Geochemical Characteristics of Volcanic Rocks from ODP Site 794, Yamato Basin: Implications for Deep Mantle Processes of the Japan Sea

Deep mantle processes and the dynamic mechanism of magmatism in the Japan Sea Basin are important processes that have not been studied in detail. In this paper, systematic evaluation of basalt samples from the ocean drilling program Site 794 in the Japan Sea was performed, which included petrography, whole-rock major- and trace-element analysis, Sr-Nd-Pb isotopic composition, and electron microprobe analysis of plagioclase and clinopyroxene. These basalts belong to the tholeiitic series with porphyritic texture and massive Ca-rich plagioclase, clinopyroxene, and minor olivine phenocrysts. The basalts are characterized as flat rare earth elements and high-field-strength elements with remarkably low ratios of(La/Yb)N(0.75–2.51), significant positive anomalies of Ba, Sr, and Rb and no Eu anomaly(δEu = 0.99–1.36). The samples showed relatively high 87Sr/86Sr(0.70425–0.70522), 207Pb/204Pb(15.511–15.610), and 208Pb/204Pb(38.064–38.557) values and a low 143Nd/144 Nd ratio(0.51271–0.51295). The basalts from Site 794 can be divided into upper, middle, and lower volcanic rocks(UVR, MVR, and LVR) on the basis of their stratigraphic level. The MVR was geochemically derived from the depleted mantle, whereas the UVR and LVR originated from a nondepleted and relatively enriched mantle source with contributions from subducted Pacific plate fluid and sediments. Use of geothermobarometers indicates that the crystallization pressure for the UVR and LVR(6.25–11.19 kbar) was significantly higher than that of the MVR(3.48–5.84 kbar). The UVR and LVR may have been derived from the low-degree(5%–10%) partial melting of spinel lherzolite, while the MVR originated from a shallower mantle source with a high degree(10%–20%) of partial melting. In addition, the geochemical characteristics of the samples are consistent with a younger age(13–17 Ma) and the depleted composition of the MVR and an older age(17–23 Ma) and slightly enriched composition of the UVR and LVR. Therefore, temporal changes in the mantle source from old and enriched to young and depleted and subsequently to old and nondepleted may have been associated with progressive lithospheric extension and thinning, as well as at least two episodes of diverse asthenospheric upwelling and pull-apart tectonic motion in the Yamato Basin.     

一种新型海底沉积物声学原位测量系统的研制及应用

为了能够精确地测量海底表层沉积物的声学参数, 自主研制了一种新型海底沉积物声学原位测量系统, 与国内外传统的声学原位测量系统相比, 该系统能够实时显示声波波形, 调整测量参数, 其工作方式除了站位式测量之外, 还实现了拖行式连续测量, 极大地提高了工作效率.根据前期海试情况, 对海底仪器结构进行了重新设计, 使之可以同时测量海底沉积物及海底海水的声学参数, 同时建立了双向数字信道, 解决了测量过程中系统信号的干扰问题.该系统的结构分为两部分:甲板控制单元和水下测量单元, 整套系统通过主机控制程序进行控制, 采用GPS定位系统测定仪器的大地坐标.为了检验系统的稳定性及准确性, 分别进行了实验室水槽实验和海上试验.利用水声测量设备对测量系统进行实验室水槽标定分析, 实验结果表明系统测量值相对误差仅为0.04%, 测量结果具有较高的精度.海上试验在青岛胶州湾和东海海域进行, 获得了试验区域海底沉积物声速和声衰减系数的测量数据, 将测量数据与他人的研究结果进行对比分析, 结果表明测量数据与前人研究结果一致, 较为准确.该原位测量系统在站位式测量和拖行式测量中都能够快速准确地测量出沉积物声速和声衰减系数, 可以作为海底底质声学测量的调查设备.     

