微型近红外光谱仪测量北极积雪覆盖海冰内部太阳辐照度可行性研究

The extremely low temperature, high humidity and limited power supply pose considerable challenges when using spectrometers within the Arctic sea ice. The feasibility of using a miniature low-power near-infrared spectrometer module to measure solar radiation in Arctic sea ice environments was investigated in this study.Temperature and integration time dependences of the spectrometer module were examined over the entire target operating range of –50℃ to 30℃, well below the specified operating range of this spectrometer. Using these observations, a dark output prediction model was developed to represent dark output as a function of temperature and integration time. Temperature-induced biases in the saturation output and linear operating range of the spectrometer were also determined. Temperature and integration time dependences of the signal output were evaluated. Two signal output correction models were developed and compared, to convert the signal output at any temperature within the operating temperature range and integration time to that measured at the reference temperature and integration time. The overall performance of the spectrometer was evaluated by integrating it into a refined fiber optic spectrometry system and measuring solar irradiance distribution in the ice cover with thickness of 1.85 m in the Arctic during the 9th Chinese National Arctic Research Expedition. The general shape of the measured solar irradiance above the snow surface agreed well with that measured by other commercial oceanographic spectroradiometers. The measured optical properties of the sea ice were generally comparable to those of similar ice measured using other instruments. This approach provides a general framework for assessing the feasibility of using spectrometers for applications in cold environments.     

热带西太平洋海域上层海洋热含量的CSEOF分析

基于月平均Argo温、盐度剖面、纬向风和Ni o3.4指数等资料,利用循环平稳经验正交函数(CSEOF)分解法、最大熵谱分析和相关分析等方法,研究了热带西太平洋海域上层(0—700m)海洋热含量的时空变化特征,并探讨了其年际变化的可能原因。结果表明,热带西太平洋海域上层海洋热含量距平场具有显著的东-西向反位相振荡,且这种振荡除了具有较明显的季节变化外,还存在着较强的准2a振荡。此外,热含量距平场还存在着负-正-负的三极式经向模态,该模态除了具有明显的季节变化外,还存在着显著的准4a振荡。进一步分析表明,热含量的准2a振荡与ENSO事件的发生有着非常密切的联系,并对赤道西太平洋纬向风异常有1—2月的滞后响应。     

Wave Decay and Its Characteristics in Surf Zone

In accordance with the similarity between breaking waves and hydraulic jumps, the expressions for estimating wave decay and wave energy dissipation in the surf zone are derived based on the fundamental equations of fluid mechanics. Using the numerical solution of cnoidal wave theory, the various kinematic properties of waves in the surf zone, including the relative wave crest height, wave energy, and radiation stress are discussed. The values calculated with the method proposed in this paper are in good agreement with the experimental data gained by other researchers. The present expressions can be used in the studies of sediment transport on gently sloping beaches, especially on muddy beaches.     

利用斯通利波衰减反演渗透率的方法改进

利用严格的Biot介质模型,针对阵列声波测井情况,建立了基于物理统计方法的利用斯通利波幅度衰减反演储层渗透率之线性化最小二乘反演模型。作为对方法可行性的检验,运用该方法对理论合成数据进行了处理,结果表明运用统计方法后反演渗透率的偏差变小,证明了方法的可行性。     

浙江早古生代孢粉型化石的研究

在浙江西北部早寒武世荷塘组、晚寒武世华严寺组、早奥陶世宁国组、晚奥陶世长坞组和文昌组、早志留世霞乡组、河沥溪组和康山组、中志留世唐家坞组中发现孢粉型化石,孢粉型化石包括疑源类,隐花(陆生)植物孢子类型等,计66属、112种、31未定种。同时讨论了这9个层位孢粉型化石的组合特征、地质时代及其沉积环境。     

雪峰山基底隆升带及其邻区印支期陆内构造特征与成因

狭义的华南陆块东部包括扬子地块和华夏地块,而雪峰山陆内构造系统是扬子地块的重要组成部分。通过对雪峰山地区印支期地层角度不整合时空分布规律的分析表明,高角度不整合—微角度不整合—平行不整合—整合的空间分布区域依次由东往西递变渐新。根据褶皱变形分析得出,雪峰山地区在印支期发育了北东东向和北北东向2个轴迹方向的褶皱,后期叠加了南北向弧形逆冲推覆构造。区域构造背景和动力学分析表明,扬子地块内部印支期总体北东向的变形形迹与东西轴向的秦岭—大别造山带和扬子地块南部东西轴向的构造线相垂直;其原因是:扬子地块与华夏地块最终陆内收缩变形的时间比扬子与华北沿秦岭—大别造山带的陆间碰撞拼合的时间早,印支早期的先存北北东向构造线在印支晚期由于扬子地块顺时针旋转变位为北东东向,从而决定了印支早期现今北东东向的构造线,随后的第二幕北北东向构造线的形成是在与早期第一幕变形的应力场相同的同一构造应力场作用下形成的。但是,秦岭—大别造山带近东西向的构造线取决于主动大陆边缘,即总体近东西向的华北陆块南缘边界,其原始方位为总体近东西向。这些复杂边界条件和旋转决定了先形成彼此近于垂直的构造线,然后拼接形成现今构造线垂直的格局。     

