地质构造变形数值模拟研究的原理、方法及相关进展

地质构造变形数值模拟实验研究是遵循自然科学规律,依据数学、物理学、化学等学科中已为人们认识的规律为原理;依靠计算机先进的综合处理系统;以固体地球科学资料为基础所构建的地质模型为实验研究本体。因而,地质构造变形数值模拟是采用数学物理方法对相关地质学问题的科学描述,并采用理论分析和数值模拟实验方法,对所描述的相关地质学过程进行定量化求解。由于数值模拟可以综合利用其它学科的研究成果,建立和模拟不受时空限制的各种地质模型,为定量化地解决一些复杂的地质学问题,提供有效的分析工具,已经引起了国内外地学界的重视和深入研究。数值模拟实验研究方法的发展,将极大地促进我国地学界从采用了多年的传统的描述性研究方法向科学的定量化研究方法的转变。     

河南罗山金城金矿床成矿物质来源探讨

河南省金城金矿床位于桐柏—商城韧性剪切带南部、大别山西北侧。矿床赋存于中元古界苏家河群浒湾岩组变质岩中。在详细分析金城金矿床地质特征的基础上,研究共生花岗斑岩脉的微量元素、稀土元素地球化学特征,共生石英的氧同位素、共生石英流体包裹体中CO2的碳同位素及共生黄铁矿的硫、铅同位素组成特征,并与老湾金矿和燕山晚期灵山花岗岩体对比。研究发现,本区花岗斑岩脉的稀土配分曲线和微量元素蛛网图与灵山花岗岩体几乎完全重叠,稀土元素和微量元素特征参数较为一致,结合区域资料推断本区与矿体共生的花岗斑岩脉来源于燕山晚期岩浆活动。黄铁矿δ34S值变化范围为-6.9‰～5.5‰,均值为2.3‰,与区域上地层和岩浆岩硫同位素对比,认为金城矿床载金黄铁矿的硫主要来源于浒湾岩组围岩。载金黄铁矿铅同位素和浒湾岩组地层铅同位素范围相当,均有下地壳铅源的特征,结合硫同位素分析,认为金城金矿床载金黄铁矿的铅主要来源于浒湾岩组围岩。δ18OSMOW变化范围为5.5‰～11.4‰,极差为5.9‰,均值为8.4‰,具有岩浆热液石英的特征;δ18CPDB变化范围为-6.3‰～-2.8‰,极差为3.5‰,均值为-4.4‰,具有岩浆源或深部源碳(-7‰)和沉积碳酸盐岩来源碳(0)混合的特征;综合研究表明,本矿床成矿物质主要来源于浒湾岩组含金岩石建造,部分来源于燕山晚期岩浆热液活动。     

蒙古国东部塔木察格盆地南部白垩系地层结构及沉积充填特征

盆地的古地形及构造坡折带的形态和类型决定其沉积充填的特征和储集层砂体的分布。根据对蒙 古国东部塔木察格盆地南部地区南贝尔凹陷和塔南凹陷的盆地边缘的古地貌结构特征分析,将南贝尔凹陷和塔 南凹陷白垩纪发育的古构造坡折带划分为4种类型,分别控制着4种类型沉积相的形成和分布。断崖型坡折带 控制近岸水下扇相及前方的远岸湖底扇相的形成和分布;断阶型坡折带控制扇三角洲相和近岸水下扇相的形成 和分布;缓坡型坡折带控制扇三角洲相的形成和分布。在基准面下降阶段,盆内坡折带控制着远岸湖底扇的形 成和分布。     

根管石地球化学研究进展

根管石是高等植物的化石遗迹, 是陆地生态系统的敏感指示剂。根管石及其相关特征不仅证实了古土壤的存在并反映出古代陆地渗流环境的演化, 同时为研究古地理、古气候以及植物古生态提供了重要信息。近几十年来, 国际上对黄土-古土壤序列、海岸带和蒸发盐湖等环境中根管石的地球化学特征、成因和形成环境等已经进行了一系列研究并取得了一定的成果。本文总结了根管石的地球化学研究进展, 概括了不同环境中根管石的形态、矿物组成、碳氧同位素组成以及碳同位素定年等特征, 论述了根管石的形成过程及其对环境的指示意义。     

吉林省伊通地区橄榄岩包体的同位素特征与岩石圈地幔时代

吉林省伊通新生代火山群中大孤山所伴生的东小山火山含有丰富的地幔橄榄岩包体,详细的岩石学和矿物学工作显示,这些包体的主要岩石类型为尖晶石二辉橄榄岩,含有少量的方辉橄榄岩和异剥橄榄岩。包体的结构类型多样,包括粒状变晶结构、碎斑状结构、糜棱结构和筛状变晶结构。主量元素及矿物化学资料表明,这些地幔橄榄岩包体大都比较饱满,说明其所经历的部分熔融程度较低。微量元素显示,包体在形成以后经受过不同程度地幔交代作用的影响。矿物平衡温度计算结果表明包体的平衡温度为989～1142℃,来源深度约为40～70km。Sr-Nd-Hf同位素资料反映二辉橄榄岩包体具有亏损地幔的特征。Re-Os同位素资料显示上述岩石圈地幔的主体形成于显生宙期间,少量具有中元古代Re亏损年龄的样品所代表的古老地幔与本区上覆地壳成因无关,可能是软流圈中固有的较古老的大陆岩石圈地幔。     

