青海德令哈盆地石炭纪古环境研究

采自德令哈地区石炭系的12个碳酸盐岩样品测试、分析结果表明,德令哈地区石炭纪整体为分层中等的弱还原海相环境,水体受陆源碎屑注入影响明显。这种湿热、还原的高盐度水体利于生物的繁盛及有机质的保存,使德令哈地区石炭系发育极为优越的烃源岩条件。垂向上,克鲁克组偏高的咸化程度及分层程度,表明克鲁克组沉积水体相对闭塞、咸化程度较高,而怀头他拉组、扎布萨尕秀组灰岩形成于水体交换相对通畅的海域。从岩性组合、陆源碎屑注入变化及盐度、还原性的差异来看,克鲁克组主体为局限台地环境,而怀头他拉组、扎布萨尕秀组为开阔台地。作为对克鲁克组高盐度、还原性水介质环境的响应,克鲁克组烃源岩TOC条件要比怀头他拉组及扎布萨尕秀组优越。     

Regional debris flow susceptibility analysis based on principal component analysis and self-organizing map: a case study in Southwest China

A method was developed to analyze the susceptibilities of 541 regional basins affected by debris flows at the Wudongde Dam site in southwest China. Determining susceptibility requires information on source material quantity and occurrence frequency. However, the large number of debris flows can hinder the individual field investigation in a each small basin. Factors that may trigger debris flows can be identified using remotely sensed interpretation information. Susceptibility analysis can then be conducted based on these factors. In this study, SPOT5 satellite imagery, digital elevation models (DEM), a lithology distribution map, and rainfall monitoring data were used to identify 12 debris flow trigger factors: basin relief ratio, slope gradient in the initiation zone, drainage density, downslope curvature of the main channel, vegetation coverage, main channel aspect, topographic wetness index, Melton’s ruggedness number, lithology, annual rainfall, form factor, and cross-slope curvature of the transportation zone. Principal component analysis was used to obtain the eight principal components of these factors that contribute to susceptibility results. Then, a self-organizing map method was adopted to analyze the principal components, which resulted in a debris flow susceptibility classification. Field validation of 26 debris flow basins was used to evaluate the errors of the susceptibility classification, as well as assess the causes of such errors. The study found that principle component analysis and self-organizing map methodologies are good predictors of basin susceptibility to debris flows.     

西北太平洋海洋净初级生产力与柔鱼资源量变动关系的研究

海洋初级生产力在海洋生态中扮演重要角色,其变化影响了海洋渔业的潜在产量。本文根据2004-2013年中国鱿钓组提供的西北太平洋柔鱼(Ommastrephes bartramii)捕捞数据和海洋遥感净初级生产力数据,研究了柔鱼冬春生西部群体资源量变动与净初级生产力的关系。结果发现,柔鱼渔场范围内净初级生产力在经度方向上呈明显的季节性变化,冬春季低,夏秋季高。捕捞月份7-11月对应的适宜净初级生产力范围分别为500~700 mg/(m2·d)(以碳计),500~800 mg/(m2·d),500~1000 mg/(m2·d),500~800 mg/(m2·d)和300~500 mg/(m2·d),最适净初级生产力分别为700 mg/(m2·d),600 mg/(m2·d),700 mg/(m2·d),600 mg/(m2·d)和400 mg/(m2·d)。7-11各月最适净初级生产力平均纬度与捕捞努力量纬度重心呈显著正相关关系(P<0.05),说明了捕捞努力量位置在渔场中不是随机分布,可能受最适净初级生产力的纬度分布的影响。柔鱼年间资源丰度与各年3月份净初级生产力以及7-11月份平均净初级生产力大小显著正相关(P<0.05)。推测每年柔鱼资源量大小可能是由3月份产卵场海域和7-11月捕捞月份渔场净初级生产力水平交互作用的结果。研究表明,异常环境条件(厄尔尼诺和拉尼娜事件)对柔鱼产卵场和渔场的净初级生产力具有显著影响,但调控机制不同。     

