青藏高原大陆动力学研究若干进展

近10年来,"大陆构造与动力学实验室"在青藏高原大陆动力学研究,尤其在特提斯演化和青藏高原生长方面取得若干进展,包括(1)"青藏高原——造山的高原"理念的提出;(2)青藏高原特提斯体制和构造格架的再造;(3)新特提斯蛇绿岩中原位金刚石和深地幔矿物群的重大发现;(4)新特提斯洋盆俯冲新机制的揭示;(5)印度/亚洲碰撞的早期岩浆和喜马拉雅折返中的作用;(6)喜马拉雅三维碰撞造山机制和折返全过程的初步建立;(7)青藏高原东南缘物质逃逸的新机制——"弯曲与地壳解耦"的提出;(8)青藏高原俯冲型、碰撞型及陆内型片麻岩穹窿;(9)青藏高原东缘汶川强震的构造背景和强震机制;(10)青藏高原碰撞造山成矿模式;(11)印度/亚洲碰撞过程的数值模拟。综述和集成上述成果是为了与同行们交流磋商,进一步共同发展青藏高原大陆动力学理论,向国际地学前沿的冲刺。     

东喜马拉雅构造结泥质高压麻粒岩的锆石和独居石定年与地质意义

东喜马拉雅构造结的南迦巴瓦杂岩含有广泛分布的高压麻粒岩,但由于以前获得了许多不同的年龄,对这些麻粒岩的变质与深熔时代、持续时间和成因存在不同认识。本文对泥质高压麻粒岩（蓝晶石榴黑云片岩）中的锆石和独居石进行了系统的内部结构、U-（Th）-Pb定年和微量元素分析,以求揭示这些岩石是否具有相同的演化过程。所研究的6个蓝晶石榴黑云片岩由石榴石、蓝晶石、黑云母、石英、钾长石、斜长石、夕线石、白云母、石墨和副矿物金红石、钛铁矿、锆石和独居石组成,峰期矿物组合是石榴石+蓝晶石+斜长石+钾长石+黑云母+石英+金红石。6个样品中的锆石均由继承碎屑核+变质（深熔）幔+变质（深熔）边组成。其中3个样品中的锆石幔和边较宽,均可进行原位定年,幔部给出了类似的较老年龄范围（39.6~31.6Ma、40.8~32.0Ma和38.1~31.3Ma）,而边部给出了类似的较年轻年龄范围（26.8~17.3Ma、28.3~18.6Ma和28.4~18.8Ma）。另外3个样品的锆石幔部较窄,不能进行分析,其边部给出了与前3个样品锆石边部类似的年轻年龄范围（22.0~17.0Ma、20.9~16.9Ma和22.2~16.6Ma）。一个片岩样品中的独居石给出了与其锆石幔部+边部年龄类似的较宽年龄范围（38.1~17.5Ma）,而另外3个样品中的独居石获得了与其锆石边部年龄相似的年轻年龄范围（26.0~18.8Ma、22.3~16.9Ma和26.4~19.4Ma）。随着年龄的减小,锆石和独居石的Th/U比值增大,Eu/Eu^*减小,独居石的HREE和Y含量减小。基于这些分析结果,笔者认为所研究的6个片岩记录了相同的、从~41Ma持续到~17Ma的进变质与深熔过程。但是,由于某些样品中的锆石和独居石在早期变质和深熔过程中形成的结晶域（锆石幔部）很窄,无法定年,导致不同的样品获得了不同的年龄范围。结合现有研究成果,笔者推测南迦巴瓦杂岩中的高压麻粒岩经历了相似的长期进变质与深熔过程。     

高原涡和西南涡影响的两次四川暴雨过程的对比分析

为了进一步研究高原涡、西南涡对西南地区暴雨的影响,本文用中国气象局自动站与CMORPH降水数据融合的逐时降水资料、国家卫星气象中心的逐时FY-2E卫星的云顶亮温（TBB）资料、欧洲气象资料中心（ERA-interim）的再分析资料,通过天气学诊断分析方法以及拉格朗日轨迹模式HYSPLITv4.9,对发生在四川盆地的有高原涡东移影响西南涡发展引发暴雨的两次过程进行对比分析,发现:（1）两次暴雨过程的降水强度和分布有明显区别,并且TBB活动特征显示在过程一中有MCC（Mesoscale Convective Complex）的产生和发展,过程二则没有。（2）对于过程一,500 hPa上,高原涡逐渐减弱为高原槽并伸展到四川盆地上空,850 hPa上,在鞍型场附近有MCC的产生和发展,200 hPa上,高原涡在南亚高压北部偏西风急流下方的强辐散区内,位于南亚高压东南侧急流区下方稳定少动,偏东风急流北部有辐散中心,有利于西南涡的加强。对于过程二,500 hPa高原涡东移在四川盆地上空与西南涡耦合,形成一个稳定且深厚的系统,这也是过程二的暴雨强度比过程一强的最主要原因。200 hPa上,四川盆地始终位于南亚高压东侧的西北气流中,“抽吸作用”明显。（3）在过程一中,位涡逐渐东传且位涡增加的地方对应强降水区与MCC发展区,反映了暴雨和位涡的发展基本一致。在过程二中,中层位涡高值区从高原上东移并下传至盆地上空,两涡耦合使得上下层打通,位涡值比耦合之前单独的两涡强度更强。 MCC产生的必要条件是中层大气要有强正涡度、强辐合和强上升运动,在未产生MCC前,过程一与过程二在盆地上空的动力条件甚至是相反的;从热力条件看,过程一中有明显的干冷空气入侵,增强不稳定条件,有利于MCC的产生并引发强降水;另一方面,本文也应证了二阶位涡的水平分布与暴雨落区有较好的对应关系。（4）通过拉格朗日方法的水汽轨迹追踪模式和聚类分析方法分析可得两次暴雨过程的水汽输送源地和通道也有明显区别,过程一主要有两条水汽通道,通道一来自阿拉伯海和孟加拉湾洋面的底层,通道二来自四川南部750 m以下高度;而过程二的主要水汽输送通道有三条,通道一来自西方地中海、黑海和里海上空1500～2500 m高度附近,通道二来自阿拉伯海和印度洋的底层,通道三的水汽从孟加拉湾低层绕过云贵高原直接输送到四川盆地。     

