土石混合体边坡的安全系数,增大边坡变形,进而对边坡的稳定性造成不利影响;其中蠕变黏性系数对边坡的长期稳定性具有较大影响,黏性系数越大,则土石混合体边坡的安全系数越低。     

Attitude Coordination of Multi-HUG Formation Based on Multibody System Theory

Application of multiple hybrid underwater gliders (HUGs) is a promising method for large scale, long-term ocean survey. Attitude coordination has become a requisite for task execution of multi-HUG formation. In this paper, a multibody model is presented for attitude coordination among agents in the HUG formation. The HUG formation is regarded as a multi-rigid body system. The interaction between agents in the formation is described by artificial potential field (APF) approach. Attitude control torque is composed of a conservative torque generated by orientation potential field and a dissipative term related with angular velocity. Dynamic modeling of the multibody system is presented to analyze the dynamic process of the HUG formation. Numerical calculation is carried out to simulate attitude synchronization with two kinds of formation topologies. Results show that attitude synchronization can be fulfilled based on the multibody method described in this paper. It is also indicated that different topologies affect attitude control quality with respect to energy consumption and adjusting time. Low level topology should be adopted during formation control scheme design to achieve a better control effect.     

准噶尔大型坳陷湖盆坡折带的类型和分布特征

在海相盆地和断陷湖盆中都发育坡折带，并对层序和沉积起重要控制作用，这一观点已得到广泛关注并被普遍接受。对准噶尔盆地侏罗系的研究表明，在大型坳陷湖盆中也发育坡折带，其成因带型丰富，可划分为构造坡折、沉积坡折和侵蚀坡折。并且分布广泛，表现为多级坡折的特点，在剖面上具有正向阶梯状组合、逆向阶梯状组合、沟谷组合、山梁组合和沟梁组合等组合样式；在平面上具有梳状组合、帚状组合、斜交组合、喇叭状组合和平行组合等组合样式。于一定构造背景下发育的一组有成因联系并具类似组合样式特征的坡折带可构成一个构造坡折域。在准噶尔盆地侏罗纪湖盆中共划分出6个构造坡折域。坡折带对层序、沉积和非构造圈闭的发育具有十分重要的控制作用，在不同构造坡折域形成不同的水系和沉积体系特征。     

基于自动站观测的北京夏季降水特征

应用2007~2011年北京地区237个自动气象站资料,分析了北京夏季降水的精细化时空分布特征及城郊差异,结果表明:(1)北京大部分地区夏季平均有效降水时数约120~160 h,降水时数高值区主要位于北部怀柔、密云山前迎风坡一带。城、郊区间有效降水时数差异并不明显,城市化对局地降水强度有较明显影响。(2)北京夏季降水主要出现在傍晚到前半夜,凌晨到正午降水较少出现。夏季平均降水量极大值出现在17:00(北京时间),为3.2 mm/h。降水量存在较明显的周期变化特征,其中7 d左右的周期是主周期。(3)夏季城区平均降水量多于郊区,城、郊雨量差异主要来自较强降水过程。城市效应会导致城区弱降水事件的减少,亦会导致较强降水事件的增多。(4)城、郊区间降水持续时长的差异主要由较强降水过程决定,多数情况下城区降水持续时长大于郊区,午后到前半夜发生的降水尤甚。     

设立南极海洋保护区的法律困境与出路:兼谈中国的应对

为促进中国对南极事务的深入参与以及贯彻落实海洋强国战略,文章概述现有两大南极海洋保护区设立谈判与制度建设中的各项法律争议,分析设立南极海洋保护区的法律困境及其影响因素,并提出突破路径以及中国参与设立南极海洋保护区的对策建议。研究结果表明:法律依据的不足、科学证据的匮乏、具体规章制度的短缺以及对《南极海洋生物资源养护公约》第二条权威解释的欠缺是设立南极海洋保护区所面临的主要法律困境,而导致以上困境出现的关键因素涉及政治立场、经济利益、国际法理论和全球公海保护区实践;进一步深化国家管辖范围外区域海洋生物多样性国际协定与南极治理机制的协调适用以及全方位促进南极海洋保护区养护措施的实施和完善是突破困境的核心策略;中国作为《南极条约》协商国,应积极推动国内南极立法、加强南极海洋生态环境等领域的科学研究以及鼓励国内非政府组织加入设立南极海洋保护区的国际议程,积极参与讨论并明确表达立场与主张,进一步融入南极治理的非政府联盟,提高中国在南极海洋保护区设立中的国际话语权,更好地维护国家权益。     

南海声速跃层分类及其季节变化

南海海底地势复杂,海域内跃层分布有其特殊性,研究声速跃层分布形态对海上军事活动和海洋战场建设有重要影响。利用50 a(1958~2007年)SODA(simple ocean data assimilation)月平均资料,采用垂直梯度法分别求得3种类型声速跃层的特征值。结果表明:冬季,3种类型声速跃层范围全年最小,厚度最薄,强度最弱;夏季,主跃层、双跃层范围全年最大,厚度最厚,深度大都较浅,强度最强。春秋季跃层的示性特征介于冬夏之间,秋季比春季变化明显。     

塔里木盆地库车坳陷收缩构造变形模型若干问题的讨论

塔里木盆地库车坳陷中、新生界表现出以逆冲断层、纵弯褶皱为基本结构要素的收缩构造变形特征。本文依据地质-地球物理勘探资料,建立了"薄皮收缩构造"和"分层收缩构造"两种模型,讨论了不同构造变形模型的几何结构、收缩变形量、构造动力学机制等方面的差异,并认为"分层收缩构造模型"更为合理。"分层收缩构造模型"强调塔里木克拉通与南天山之间的侧向挤压,中、新生界受岩层能干性影响而发生分层收缩构造变形,新生界以伴生有破冲断层的滑脱褶皱变形为主,中生界以逆冲断层及相关褶皱变形为主,深层发育基底卷入的逆冲断层和断块构造,但是不同层次的收缩变形量基本保持一致。按照平衡剖面原理测算库车坳陷新生界的收缩量为12～15 km,卷入收缩构造变形的深度在山前应该为20～26 km,因此部分逆冲断层应该切割到盆地基底中。尽管变形强度总体上是自深而浅、自造山带向前陆逐渐减弱,作为浅层强变形的秋里塔格构造带的深层也可能发育一定程度的收缩构造变形,构成深层的油气圈闭。