不同下垫面对多年冻土浅层热状况的影响分析

近年来在气候变化和人类活动影响下, 青藏高原地表状况发生了大规模的改变, 并引发了多年冻土的退化, 给寒区环境与工程产生一系列不良影响. 而多年冻土作为地气系统相互作用的产物, 其变化主要取决于地气系统能量交换的方向. 应用青藏高原实地观测资料, 对不同地表状况下多年冻土浅层热状况进行了分析. 结果表明: 下垫面的改变对多年冻土区能量平衡状况产生明显影响. 在天然状态下地表能量收支基本保持平衡, 冻土变化也比较缓慢;而在下垫面改变特别是天然地表遭破坏后, 原有的能量平衡发生改变, 从而引起多年冻土的变化. 覆盖度较高的植被暖季能够阻止部分热量进入土层, 降低地表温度;而在冷季则能减少土层热量散发, 有助于保持地表温度. 植被的存在有利于保持多年冻土的稳定. 黑色薄膜覆盖能够增加地表吸收的太阳辐射, 并减少地表蒸发耗热, 造成地表吸热量大于放热量. 透明薄膜的"温室效应"可以有效地防止地表长波辐射的散发, 减少表层土壤热量的消耗, 从而引起地表温度的显著升高.     

西天山山脉多期次隆升-剥露的裂变径迹证据

磷灰石的裂变径迹法已经广泛地应用于限定山脉的隆升剥露历史研究。天山山脉的隆升历史一直存在争议,西天山山脉的构造隆升研究则相对更为缺乏。野外系统采集三个横穿西天山察汗乌苏山剖面的花岗岩、火山岩等样品,挑选磷灰石开展了裂变径迹测试分析工作。测试结果表明,西天山可能存在多期次的构造隆升事件;进一步利用实测的磷灰石裂变径迹年龄数据和径迹长度,开展了磷灰石的温度时间反演模拟研究。模拟结果结合区域性的地质资料分析推断,西天山山脉自中生代以来存在4个阶段构造隆升剥露事件,分别为:三叠纪末—早侏罗纪(220～180Ma)、侏罗纪中期(170～140Ma)、白垩纪中期(110～80Ma)和晚新生代(24Ma以来)。     

鄂尔多斯盆地东胜地区直罗组砂岩的地球化学特征与物源分析

沉积岩物源分析对揭示盆地砂体展布、物质组成、储集层性质及砂岩型铀矿床铀源等科学问题具有重要的意义。对取自鄂尔多斯盆地东北部8个钻井中的中侏罗统直罗组砂岩进行了详细的岩石学和地球化学研究,试图鉴别岩石的源区和形成的构造环境。研究表明,砂岩以中粗粒杂砂岩为主,其w(SiO₂)值及w(Al₂O₃)/w(SiO₂)值中等到较高,w(K₂O)值相对较高,Fe₂O₃、MgO、TiO₂含量较低,暗示碎屑物质的富长英质、贫镁铁质特征。Nb、Ta、Ti、P等不活动元素的强烈亏损和K、Rb、Sr、Ba等LILE的富集,共同指示源区具有明显的俯冲带的特征;而w(TFe₂O₃+MgO)-w(TiO₂)、w(TFe₂O₃+MgO)-w(Al₂O₃)/w(SiO₂)、w(Th)-w(Sc)-w(Zr)/10、w(Th)-w(Co)-w(Zr)/10等判别特征则表明砂岩源区岩石可能形成于大陆弧-活动大陆边缘环境。而且,在球粒陨石标准化分配模式中,LREE强烈富集,HREE无明显分异、有着较平坦的曲线,Eu无异常或表现为弱的正、负异常;在PAAS标准化曲线中,轻重稀土均无明显分异,仅Eu表现为明显正异常。本区直罗组砂岩与华北北缘显生宙闪长岩-花岗闪长岩有着很强的亲缘性。     

地球物理与地球化学方法在陆相层序识别中的应用——以新生代敦化盆地为例

层序地层单元的识别是层序地层学研究的基础,通常对于不同级别层序地层单元的识别要依据不同的资料和手段,不同的研究方法在划分不同级别的层序上各具优势。当传统的层序识别手段(岩心、测井、地震)遇到困难时,就需要运用地球物理特殊处理和地球化学的方法来辅助层序的识别。在敦化盆地地震资料品质差、测井和岩心资料相对缺乏的条件下,本文在地球物理方法上应用小波变换、"门槛值特殊处理"的瞬时相位剖面来辅助三级层序和体系域的识别,在地球化学方法上应用有机碳(TOC)、微量元素、稀土元素的方法来辅助三级层序、体系域和准层序的识别,从而弥补了传统的单一方法识别层序产生的不足。     