豫西太原组、山西组中潮道沉积的类型和特征

豫西太原组中的潮道为陆表海滨岸潮道类型,其特点为:向上变细的层序,冲刷切割下伏的灰岩层,具大型板状、槽状交错层理和双向交错层理,潮道曲流砂坝发育。山西组下段的潮道为障壁后潮道,位于障壁砂坝后的潮坪区;潮道砂岩泥质杂基较高,正粒序,砂体自海向陆分叉尖灭;潮坪、潮道等亚环境组合影响了其上发育的煤层的厚度变化。山西组上段的潮道为下三角洲平原潮道类型,多位于分流河口,砂岩为正粒序,双(单)粘土层和潮汐周期层序发育。     

榴辉岩的研究意义及其新进展

榴辉岩是由石榴石一单斜辉石组成、具玄武质成分的、在下地壳或上地幔高压条件下结晶(或重结晶)的一种岩石.其研究意义表现在岩石学、矿物学、地球化学和地球物理学等多方面. 在70年代,高温高压实验就已证明玄武岩一榴辉岩的相转变面并不是Moho不连续面.近几年来,在榴辉岩的研究中又取得了不少新的进展, 其中包括1)榴辉岩的产状与成因之间并没有直接的对立关系,其产状也不仅仅三种;榴辉岩可以在很高的水压条件下形成,水压远小于总压可以存在,但并不总是必须的;3)由洋壳变质的榴辉岩是古板块边界的标志,而且记录了汇聚型造山作用的历史,以及地热梯度随时间的变化;4)有些榴辉岩的形成过程是相当复杂的,不能用简单的成因模式加以注释;5)金伯利岩中的榴辉岩包体既可以在地幔内形成,也可以在地壳内形成.     

土-结构动力相互作用对结构控制的影响

本文研究了土-结构动力相互作用对采取不同控制措施的结构控制效果的影响。文中首先建立了主动调谐质量阻尼器(ATMD)、半主动磁流变阻尼器(MR)和被动多重调谐质量阻尼器(MTMD)等三种结构控制措施在时域中的控制算法和控制律，然后基于子结构法，采用间接边界元方法，通过傅里叶变换，推导了分别安装三种结构控制措施的受控结构在频域中的运动方程，数值仿真分析了某36层高层建筑的地震反应及其控制效果。结果表明，当采用ATMD或MTMD控制时，考虑土-结构动力相互作用后结构地震反应有所减小；当采用MR控制时，考虑土-结构动力相互作用后结构地震反应有很大程度的减小。由此看来，在设计软土地基上高层结构的结构控制措施时，不考虑土-结构动力相互作用对结构控制效果的影响是偏于安全的。     

中国桐柏大别构造带变质演化的岩石学证迹

桐柏大别构造带是秦岭造山带的东延部分，经历过多期次不同体制的构造运动，现今的桐柏大别山区是由一系列变质地体拼合而成，地体与地体之间为断层或韧性剪切带所围限各地体有自身变质变形史和PTt轨迹，但却有着碰撞造山带所共有的后造山抬升过程。本文揭示了随县群、红安岩群及大别杂岩中柯石英榴辉石、蓝晶铝直闪石片岩及紫苏石榴黑云母片麻岩的退变质再平衡结构特点。报道了大别山麻粒岩相变质年龄为1699Ma。各类岩石减压退变质再平衡结构，标志着后造山的隆升过程及其对桐柏大别构造带变质演化的启示。     

中国大陆科学钻探主孔超高压榴辉岩中绿辉石结构水研究

本文利用傅立叶（Fourier）变换红外光谱技术对CCSD主孔100～3100米深度范围榴辉岩中的绿辉石结构水含量进行了原位分析。结果表明，所有绿辉石都舍有一定的以OH形式存在的结构水，其含量范围为45～784ppm，平均为235ppm。不同榴辉岩绿辉石之间的结构水含量差别较大，而且呈现出明显的空间分布不均一性。相关性分析显示，绿辉石的结构水含量与全岩的Mgo、TFeO、Al2O3，含量成正相关，与NaO成反相关，与绿辉石的NaO、TFeO含量成负相关，与榴辉岩的峰期变质条件无关；与其它类型榴辉岩相比，多硅白云母榴辉岩中绿辉石的结构水含量较高，平均为339ppm。由此推测，超高压榴辉岩绿辉石中所残留的结构水含量很可能与其峰期结构水含量、矿物化学成分和岩石矿物组成有关。     

从PM10的测量推测成都市区汞污染的来源

通过2007年5—6月期间测量成都市若干条剖面上大气可吸入颗粒物（PM10）中的汞含量，来推测成都市大气中汞的来源。结果表明：在12个点的测量范围内，成都市PM10的质量平均浓度为210．8μg／m^3；PM10中汞的质量平均浓度为0．36ng／m^3。公园和郊区PM10浓度和其中汞浓度均较少，可能与植被茂盛有关。由PM10中汞的分布可知，在热电厂、停用的生活垃圾堆放场和寺庙附近出现最高值。说明热电厂和生活垃圾堆放场是大气汞污染的重要次生来源。寺庙附近出现的高汞值，推测与寺庙的礼仪活动如香烛燃烧有关。