2011年海洋和大气环流异常及对中国气候的影响

本文基于实时和历史观测资料,利用气候统计和气候机理诊断方法,对2011年气候异常及成因进行总结分析。结果表明,全球海洋外源强迫和大气内部动力过程共同作用下的大气环流系统组合异常,是造成2011年中国大部地区降水异常偏少,温度明显偏高,呈现暖干型气候特征的主要原因。具体表现为,拉尼娜事件在2011年夏季短暂中断后,9月再次进入拉尼娜状态;西太平洋副热带高压在5月之前异常偏弱、偏东,致使长江中下游出现严重春旱,之后副热带高压有所加强,尤其在6月异常偏强,使长江中下游地区梅雨量偏多、旱涝急转;秋季副热带高压脊线偏北、中高纬度冷空气活动阶段性活跃,致使华西、黄淮地区秋雨异常偏多;热带印度洋海温演变经历负偶极型海温模态后,夏季转为全区一致型暖海温;2010／2011年东亚冬季风偏强,2011年南海夏季风爆发偏早、结束偏晚,东亚夏季风正常偏弱;西北太平洋和南海热带气旋生成数量处于偏少的年代际时段,2011年热带气旋生成数量偏少。     

青藏高原西北缘晚新生代的隆升特征——来自西昆仑山前盆地的沉积学证据

对西昆仑北缘山前盆地新生代沉积特征的研究结果表明,沿西昆仑山前发育的各沉积序列的垂向特征相似:古新世—中新世早期为石膏层、含瓣腮化石的石灰岩和紫红色较细粒的碎屑岩沉积,指示了海相和海陆过渡相较平静的沉积环境;中新世晚期—上新世初期开始出现陆相磨拉石,指示了陆相非平静的沉积环境,砾石的直径由下至上呈增大趋势,可能反映了西昆仑山体不断隆升,其间相对稳定的层段可能是构造运动间歇期或平稳期的沉积,指示了脉动式的隆升模式;磨拉石底部砾石的成分以沉积岩为主,向上火成岩和变质岩砾石逐渐增多,表明剥蚀程度不断加深。根据磨拉石建造的特征,判断剥蚀量和剥蚀强度自西向东有减小和变弱的趋势,可能暗示了西昆仑山晚新生代隆升有自西向东由强变弱的过渡特征。该结论与本区构造地貌学的研究结果一致。     

汶川地震断裂带滑移行为、物理性质及其大地震活动性——来自汶川地震断裂带科学钻探的证据

断裂带物质组成、结构及其物理性质是理解断裂变形机制和地震破裂过程的基础和关键,断裂带地震（黏滑）和非地震（蠕滑）滑移行为不仅对了解地震活动性和山脉隆升过程具有重要意义,而且直接为防震减灾提供科学依据.我们以穿过龙门山映秀—北川和灌县—安县断裂带的汶川地震断裂带科学钻探（WFSD）岩心和地表出露的断裂带为研究对象,通过对断裂岩组成、结构、显微构造和钻孔物性测井数据进行分析研究,确定了龙门山逆冲断裂带滑移行为和物性特征,初步探讨了大地震活动性和有关断裂带的隆升作用：（1）映秀—北川断裂带倾向NW,浅部倾角~65°,发育的断裂岩厚约180~280 m,由碎裂岩、假玄武玻璃（地震化石）、断层泥和断层角砾岩组成.断裂带具有高自然伽马、高磁化率值、低电阻率、低波速等物理性质以及对称型破碎结构.断层泥普遍具有摩擦热效应的高磁化率值和石墨化作用特征,是古地震滑动的岩石记录.表明映秀—北川断裂带为经常发生大地震的断裂带,晚新生代以来类似汶川地震的大地震复发周期小于6000—10000年,具有千年复发周期特征.（2）灌县—安县断裂带倾向NW,浅部倾角~38°,发育的断裂岩厚约40~50 m,仅由断层泥和断层角砾岩组成,具有典型的"压溶"结构,表现出蠕滑性质.除压溶作用外,定向富集的层状黏土矿物和微孔隙的发育使断层强度变弱.断裂带具上盘破碎的非对称型破碎结构,除具低磁化率值特征外,其他物性与映秀—北川断裂带一致.（3）根据断裂岩厚度与断层滑移量相关经验公式关系,以及断层产状,粗略估算映秀—北川断裂带自中生代以来累积垂直位移量大于9 km,灌县—安县断裂带累积垂直位移量小于3 km.映秀—北川断裂带长期大地震产生的累积垂直位移量是龙门山隆升的主要贡献.     