象山港海洋牧场示范区大型底栖生物的时空变化

根据象山港海洋牧场示范区建设前(2011年)、建设中(2012年)、建设后(2013年)对象山港全港区、邻近区、示范区11个站位,进行5个航次调查所获得的大型底栖生物的资料,对比分析建设前后大型底栖生物的时空变化。结果表明:共鉴定出大型底栖生物59种,建设后建设中建设前,优势种变化明显。大型底栖生物密度、生物量表现为:建设前建设中建设后;建设中建设后建设前。多样性指数H’、丰富度指数d均表现为:建设前建设后建设中,均匀度指数J则表现为建设中建设后建设前。多因子方差分析结果表明:建设前后,大型底栖生物种类数、栖息密度、生物多样性指数均存在显著性差异。根据群落聚类及n MDS排序分析,建设前后大型底栖生物群落组成存在明显差异,双因素相似性分析(ANOSIM)结果同时表明,群落建设前后存在显著性差异(综合检验R=0.215,P=0.004)。SIMPER分析,大型底栖生物群落的平均相似性建设前建设后建设中。根据调查站位的数据作出丰度/生物量比较曲线(ABC曲线)分析表明,建设中大型底栖生物受到了强烈的干扰,人工鱼礁投放、大型海藻移植、增殖放流会对其周围海域产生影响,但建设后扰动消失,表明随着时间的推移,海洋牧场建设过程中带来的扰动逐渐减小,并围绕鱼礁群逐渐形成新的人工生态系统。     

东海内陆架沉积物敏感粒级构成及其地质意义

沉积物粒级包含了大量的沉积环境信息,在古环境恢复和重建中被广泛应用。基于采自东海内陆架的三根沉积物岩芯,作者利用激光粒度分析方法研究了沉积物的粒度组成,确定了敏感性粒级,探讨了搬运机制及其环境意义。研究表明:东海内陆架现代沉积物含有大致相同的三个敏感性粒级,分别是粒级1(12μm)、粒级2(12—225μm)和粒级3(225μm)。从北到南敏感粒级具有逐渐细化的趋势,该趋势与长江入海沉积物向南搬运过程中发生的沉积分异作用有关。粒级1和粒级2分别由均匀悬浮次总体和递变悬浮次总体构成,而粒级3则由生物过程产生。结合该区的海洋动力特征,作者认为,粒级2可较好地用来指示冬季海洋动力强度,并具有揭示东亚冬季风强度的潜在意义。     

星载SAR对雨团催生海面风场的观测研究

雨团或对流雨是热带与亚热带地区的主要降雨形式,较易被高分辨率星载合成孔径雷达（SAR）探测到。SAR图像上的雨团足印是由大气中雨滴的散射与吸收、下沉气流等共同导致形成的。本文以RADARSAT-2卫星100 m分辨率的SAR图像上雨团引起的海面风场及其结构反演与解译作为实例进行分析。使用CMOD4地球物理模式函数,分别以NCEP再分析数据、欧洲MetOp-A卫星先进散射计（ASCAT）和中国HY-2卫星微波散射计的风向为外部风向,进行了SAR图像的海面风场反演。反演的海面风速相对于NCEP、ASCAT和HY-2的均方根误差（RMSE）分别为1.48 m/s,1.64 m/s和2.14 m/s。SAR图像上一侧明亮另一侧昏暗的圆形信号图斑被解译为雨团携带的下沉气流对海面风场（海面粗糙度）的改变所致。平行于海面背景风场其通过雨团圆形足印中心的剖面上的风速变化可拟合为正弦或余弦曲线,其拟合线性相关系数均不低于0.80。背景风场的风速大小、雨团引起的风速大小以及雨团足印的直径可利用拟合曲线获得,雨团足印的直径大小一般为数千米或数十千米,本文的8例个例解译与分析均验证了该结论。     

胶州湾沉积物重金属形态不同浸取方法的比较与污染讯息指示作用初探

海洋沉积物中重金属的活性形态对于指示沉积物污染状况具有重要作用;为探寻简洁且能够有效提取重金属活性形态的浸提方法;实验研究了0.1 mol/L和1 mol/L盐酸的单级提取和欧共体标准局（European Community Bureau of Reference）提出的BCR分级提取法对胶州湾表层沉积物中重金属（Cr、Cu、Ni、Pb、Zn）和Al、Fe、Mn的浸取效果。结果显示;3种提取方法提取的金属含量呈显著正相关关系;两种浓度的稀盐酸对BCR方法中的酸可提取态和可还原态金属均具有较好浸提效果;但对可氧化态金属浸提能力相对较弱。不同提取方法的人为信号指数（ASI）计算结果表明;BCR浸取法提取结果的金属ASI值最大;表明其对沉积物中金属活性形态提取效率较高;1 mol/L HCl提取结果的金属ASI值最低;可能是较高浓度强酸使沉积物较大颗粒内层中“惰性”金属被浸取出来;“增加”了金属活性组分的污染讯息信号;对沉积物中Cu、Pb和Zn而言;0.1 mol/L HCl提取结果的ASI值与BCR方法接近。经过Al归一化后;0.1 mol/L HCl浸提的重金属含量的空间分布与胶州湾的实际污染状况相吻合;表明0.1 mol/L的HCl在一定程度上能够代替复杂的BCR浸取法;此方法可简化重金属活性形态的提取步骤;适合大范围沉积物重金属污染评价。     