新疆北部乌恰沟地区镁铁质侵入岩的年代学、地球化学和Sr-Nd-Pb同位素组成：对地幔源区特征和深部过程的约束

阿尔泰造山带东段的乌恰沟地区发育大量镁铁质侵入岩(岩脉或小岩体),包括闪长玢岩和具堆积结构的角闪辉长岩和橄榄辉长岩。锆石SHRIMP U-Ph同位素定年结果说明这些镁铁质岩浆的侵位时间为257．4±5．3Ma,与峨眉山玄武岩相近(259±3Ma)。在微量元素原始地幔标准化图上,它们共同的特征是富集大离子亲石元素,亏损Nb和Ta,具K和Pb的正异常,LREE相对HREE富集,即具弧火山岩的地球化学特征。同时它们之间还存在互补的地球化学特征,如闪长玢岩存在Ba、Sr、Eu、P和Ti的负异常,橄榄辉长岩具有Ba、Sr、Eu、P的正异常,而角闪辉长岩具有Ti的正异常。如果扣除围岩混染和后期流体交代的影响,这些岩石的Sr-Nd-Pb同位素组成基本一致,因此闪长玢岩和两种辉长岩分别代表同源岩浆因结晶分离作用形成的演化岩浆和堆晶岩。乌恰沟晚二叠世镁铁质侵入岩和新疆北部早二叠世与铜镍矿有关的基性-超基性杂岩体都具有与弧火山岩相似的地球化学特征,反映了被俯冲改造的陆下岩石圈地幔的地球化学特征。但是与后者相比,前者的Mg~#值、ε_(Nd)(t)值和La/Nb比明显偏低,暗示存在软流圈地幔来源物质的显著贡献。综合阿尔泰乌恰沟地区镁铁质侵入岩的年代学、地球化学和同位素组成特征,我们推测该区在晚二叠世存在地幔柱与岩石圈地幔之间的相互作用。     

辽宁复县地区古生代岩石圈地幔特征

本文通过对辽宁复县地区50号金伯利岩管的研究,根据金伯利岩的地球化学和其中地幔矿物及深源捕虏体特征初步推测,复县地区古生代的上地幔反映了该区自早古生代以来上地幔的各种深部事件。它的岩石圈地幔组成与南非金伯利岩发育地区不完全相同。本区是由二辉橄榄岩、纯橄岩、方辉橄榄岩、少量云母石榴长石岩以及金伯利岩的早期堆积物——各种金云母岩所组成。特别值得注意的是,与金刚石平衡共存的是含石榴石及铬铁矿的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩,而南非地区与金刚石平衡共存的只是方辉橄榄岩,它是该区在克拉通化过程中通过岩石圈垫底作用增生于其底部的岩石类型。复县地区上地幔中部分橄揽岩仍保留有早期地幔熔体结晶时的火成结构,方辉橄揽岩为提取苦橄质玄武岩-玄武质科马提岩的难熔残余。17亿年本区转变为稳定克拉通后,11亿年(或更晚一些)有交代作用发生,使上地幔富集不相容元素,为熔融金伯利岩准备了源区条件。50号岩管的金伯利岩相当于南非Ⅰ型与Ⅱ型金伯利岩的过渡类型,表明上地幔富集程度较高。复县地区古生代岩石圈厚度至少为170km,其下部上地幔温度为1130℃左右,fo_2接近WM缓冲反应线,与西伯利亚和西非加纳金刚石结晶时的氧逸度相似。     

大陆构造系统动力学及构造应力叠加场探讨

从＂系统动力学＂的角度，对大陆构造动力学系统的结构、组成和特性进行了初步探讨，并且指出大陆区域构造应力场是多种因素联合作用的结果，是多种内、外力的非线性动态叠加场，大陆构造应力叠加场的主要成分包括重应力场、热应力场、离心惯性应力场、板块互相作用应力场、壳幔相变应力场、地幔流剪切应力场和其他诸如地幔底辟、岩浆侵入等造成的应力场等。并以亚洲东北部中新生代断陷盆地系的形成演化为例，试图说明在大陆构造动力学系统内，各种因素总是以其固有的规律演化着，并且相互作用，相互叠加，甚至相互转化，导致构造应力场的多次转化，推动一场又一场不同方式、不同方向和不同性质的构造运动，使中国大陆区域出现纷繁复杂的构造图象，铸成了特有的山川盆湖的分布格局。大陆构造系统动力学与现有的各种大地构造学的有机结合，可能导致＂系统大地构造学＂的发生和发展。     

