地壳全元素探测——构建“化学地球”

地壳物质探测是地壳探测工程的重要组成部分。化学元素是地球物质组成的最基本单位,被称为地球的基因。矿产资源是由化学元素组成的,环境是受化学元素行为制约的,因此,对地壳中所有元素精确含量和分布的探测,对解决人类所面临的资源和环境问题具有重大意义。地壳全元素探测项目拟发展4种地球化学探测技术,包括地壳中所有天然元素的精确分析技术,中下地壳物质成分识别技术,穿透性地球化学探测技术,海量地球化学数据和图形显示技术。建立1个覆盖全国的地球化学基准网,系统采集代表性岩石样品10000件,疏松物样品6000件,按标准化的方法分析其主量元素和微量元素含量(包含78种元素),建立中国大陆地球化学基准值,为研究化学元素的分布、演化和成矿物质背景提供基准参考数据。进行总长度3300km的3条地球化学走廊带的实验与示范,采集各类代表性岩石样品5000件,进行元素和同位素测定,构建走廊带地壳地球化学模型、跨越不同大地构造单元的元素空间变化和大型矿集区成矿物质背景。为开展全国地壳探测工程奠定基础,并为最终建立"化学地球"进行技术准备和先导性实验。     

最近千年来山东半岛西部气候环境变化的石笋δ18O、δ13C记录(Ⅰ)

Ky1石笋采自山东半岛西部的开元洞,沿生长轴方向长度75 mm。在高精度U-230Th测年基础上,通过年纹层连续计数和平均沉积速率内插/外推相结合的定年方法,确定Ky1石笋生长于892-1894AD的1 000年间。在沿石笋生长轴采集的583个样品中,选择303个进行了δ18O、δ13C测试,平均分辨率约为3年。结果显示,最近1 000年来Ky1石笋的δ18O比值变化呈现明显阶段性,显示与小冰期(LIA)和中世纪暖期(MWP)对应的数百年尺度波动。根据δ18O记录,山东半岛在1482AD前后发生与MWP/LIA转换对应的气候突变,1 482 AD前相当于夏季风强烈、降水较多的中世纪暖期,1482AD后则为夏季风微弱、降水较少的小冰期,以1609AD夏季风最弱。Ky1石笋的δ13C比值变化,也由与MWP、LIA相当的两个阶段构成,其间也存在突变关系。比较而言,δ13C变化要比δ18O显著平缓,而且LIA后期以来二者变化明显不同步。最近1 000年来,与MWP/LIA对应的气候突变相当于明朝中期;就各个朝代内部的气候变化趋势而言,不同朝代之间不尽相同;不同朝代之间的更替期均大致与MWP、LIA内部的次级气候突变时期对应。因此,中世纪暖期和小冰期内部的次级气候波动对中国社会发展的影响,可能比千年尺度上最剧烈的MWP/LIA突变本身更显著。另一方面,洞穴所在山地的土地利用程度不断提高,其与气候变化共同影响着洞穴所在山地的植被的C3/C4植物构成及土壤性质,从而影响到石笋δ13C比值。从892-1318AD,土地利用对山地植被构成、土壤特征的影响程度尚不及气候变化;1318-1479AD,已达到或超过小幅度的气候变化;1483-1779AD,达到或超过大幅度的气候变化;1779-1894AD,土地利用程度趋于稳定,气候变化对环境的影响程度则又相对凸显。     

一次南支槽背景下地形对贵州水城南部特大暴雨的作用

利用欧洲中期天气预报中心逐日客观分析资料、常规观测资料、FY2C卫星、雷达和区域加密自动站资料,对2009年6月28日夜间发生在贵州省水城县发耳乡特大暴雨天气进行分析。结果表明,2009年6月28日贵州省水城县发耳乡特大暴雨的发生,有南支槽、中低层切变和强盛的西南暖湿气流等天气条件的有效合理配置;强降水的落区与中-γ尺度云团有很好的对应关系,云团的移动、合并、发展、停滞以及减弱能很好地指示降水的落区及强度;产生于低层辐合区的强对流回波单体在位于水城县西北部的乌蒙山脉（主峰2901m）的阻挡下在发耳乡附近停滞不前,使水城县中部以南地区降水雨团合并加强,这是发耳特大暴雨形成的重要原因;发耳特殊的地形,使得其附近流场发生变化,不仅使地形性垂直上升运动加强、维持,而且也使得水汽不断向云内卷入,延长了暴雨云团在其上空的停留时间;喇叭口地形的收缩作用也加强了迎风坡的辐合上升运动;区域自动站的资料显示,中小尺度天气系统对水城县发耳乡及附近降水雨团的形成和加强起到了重要作用,并对此次特大暴雨的短时临近预报具有指示意义。     