2008年5月12日汶川地震（Ms8.0）地表破裂带的分布特征

2008年5月12日14时28分,青藏高原东缘龙门山地区（四川汶川）发生了Ms8.0级地震。震后野外考察表明,5.12汶川地震发生在NE走向的龙门山断裂带上,该断裂带晚新生代以来的逆冲速率小于1mm/a,GPS观察结果表明其缩短速率小于3mm/a。这次5.12汶川地震造成了多条同震逆冲地表破裂带,总体长约275km,宽约15km,发震断裂机制主要为逆冲作用（由NW向SE逆冲）伴随右旋走滑。地表主破裂带沿龙门山断裂带的映秀—北川断裂发育,长约275km,笔者称为映秀—北川破裂带,破裂带具有逆冲兼右旋走滑性质。地表次级破裂带沿龙门山断裂带的前缘断裂安县—灌县断裂南段发育,长80km,笔者称为汉旺破裂带,破裂带基本为纯逆冲性质。在这两条破裂带之间发育两条更次一级的同震地表破裂带：一条长约20km呈NE走向的地表破裂带,笔者称为深溪沟破裂带,由于这条破裂带靠近主破裂带南段,并且与主破裂带变形特征一致,因此,笔者将深溪沟破裂带划归映秀—北川破裂带;另一条长约6km呈NW走向、由SW向NE逆冲并兼有左旋滑动的地表破裂带,笔者称为小鱼洞破裂带,它连接映秀—北川破裂带和汉旺破裂带,成为侧向断坡。另外,在灌县—安县断裂东侧的四川盆地内,由都江堰的聚源到江油发育一条NE向的沙土液化带,它可能是四川盆地西部深部盲断裂活动的结果。同震地表破裂带的分布特征表明,龙门山断裂带活动断裂具有强烈的逆冲作用并伴随较大的右旋走滑,断裂向四川盆地扩展。在龙门山断裂带上类似2008年5月12日Ms8.0汶川大地震的强震复发周期为3000～6000a。     

塔里木盆地库车坳陷古近系库姆格列木群底砂岩段沉积古地理和物源体系

库车坳陷古近系库姆格列木群底砂岩段沉积可划分为北缘砂砾岩带冲积扇粗碎屑沉积-下切辫状水道充填-河流-三角洲沉积、温宿凸起边缘近端冲积扇-扇三角洲沉积和塔北凸起西南缘的下切谷充填-河流三角洲-滨浅湖滩坝3个相带,中部为干旱盐湖-泻湖-海湾沉积.物源体系分析表明,西部的温宿凸起、北边的南天山造山带和塔北隆起上的大陆蚀源区为坳陷提供物源.库车坳陷碎屑物基本上来自于南天山和温宿凸起再循环造山带,坳陷北缘的逆冲造山和隆升作用形成了长期的物源供给区,沿坳陷东北缘发育了巨厚的冲积扇.西部的温宿凸起早期存在物源,沿凸起边缘发育有小型的边缘扇或扇-辫状河三角洲.塔北隆起在古近纪早期提供一定的物源,克拉201井附近结晶基底的剥蚀是南部大陆蚀源区的主要物质来源.却勒1井、羊塔5井等地的碎屑物极可能来自3个物源区.研究区物源体系的分析与总体的古构造、古地理格局相一致,库车坳陷古近系基底东高西低,有大量陆源碎屑由东向西推进,东、西两侧的低凸起带和北缘的前陆前渊带构成的古构造特征决定着物源和岩相分布的总体格局.     

基于面平均雨量误差修正的实时洪水预报修正方法

空间集总式水文模型的洪水预报精度会受到面平均雨量估计误差的严重影响.点雨量监测值的误差类型、误差大小以及流域的雨量站点密度和站点的空间分布都会影响到面平均雨量的计算.为提高实时洪水预报精度,本文提出了一种基于降雨系统响应曲线洪水预报误差修正方法.通过此方法估计降雨输入项的误差,从而提高洪水预报精度.此方法将水文模型做为输入和输出之间的响应系统,用实测流量和计算流量之间的差值做为信息,通过降雨系统响应曲线,使用最小二乘估计原理,对面平均雨量进行修正,再用修正后的面平均雨量重新计算出流过程.将此修正方法结合新安江模型使用理想案例进行检验,并应用于王家坝流域的16场历史洪水以及此流域不同雨量站密度的情况下,结果证明均有明显修正效果,且在雨量站密度较低时修正效果更加明显.该方法是一种结构简单且不增加模型参数和复杂度的实时洪水修正的新方法.     