基于多源数据的三维城市建模方法

以天津新港三维城市建模为例,介绍了基于二维数据、DEM和3D模型等多源数据的三维城市建模的方法和关键技术。为有效利用现有数据资源快速、准确建立三维城市模型提供了一种经济、灵活、省时、高效的方法。     

三峡工程运用后坝下游河道泥沙输移变化规律

三峡工程蓄水后"清水"下泄,坝下游河段将会长期处于严重不饱和状态,水流含沙量沿程恢复将会引起坝下游长距离冲刷,本文根据三峡工程蓄水前、后的实测资料分析了坝下游河道泥沙输移变化规律,探索不同粒径组沙量沿程恢复对河床冲刷的影响,得到以下结论:在蓄水初期d≤0.031 mm沙量恢复主要受河床补给与江湖入汇共同的影响,随着水库下泄该粒径组沙量递减,使得各站该粒径组年均输沙量均远小于蓄水前的水平,沙量恢复仍主要受河床补给与江湖入汇的影响,这是造成坝下游河道发生长距离冲刷的主要原因之一;在蓄水初期0.031 mmd≤0.125 mm沙量恢复主要受河床补给的影响,但江湖入汇的影响较大,随着河床补给量逐渐减少,各站该粒径组年均输沙量均小于蓄水前的水平,沙量恢复仍主要受河床补给的影响,江湖入汇的影响逐渐减小,这也是坝下游河道发生长距离冲刷的主要原因之一; d0.125 mm沙量恢复主要受河床补给的影响,蓄水初期该粒径组沙量在宜昌监利河段沿程恢复速率较快,且在监利站达到蓄水前的水平,随着时间推移,在宜昌监利河段沿程恢复且速率仍较快,在监利站达到最大值,其数值逐渐小于蓄水前的水平,这是造成坝下游河道冲刷重点集中在宜昌监利河段的主要原因.     

应用实时定量PCR技术检测秦皇岛近岸海域褐潮原因种——抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)

Aureococcus anophagefferens, a small pelagophyte algae, has caused brown tide blooms in coastal waters of Qinhuangdao in recent years, presenting significant negative impacts on the shellfish mariculture industry. Under standard light microscopy, it is visually indistinguishable from other small algae in field samples due to its extremely small size. In this study, quantitative polymerase chain reaction(q PCR) based on 18 S r DNA sequences was developed and used to detect and enumerate A. anophagefferens. A linear regression(R2 = 0.91) was generated based on cycle thresholds value(Ct) versus known concentrations of A. anophagefferens. Twenty-two field samples collected in coastal waters of Qinhuangdao were subjected to DNA extraction and then analyzed using q PCR. Results showed that A. anophagefferens had a wide distribution in coastal waters along Qinhuangdao. Elevated A. anophagefferens abundance, category 3 brown tide blooms(200 000 cells/m L) occurred at Dongshan Beach and Tiger-stone Beach in August in 2013. In shellfish mariculture areas along coastal waters of Qinhuangdao, 4 stations had category 3 blooms, and 6 stations had category 2 blooms(35 000–200 000 cells/m L) in August and all stations had category 1 blooms(0 to ≤35 000 cells/m L) in October. Quantitative PCR allows for detection of A. anophagefferens cells at low levels in filed samples, which is essential to effective management and prediction of brown tide blooms.     

半干旱区不同类型土地利用的蒸散量及水分收支差异分析——以通榆为例

利用吉林通榆半干旱区农田站和退化草地站2008年的外场试验观测资料,对比分析了不同土地利用方式对蒸散和地表水分收支的影响。结果表明：从全年来看,尽管两个站点相距仅5 km,但农田站的全年总蒸散量比代表自然土地覆盖状况的退化草地站高28.2 mm;且生长季两种下垫面的蒸散量较为接近,差异主要发生在非生长季。同时,农田站的年水分收支总量为51.1 mm,比退化草地站低35.6％。具体来说,生长季,两个站点的水分收支均有盈余;但在非生长季,退化草地站的水分收支仍有盈余,而农田站则处于水分亏损状态。这说明在半干旱区,代表人为土地利用状况的农田站面临着更大的水分供给压力,人类活动导致的土地利用会加剧该地区的干旱化趋势。
　　进一步的分析表明,水分盈余并不代表地表的水分状况良好。从 Priestley-Taylor 系数来看,两个站点的Priestley-Taylor系数均远小于1.0,说明在半干旱区,由于表层土壤水分条件的限制,实际蒸散量远未达到平衡蒸散量,土壤面临着水分供给的压力。其可能的原因是,对半干旱区而言,尽管水分收支有盈余,但是由于土壤沙化严重,土壤孔隙度大,大气降水很容易下渗,并以地下水的形式存储起来,使得表层土壤水分供应反而不足。     