南海北部甲烷渗漏的沉积地球化学指标(Sr/Ca和Mg/Ca)识别

自生碳酸盐矿物是揭示甲烷渗漏过程及其周期性变化的重要指标。为了方便、快速地识别出自生碳酸盐矿物,在探讨了前人建立的端元组分模型(文石、高镁方解石、生物成因方解石和碎屑)在我国南海北部适用性的基础上,利用沉积物全样中Sr/Ca和Mg/Ca值计算了南海北部神狐海域两支沉积物柱状样中自生碳酸盐矿物的质量分数,计算结果表明,在不同沉积深度均有含量不等的自生碳酸盐矿物。这一结果被X射线衍射结果和沉积物中存在晶形完好的自生高镁方解石和文石矿物所验证,表明利用前人建立的端元组分模型计算的结果具有可靠性。自生碳酸盐矿物的出现显示该海域深受甲烷渗漏作用影响。利用地球化学指标(Sr/Ca和Mg/Ca)获得的自生碳酸盐矿物含量垂向变化显示该区域甲烷渗漏具有强弱交替的周期变化。运用端元组分模型来获取沉积物柱状样中自生碳酸盐矿物的高分辨率剖面,从而识别甲烷渗漏信息非常方便,在大范围寻找甲烷渗漏和天然气水合物方面具有较大潜力。     

基于损伤过程的非均质岩体声发射及破坏规律数值模拟研究

声发射事件数大小及源分布特征是岩体损伤演化过程的直接表征。在前人研究的基础上,以数值模拟的方法,考虑细观非均匀特性,采用基于应变软化的弹-脆-塑性模型描述基元的损伤与破坏过程。借助FLAC3D软件中的FISH函数实现了以Weibull分布随机赋予基元材料属性及对声发射事件数的记录,从时间序列上探讨非均匀性对岩体声发射现象的影响,结果表明,均质度对于岩体的声发射规律及破坏模式影响显著。     

40-30kaBP青藏高原及邻区高温大降水事件的特征、影响及原因探讨

40－30kaBP相当于末次冰期大间冰阶或海洋氧同位素MIS3晚期。青藏高原在岁差周期夏季高太阳辐射作用下,据古里雅冰芯与若干孢粉记录指示温度比现在高2－4℃,高原及邻区众多大湖的高湖面记录指示大范围降水丰沛。应用Kutzbach水能平衡方程推算了封闭湖泊流域（青海湖、扎布耶／拉果错、阿克塞钦／甜水海）年平均降水可达640mm,560mm,260mm,分别是现代降水的1．7倍,3倍,5倍。高原及邻区包括祁连山以北和云南部分区域在内的大降水对水系河流产生了重大影响。高原内部河湖串联,水系合并;如色林错、班戈错、纳木错串联为高原上最大的内陆水系;若尔盖古湖外流并入黄河水系;长江上游大水在三峡束狭形成强烈旋涡掏蚀成低于海平面的深槽,形成了深槽中、底部的砂砾沉积。这次高温大降水事件是由高太阳辐射导致的由青藏高原高温热低压加强、热带洋面增暖蒸发强烈、南半球越赤道气流增强共同作用而形成的高原特强夏季风,同时极地冰盖迫使西风带南移也可能加强了对高原尤其是西部的降水．H3事件（27kaBP)促进了高温大降水事件的结束,H4事件（35.5kaBP)则可能短期萎缩了夏季风,使高温大降水事件呈现不稳定性特点。     

鄱阳湖水体溶解无机碳的季节变化、输送及其来源

为深入理解鄱阳湖水体溶解性无机碳(DIC)、碳同位素时空分布特征及其影响因素,继而了解鄱阳湖碳通量及其主要碳源贡献率,于2019-2020年典型水文季节对鄱阳湖湖区及"五河"入湖口进行样品采集分析,采用统计学方法初步分析鄱阳湖及入湖口水体中DIC及其同位素(δ13 CDIC)分布特征.结果 表明:(1)DIC浓度丰水期...     

植被变化对中国区域气候的影响Ⅱ:机理分析

在利用区域气候模式（RegCM2）对中国植被变化的气候影响进行了数值模拟研究的基础上,该文着重对其中可能的机理进行了分析,结果表明:植被变化对地-气系统的能量平衡具有重要影响。植被变化使地表释放的有效通量（感热+潜热）发生变化,同时有效通量中的感热。潜热分配,即波恩比亦会发生改变,从而导致大气湿静力能分布的变化,使大气层结及垂直运动发生相应改变,这会进一步影响到大气水汽输送情况,井与相应的垂直运动变化结合最终导致降水的变化。另外,由于植被变化造成的地表蒸散及上壤持水能力的变化,会使土壤含水量、地表径流等也发生明显的变化。