海底热液成矿活动研究的进展、热点及展望

海底热液活动研究进展迅速,热液矿化作用已成为当前国际地球科学最为活跃的研究领域之一。本文叙述了:(1)热液调查新技术、新方法、矿床赋存状态、主要类型以及热液矿化作用的研究进展:(2)当前国际研究的热点,包括海底热液矿床和构造岩浆背景、热液流体形成和金属浸析作用、热液沉淀过程中的金属分馏作用、热液排放与大洋的质重平衡等。最后强调加强海洋地球科学国内外合作的必要性。     

东太平洋CC区多金属结核物质来源和分布规律

对东太平洋CC区(Clarion-Clipperton Zone)多金属结核丰度、品位、多波束地形测量、深拖光学覆盖率探测、地震勘探等一系列调查资料综合研究表明:①东区和西区结核在其化学成分和形态上有差异,但是聚类分析结果表明不能按区域断然分开;②因子分析得出东、西两区结核4种主因子是Mn组元素Mn、Cu、Ni、Zn,Fe组元素Fe、Co、Ti、Sr,岩源组元素Si、Al、K,生物元素Ca、P;③西区结核成矿物质主要来源于上覆海水中金属元素的化学沉淀,火山成矿作用使结核富集和丰度增加,趋势面和人工神经网络分析表明结核主要分布在海底坡度≤5°地区,该地区的结核量占总结核量的89.62％,坡度>5°地区结核量占10.38％;④东区结核丰度、覆盖率、地形三者变化一致,重大相变距离为10～15km,来自地幔成矿物质通过玄武质洋壳裂隙和断层,为多金属结核的形成和生长提供了丰富的物质来源,地球深部地质作用过程如基底岩浆房活动可能对结核分布产生重要影响;⑤东太平洋CC区多金属结核矿带的形成应归于海底板块扩张活动的一种资源效应和经后期表生地质作用改造的结果。     

冲绳海槽宫古段中央地堑的形态与分布

采用中国科学院海洋研究所“科学1号”调查船及国家海洋局“向阳红9号”调查船最近几年在冲绳海槽宫古段进行海底地形及反射地震调查所取得的数据,首次详细展示了冲绳海槽宫古段南北长约200km区域内中央地堑的形态及空间展布特征。本文给出的成果大大加深了关于冲绳海槽中央地堑各种变化的认识。指出,按照形态,中央地堑分为U型、V型和半地堑三种。其中大部分中央地堑为U型地堑。地堑的深度40～250m,宽度6～14km,长度17～33km。冲绳海槽宫古段的最大水深为2244.4m,位于中央地堑城阳段北端底部靠东的一侧(125°19.3′E,25°49.8′N)。本研究区的中央地堑可分为断续的9段,从东北向西南大致呈右旋雁行排列。但黄岛段相对于崂山段,城阳段相对于莱西段,李仓段相对于城阳段又稍微向西偏出,呈现为左旋雁行排列。地堑的走向一般为N60°E左右,相对于冲绳海槽的走向更偏向于东西方向,偏角在15°左右。各段中央地堑是被NW向断裂错开的。这些断裂在海底表现为明显的海底断崖地貌和陡沟地貌,在地震剖面上表现为明显的地层错位,其错位的幅度往往老地层比新地层要大。根据地震剖面分析,这些NW向的断裂应该是走滑性质的。本文展示的中央地堑在形态上和空间展布形式上都和扩张洋脊类似。莱西段和城阳段中央地堑之间重叠地堑,在形式上也类似于扩张洋脊的重叠扩张中心。从地堑深度较浅并发育重叠地堑来分析,冲绳海槽的扩张速率应当介于慢速扩张和中速扩张之间。本研究区莱西段、即墨段和平度段海底地形相对较高,中央地堑深度变浅,并发育重叠中央地堑,应该相当于快速扩张大洋中脊的轴高,可能是正在孕育岩浆活动的位置。目前我们所观测到的中央地堑的错断和有规律的排列说明海槽的主体演化过程已经在拉张盆地和断陷盆地的基础上上升到一个更高的阶段。本文根据中央地堑的展布形式、重叠中央地堑,及其两侧中央地堑中的海底山推测此区域海底扩张可能正在进行。     

中国二八面体含铝蒙皂石矿物化学和晶体化学的特征

通过对我国６４个二八面体含铝蒙皂石矿物化学及晶体化学数据的统计分析，研究了它们的矿物化学及晶体化学的基本特征，并得出八面体组分是影响蒙皂石矿物学及物理化学性质的主要因素，在此基础上，利用ＡｌＡｌ－ＡｌＦｅ－ＡｌＭｇ三角图划分了我国二八面体含铝蒙皂石的晶体化学类型，并对原分类图进行了模式化处理，使ＡｌＡｌ－ＡｌＦｅ－ＡｌＭｇ图更具实际意义，蒙皂石的阳离子交换容量与晶体化学模型有对应性，并受八面体三价