滨岸相砂质输导层非均质性对油气运聚影响研究:以塔里木盆地哈得逊油田东河砂岩为例

以塔里木盆地哈得逊地区东河砂岩滨岸相输导层为例,研究输导层的非均质对油气运移和聚集影响。利用沉积构型的研究方法将输导层的非均质结构解剖为9个级次;通过野外露头描述以及岩心物性资料,重点分析了东河砂岩7、8级输导层单元的非均质性。在同一级次的输导单元内,将输导层非均质类型划分为结构非均质和物性非均质两种类型;结合输导层非均质和流体分异发现两者有明显的对应关系。运用成藏数值模拟方法对东河砂岩的成藏动态过程进行模拟。综合以上研究成果,认为油气在滨岸相输导层内运移时,受储层非均质的影响油气的运聚具有时空不均一性。这种复杂的时空配置关系造成的复杂油水分布是倾斜的油水界面的主要成因。从古油藏到新的圈闭聚集成藏,输导层非均质性对这一过程的影响表现在运移和聚集两个过程,包括运移开始、运移调整、运移稳定、聚集开始和聚集结束五个阶段。两个过程五个阶段在输导层的不同位置发生。     

天山南坡黄水沟与清水河寒区流域极端水文事件对气候变化的响应

冰川、积雪和冻土变化产生的水文效应对下游水资源供给具有重要影响,近几十年来新疆区域洪水呈显著加重趋势,尤其是南疆区域洪水明显加剧. 以天山南坡黄水沟与清水河寒区流域为研究区域,通过分析水文站极端水文事件,结合流域上游山区巴伦台气象站资料,研究了高寒山地流域在气候变化背景下极端水文过程出现时间、年最大和最小径流的响应特征. 结果表明：1986年是水文过程的突变点,从1986年开始随着降水、气温的增加,河流径流量呈增加趋势;最大年径流出现时间从6月中下旬推迟到7月下旬;最大径流和最小径流与年径流量呈正相关关系,最大径流与夏季降水关系密切,而最小年径流与冬春季的气温关系密切. 随着1986年以来的气温升高,冻土退化产生的水文效应使冬季径流增加明显,也使年最小径流明显增大;1986年以来降水变化决定着年径流量增加,使年最大径流集中出现在夏季且量级增大. 总体来讲,20世纪80年代中期以后山区河流年极端洪峰量增大,洪水量增多,年际间变化幅度明显增大,从而对下游造成更严重的灾害. 因此,加强气候变化对寒区流域水资源和洪水灾害的影响评估,使科学技术在减灾方面发挥主导作用.     

中—新生代盆地煤铀协同勘查及对策建议

我国铀资源对外依存度高,供应安全不容乐观,加大国内铀资源勘探投入势在必行。目前我国铀资源产量主要来自于北方砂岩型铀矿床,将来可能占比越来越高将由其提供。砂岩型铀矿产出与含煤地层关系密切,煤田勘查发现的放射性信息是砂岩型铀矿找矿的重要线索,鄂尔多斯盆地皂火壕和纳林沟大型砂岩型铀矿床的发现与之关系密切,大营超大型砂岩型铀矿床的发现更是煤铀协同勘查的典型范例。受此启发,中国地质调查局实施了北方砂岩型铀矿调查工程,发现了一系列大型砂岩型铀矿产地和多个经钻探验证的远景区,“铀煤兼探”成效显著。中国地质调查局主要职责为公益性地质调查,由其主导发现的矿产地和远景区勘查精度较低,要使其达到提交储量的级别,就需要企业接盘。我国现行铀矿政策和部门利益冲突限制了社会资本的进入,严重影响了铀矿找矿的进程,为此笔者等建议：① 在国家层面制定相关配套政策,进一步放开铀矿权,允许非核企业进入铀矿勘查领域,激活市场潜力,重点推进、做深前期“煤铀兼探”获得的成果,加快我国铀资源勘查进程;② 持续不断地推进“煤铀、油铀”等协同勘查工作,提高多能源综合勘查研究水平,节省勘查资金,制定我国协同勘查的基本原则和勘查规范,使能源型盆地勘查工作有序高效并合理利用。