A statistical analysis of mesoscale eddies in the Bay of Bengal from 22–year altimetry data

本文使用一种基于SLA数据的涡旋识别方法,通过22年的AVISO高度计测高数据对孟加拉湾的中尺度涡特征进行了研究。本文主要分析了孟加拉湾涡旋的地理分布、涡旋极性、涡旋生命周期和传播距离、涡旋产生和消失位置、涡旋传播方向和移动轨迹、涡旋运动特征、涡旋属性的演化以及涡旋活动的季节和年际变化等特性。涡旋主要分布在孟加拉湾西部海域,并且大部分涡旋向西移动。涡旋极性分布显示气旋涡更经常出现在湾的西北部和南部,而反气旋涡主要出现在湾的东部。在22年间,共追踪探测到生命周期超过30天的气旋涡565个、反气旋涡389个;对所有生命周期和传播距离而言都是气旋涡数量居多。所有观测到的涡旋的运动属性分析显示气旋涡的涡旋平均振幅大于反气旋涡;对平均半径和平均移动速度而言,气旋涡和反气旋涡相差不大。而且,涡旋属性演化显示生命周期超过90天的涡旋具有明显的双阶段演化特征,包括一个前50天的涡旋成长阶段和一个50天之后的涡旋消亡阶段。针对涡旋活动的季节变化,气旋涡在春季居多而反气旋涡在夏季较多;长生命周期的涡旋季节分布显示在孟加拉湾涡旋活动具有明显的季节分布特征。涡旋数量的年际变化与EKE变化有一个明显的负相关。     

高等级海况条件下移动式海上基地动力响应分析

针对半潜式超大型浮式结构中典型的移动式海上基地(Mobile Offshore Base,MOB)在高等级海况下的动力响应问题展开研究。在MOB结构"刚性模块-柔性连接构件(Rigid Modules and Flexible Connectors,RMFC)"模型的前提下,根据动力学基本原理,经理论推导并计算得到MOB分别在6、7、8级海况的随机波激励下,其上各模块的动力响应位移结果。详细分析了MOB结构同一模块在不同海况条件下的动力响应位移随浪向角及连接构件刚度的变化规律。研究成果可为半潜式超大型浮式结构动力响应研究及结构优化设计提供一定的技术支撑。     

Hydrothermal Fluid Sources of the Fengjia Barite–fluorite Deposit in Southeast Sichuan,China: Evidence from Fluid Inclusions and Hydrogen and Oxygen Isotopes

The Fengjia barite–fluorite deposit in southeast Sichuan is a stratabound ore deposit which occurs mainly in Lower Ordovician carbonate rocks. Here we present results from fluid inclusion and oxygen and hydrogen isotope studies to determine the nature and origin of the hydrothermal fluids that generated the deposit. The temperature of the ore‐forming fluid shows a range of 86 to 302 °C. Our detailed microthermometric data show that the temperature during mineralization of the fluorite and barite in the early ore‐forming stage was higher than that during the formation of the calcite in the late ore‐forming stage. The salinity varied substantially from 0.18% to 21.19% NaCl eqv., whereas the density was around 1.00 g/cm³. The fluid composition was mainly H₂O (>91.33%), followed by CO₂, CH₄ and traces of C₂H₆, CO, Ar, and H₂S. The dominant cation was Na⁺ and the dominant anion Cl^‐, followed by Ca²⁺, SO₄^2‐, K⁺, and Mg²⁺, indicating a mid–low‐temperature, mid‐low‐salinity, low‐density NaCl–H₂O system. Our results demonstrate that the temperature decreased during the ore‐forming process and the fluid system changed from a closed reducing environment to an open oxidizing environment. The hydrogen and oxygen isotope data demonstrate that the hydrothermal fluids in the study area had multiple sources, primarily formation water, as well as meteoric water and metamorphic water. Combined with the geological setting and mineralization features we infer that the stratabound barite–fluorite deposits originated from mid–low‐temperature hydrothermal fluids and formed vein filling in the fault zone.