硬X射线成像仪量能器测试系统的设计与实现

硬X射线成像仪(Hard X-ray Imager, HXI)是先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory, ASO-S)的3大载荷之一, 其中量能器作为其重要组成部分, 承担着观测30--200keV能段的太阳硬X射线的任务. 在卫星发射之前, 需要开展大量的测试工作, 以确保HXI量能器的各项功能和性能满足设计需求. HXI量能器通道数众多, 内含99个溴化镧探测器, 分别由8块相同的前端电子学板控制. 除了对各个通道的性能进行测试外, 地检系统还需模拟量能器在轨面对不同太阳活动时的运行情况, 对量能器进行全面完备的测试. 此外, 地检系统还需足够稳定, 能满足量能器在单机测试、环境试验、热真空与振动等多个不同测试项目的长时间测试需求. 为此, 设计了地检板与上位机软件, 结合放射源、直流电源、高压模块等组成一套HXI量能器的地检系统, 对8块前端电子学板实现同步配置与管理, 能高效完成指令发送与数据接收, 满足量能器最大数据输出带宽400Mbps的需求. 利用该系统, 在地面完成了HXI量能器的功能、性能验证, 获得了量能器的线性、死时间、能量分辨率等各项性能指标, 为HXI量能器的在轨高性能运行提供了保障.     

季风低压诱发2018年8月广东特大暴雨过程分析

利用NCEP/FNL再分析资料和中尺度数值模拟方法探讨2018年8月27日—9月1日季风低压环境下广东特大暴雨过程的形成成因。利用扰动天气图方法分析发现,季风低压和西南急流为此次广东暴雨过程提供了有利的水汽条件和能量条件。熵变零线位置与降水落区位置有较好的对应,零线处能量有最大累积,有利于暴雨的发生发展,对预报暴雨降水落区有一定的指示意义。为进一步验证季风低压的影响机制,构建不同季风低压尺度的敏感性试验,即通过滤去季风低压环流中的扰动分量来改变季风低压的强度。结果表明：暴雨强度与季风低压尺度和强度存在密切的关系。当季风低压强度较强时,暴雨过程总雨量强;当季风低压强度较弱时,降水大为减少甚至无降水。诊断分析指出,能量螺旋度指数能够较好反映出不同情形下降水发生发展,在季风低压背景下,暴雨区能量螺旋度指数较大,降水强度较强。反之,随着季风低压强度减弱,能量螺旋度指数减小,降水减弱。     

江西省龟峰丹霞地貌景观类型与成因分析

龟峰丹霞地貌区位于信江盆地南缘,地处扬子板块与华夏板块的结合带.景区内丹霞地貌景观类型齐全,成景层位为上白垩统龟峰群的河口组和塘边组.河口组以紫红、砖红色砾岩、砂岩为主,塘边组以紫红色砂岩、粉砂岩、泥岩为主.本文介绍了区内丹霞地貌类型,并结合对该区地质特征研究,提出岩性差异、地层产状、构造发育和水流影响为龟峰丹霞地貌形成的主要因素.     

西秦岭断裂构造系统基本特征及其对地质灾害的控制 作用

通过对青藏高原东北缘西秦岭地区断裂构造系统的特征及与滑坡、泥石流等地质灾害关系的分析研究,探讨了断裂构造系统对滑坡、泥石流等地质灾害的形成和分布的控制作用。认为虽然滑坡、泥石流等地质灾害是内外动力地质作用复杂的联合作用的结果,但断裂构造系统及其活动性对滑坡、泥石流等地质灾害形成具有关键性的作用,这种作用方式有直接和间接之分。西秦岭地区典型的滑坡、泥石流等的形成大多与断裂构造及其活动密切相关,主要表现在:(1)断裂构造发育的区域一般是滑坡、泥石流高发区;(2)断裂带活动为滑坡和泥石流的发生提供了物源和结构条件;(3)断裂的地震活动是诱发滑坡的关键因素;(4)断裂带的长期活动形成的构造破碎带和地形高差易于为流水的侵蚀而形成泥石流沟和陡坡地形。因此在对滑坡、泥石流等地质灾害研究中,不应孤立的认识单个滑坡、泥石流的形成与发展,而应把其放在区域地质环境演化中去认识,尤其是把区域断层格架、断层带结构和断层活动性研究作为地质灾害形成与发展的关键影响因素深入研究,从而为科学认识崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的形成过程、制定科学的灾害的防御和治理方案提供科学依据。