西藏南部晚白垩世大洋氧含量变化的生物特征

西藏南部是中国海相白垩系分布最好的地区,基于岗巴宗山和江孜床得两条经典剖面,识别出分别对应于不同海洋环境的黑灰红三套岩层,利用微体古生物指标,对藏南晚白垩世海水氧含量变化进行了探讨。研究发现微体生物在不同性质的岩层中具有不同的表现,对其生存环境具有清楚的指示。黑层段中生物大量灭绝,深层水具旋脊有孔虫遭受的危机代表当时海洋深层水体严重缺氧的结果;灰层段中生物的恢复反映出海洋环境自缺氧事件之后逐步改善的过程;红层段属于富氧沉积的产物,特征是有孔虫生物的极度繁盛。同时期的钙质超微生物因其个体微小,易溶蚀,在死亡沉积过程中可能受海水强氧化作用的影响,使其保存为化石的数量减少。三套岩层中的微体生物的演变是对环境变化的响应。     

东准噶尔贝勒库都克铝质A型花岗岩的厘定及意义

初步研究表明,长期以来被认为S型花岗岩的贝勒库都克黑云母花岗岩应为铝质A型花岗岩.该岩体以富硅(SiO2=75.25%～76.67%)和碱(Na2O+K2O=8.08%～8.97%),贫镁(MgO=0.02%～0.18%)和钙(CaO =0.39%～0.89%),氧化指数变化较大(W=0.02～0.15)以及高FeOT/MgO比值(12.71～84.51,平均34.55)为特征.其K2O＞Na2O,NK/A=0.86～0.95(平均0.92),A/CNK=0.97～1.02(＞0.95),属偏铝-过铝质钙碱-弱碱性岩石.在微量元素和稀土元素组成上,岩石富Ga、Zr和Hf等高场强元素,亏损Ba、Nb、Sr等元素.10 000 Ga/Al比值(2.97～4.20)均大于A型花岗岩的下限值(2.6),明显高于I型和S型花岗岩的平均值(分别为2.10和2.28).在Zr、Ce、Nb对10 000 Ga/Al以及FeOT/MgO对(Zr+Nb+Ce+Y)、SiO2等A型花岗岩多种判别图上,投影点均落在A型花岗岩区,而与高分异的I、S型花岗岩明显不同.这些特征表明,贝勒库都克黑云母花岗岩与国内外铝质A型花岗岩(如福建沿海、东西准噶尔和澳大利亚Lachlan褶皱带铝质A型花岗岩)十分相似.在Nb-Y-Ce、R1-Ga/Al和R1-R2构造环境判别图上,显示出造山后花岗岩的特征.贝勒库都克铝质A型花岗岩的厘定,不仅对探讨卡拉麦里地区地壳物质组成及构造演化有着重要的地质意义,还为我国新疆北部寻找与铝质A型花岗岩有关的锡矿资源开辟了方向.     

青藏高原西北缘晚新生代沉积岩古流向的磁化率各向异性确定及其构造意义

古流向的确定是重建沉积物来源及沉积过程的有效方法,而磁化率各向异性作为古流向恢复的可靠信息载体在室内沉积实验和具体工作中已得到认可.本文对青藏高原西北缘柯克亚剖面晚新生代地层鸟恰群、阿图什组和西域组80块样品开展了磁组构研究,磁面理与磁线理图、磁化率各向异性度与磁化率椭球体形状因子图直观地说明研究对象均具有磁面理较磁线理发育的特点,代表了原生沉积组构特征.柯克亚剖面乌恰群、阿图什组和西域组的磁化率各向异性测量则恢复了三个时期的古流向.古流向在不同时期的变迁显示了重要的青藏高原西北缘的隆升信息.乌恰群与阿图什组、阿图什组与西域组之间的古流向的改变反映出西昆仑山北缘具有西早东晚的构造隆升过程.     

贵州雷公坪山地沼泽泥炭年代学和沉积速率研究

通过对贵州东南部雷公坪泥炭进行年代学和有机碳同位素测定,雷公坪泥炭剖面底部150 cm处年龄为13 360±40 a BP,在中部70 cm处年龄为4 570±30 a BP,顶部10 cm处年龄为420±30 a BP,建立了雷公坪泥炭沉积的年代学序列,计算出泥炭层堆积速率由上至下分别为2381 cm·ka-1、1446 cm·ka-1、910 cm·ka-1。获得泥炭层泥炭有机碳同位素δ13C分别为-275‰、-288‰、-285‰,结合其他区域气候记录推断,说明研究区泥炭发育于相对温暖湿润的气候环境。