FLAC应用于岩质高边坡的稳定性分析

针对岩质高边坡的稳定性采用差分方法进行分析,通过对原始边坡和开挖后边坡的比较,岩质高边坡的破坏方式为旋转剪切滑动,滑动面为圆弧形的,应用圆弧法计算边坡稳定性。位移场分析得出,边坡的水平位移和竖直位移均比较大,位移区分层明显。应力场分析结果表明,原始边坡最大主应力和最小主应力方向主要为垂直向下,在坡角处,最大主应力和最小主应力发生了明显的偏转;开挖后,最小主应力在坡脚处出现应力集中,最大主应力不明显,坡顶和坡面一定厚度的岩体处于应力区,坡面一定厚度的岩体向着临空面滑移。     

川蔓藻在再生水体中对普通小球藻的化感作用

采用川蔓藻植株体与普通小球藻在再生水中共培养和使用再生水种植川蔓藻的种植水纯培养普通小球藻的方法,在实验室条件下研究了在滨海再生水河道中生长的沉水植物川蔓藻对小球藻的化感作用.结果表明,川蔓藻对普通小球藻具有显著的抑制作用.在共培养实验中,96 h的抑制率为88.86%;在种植水纯培养实验中,96 h的抑制率为48.91%.川蔓藻的种植水对普通小球藻的化感作用系数平均为-0.2448.川蔓藻的叶和根的种植水对普通小球藻均有抑制效果,96 h的抑制率为叶34.71%,根14.12%;平均的化感作用系数叶为-0.1317,根为-0.0901;川蔓藻的根和叶均能释放化感物质,但抑制小球藻的化感物质主要通过叶释放.     

粉砂质海岸大风天泥沙运动研究

根据黄河三角洲五号桩海域6级大风前后现场悬沙、沉积物和实测水流资料,研究了淤泥质粉砂海岸大风过程后泥沙分布特征和运动规律。发现大风天气海底泥沙对波浪作用反应灵敏,悬沙和底沙分布规律与波浪作用吻合,为波浪作用下海底泥沙运动的理论研究以及海区工程开发提供了科学依据。     

孟加拉湾超级风暴费林对西藏强降水的影响分析

利用NCEP/NCAR(2.5°×2.5°)再分析资料和常规、非常规观测资料,通过环境场和中尺度特征较全面细致地分析了孟加拉湾风暴费林（Phailin）对西藏特大暴雪的影响。研究表明：“费林”对强降水的影响主要是登陆减弱为低压后,低压云系分两个阶段形成三个中尺度对流云团,对流云团在南支槽的作用下上高原。而强降水的发生和南风风速的大小有直接的对应关系,西南低空急流建立后西藏南部才出现强降水,而低空急流的建立是靠南支槽的贡献。南风风速和强降水的这一重要关系为此类天气提供了预报着眼点。     

青藏高原现今岩石圈的三维应变

根据质量守恒原理,建立恒定体积条件下青藏高原岩石圈三维应变计算模型,模型以GPS资料提供的水平位移速率作为地表的边界约束.计算结果表明,青藏高原现今岩石圈的变形仍以南北向挤压缩短增厚为主,东西向伸展吸收的南北缩短量＜30%.高原岩石圈深部的变形总体遵循粘滞性应变模型.综合层析成像资料和钾质、过碱性钾质火山作用的时空分布规律,提出岩石圈脉动增厚-减薄的高原隆升机制.     

成矿流体动力学与大地构造环境的关系(英文)

热液矿床的形成需要大量流体,而流体的运移需要包括地势差、岩石变形、热梯度及热异常等多种驱动力。这些流体驱动力与构造环境及过程有密切关系。流体压力状态和热场及地势差的组合决定了压性构造环境流体以向上运动为主,如造山型成矿系统,而张性构造环境流体以对流为主,如VMS和SEDEX成矿系统。造山作用造成的地势差及水平挤压作用所产生的超压可以驱动流体侧向迁移数百公里,如MVT成矿系统。但是,具体的成矿流体动力学过程比较复杂,且随构造演化而变化。在经历过多个大地构造演化阶段的地区,如地洼区,老的成矿流体动力系统不断被新的系统叠加或取代;新的构造单元需要来自地幔的流体源补充才有利于成矿。成矿学研究的是成矿作用与大地构造的关系,而流体动力学系统与大地构造环境密切相关,因此,成矿流体动力学应成为成矿学的一个重要组成部分。     

海洋卫星遥感数据同化在海洋声场研究中的应用

卫星遥感数据同化技术已成为海洋学研究的一个有效手段。本文选取了日本以东黑潮流域作为研究海区,介绍了最优插值同化方法对海洋温度场和盐度场的分析,在此基础上对实验海区声场进行了研究。文中为了说明数据同化的优越性,利用WOA数据与其进行比较,体现了同化数据对真实场描述的可靠性。