大陆地壳深熔作用中自由水的贡献——以高喜马拉雅淡色花岗岩为例

高喜马拉雅淡色花岗岩是印度与亚洲板块碰撞过程中,地壳深熔作用的产物.尽管自由水对高喜马拉雅淡色花岗岩形成的重要性已被多次报导,但仍存在许多争议.本研究汇编了高喜马拉雅淡色花岗岩的全岩地球化学数据,证明高喜马拉雅淡色花岗岩可以由脱水熔融形成和水致熔融形成.进一步通过热力学模拟获得锆石结晶,并与锆石Ti温度计比较,限定了不...     

地幔中的水与熔融

自二十世纪九十年代起,通过对天然样品的观察、矿物中水的溶解度的实验研究、以及地球物理的观测,人们逐步认识到地球内部以矿物晶格缺陷形式蕴含着至少与现今海洋水量相当的水。地球内部的水除了显著影响矿物的热导率、电导率、流变学、扩散等性质之外,还对不同构造背景下的地幔熔融产生了重要影响。水作为强不相容元素,在地幔发生熔融时会更倾向于进入到熔体相中,从而改变熔体的结构,影响与残留固相之间的平衡。总体上讲,在等温等压条件下,地幔中水的存在可以显著降低其固相线并增大熔融程度;而在绝热减压过程中,水的存在则可以加深初始熔融的深度,增大地幔整体熔融的区间,从而降低平均熔融程度。近年来,越来越多的证据表明,水对于从岩石圈-软流圈边界的低程度熔融到地幔超大规模熔融产物（大火成岩省）的形成都具有重要作用。本文综述了不同构造背景下（大洋中脊、岛弧、地幔过渡带、大火成岩省、大陆板内、洋岛等）水对地幔熔融影响的新进展,并提出现有研究的不足和未来的挑战。

     

青海民和官亭盆地青铜时代遗址木炭遗存指示的生态环境与木材利用

古代东西方文化交流以及人地关系是学界关注的热点问题, 官亭盆地(35°49'~35°54'N, 102°36'~102°56'E) 不仅是东西方交流的关键节点地区, 还是探究气候变化与生业经济、古文化兴衰关系的重点区域。然而, 已经开展的木炭分析工作主要集中于河西走廊、青藏高原东北部、陇东和陇西等地区, 官亭盆地的木炭分析工作则为空白。齐家文化时期(2200~1600 BC)至辛店文化时期(1400~700 BC)东西方文化交流的环境背景以及先民为适应环境变化所采取的策略尚不清晰。针对上述问题, 文章利用剖面采样法在青海民和官亭盆地的鄂家、辛家、清泉旱台等8个考古遗址中采集了12份齐家文化时期和8份辛店文化时期的木炭样品, 对其中大于4 mm的1544块木炭进行了鉴定。木炭样品中包括松属(Pinus L.)、云杉属(Picea Dietr.)、冷杉属(Abies Mill.)、杨属(Populus L.)、柳属(Salix L.)、桦属(Betula L.)、榆属(Ulmus L.)等37种木本植物, 以及1种疑似竹科(Bambusoideae)的炭化植物遗存。研究表明官亭盆地及其附近地区分布着杏、桃、梨等果树, 河岸阔叶落叶林, 栎属(Quercas L.)、榆属(Ulmus L.)等温带落叶阔叶林、山地杨桦林, 松属、鹅耳枥属(Carpinus L.)和桤木属(Alnus Mill.)等组成的温性针阔混交林, 云杉属、冷杉属、松属等寒温性针叶林, 灌木林; 辛店文化时期, 灌木类树种所占比重增加明显, 增加至39.25%, 针叶树种所占比重略有下降, 下降至21.30%。利用共存生态因子法进行气候重建的结果表明, 齐家文化时期年均温为2.2~12.3 ℃, 年降水量为502~1023 mm, 湿润指数为-13.0~101.4; 辛店文化时期年均温为2.5~9.1 ℃, 年降水量为502~678 mm, 湿润指数为-13.0~61.8。显示了齐家文化时期的气候条件要优于辛店文化时期。研究还表明, 官亭盆地先民对林木资源的利用主要集中于薪柴、食用方面。官亭盆地先民通过引入更加耐旱耐寒的麦类作物、发展畜牧业和采集林木果实适应变化的环境。此外, 果树类木炭种类、数量百分比的增加, 是一个值得注意的现象。本研究为解读先民适应气候变化采用的林木资源利用策略, 理解气候变化与生业模式、文化兴衰以及东西方文化交流提供了资料。

     

基于SPEI的渭河流域干旱时空变化特征分析

以标准化降水蒸散指数(SPEI)作为评估指标,基于渭河流域28个气象站点1961—2017年实测降水量和气温数据,采用Mann-Kendall(M-K)趋势检验、经验正交函数以及小波变换等方法分析渭河流域干旱时空变化特征,并研究渭河流域干旱与6种大尺度气候因子之间的相关关系,进一步探讨主要气候因子对流域干旱时空分布特征的潜在影响。研究表明:渭河流域在1961—2017年间整体呈现出变旱的趋势。通过经验正交函数分解,渭河流域干旱分布场主要有3种典型模态类型,分别为全局型、西北—东南反向分布型以及东—西反向分布型;同时,大尺度气候因子南方涛动指数SOI与流域干旱分布场具有更好的相关关系,对该区域内干旱变化有较强的影响。     

新疆昌吉南部侏罗系头屯河组物源与沉积环境分析

在野外勘察和实测剖面的基础上, 运用粒度分析、碳氧同位素分析及多碎屑三角端元分析等方法, 对新疆昌吉南部侏罗系头屯河组进行研究. 认为头屯河组主要发育辫状河三角洲前缘亚相以及滨浅湖亚相. 碳氧同位素样品结果显示13CV-PDB值均在-9‰~-17.3‰之间, 平均-13.275‰, 18OV-PDB值在-14.2‰~-16.2‰之间, 平均-15.425‰, 18OV-SMOW值在-14.2‰~-16.3‰之间, 平均-15.05‰, 表明头屯河组砂岩形成于大气淡水成岩环境. 成岩压实的温度范围为99.26~114.1℃, 埋深在4.34~5.23 km之间, 平均4.87 km. 物源分析反映其主要为隆升基底、岛弧造山带的构造背景, 并在沉积后期显示为混合物源区. 侏罗纪沉积环境由潮湿型气候逐渐向干旱型气候转变, 在头屯河组沉积时期, 沉积环境发生多次弱还原-弱氧化环境与较强氧化环境之间的交替转换.     

城市时空大数据驱动的新型冠状病毒传播风险评估——以粤港澳大湾区为例

2019年末至2020年初新型冠状病毒(COVID-19)的快速传播对中国与世界的公共卫生带来巨大的挑战。如何科学合理地评估新型冠状病毒传播风险并制定相应防疫管控措施,是各国所面临的难题,也是科学防治与精准施策的重要依据之一。作为我国最重要的城市群之一,粤港澳大湾区受本次新型冠状病毒影响较大,且春节假期后大量的复工回流人口进一步带来潜在的传播风险。本文面向粤港澳大湾区新型冠状病毒传播风险评估的紧迫需求,结合大湾区多源城市时空大数据与流行病动力学模型,构建适宜大湾区的改进模型,并对新型冠状病毒在大湾区的传播风险和各类防疫管控措施效果进行评估与模拟。首先,引入动态复工回流人口和聚集热点改进现有动力学模型(SEIR模型),对现有动力学模型在不同空间评估单元的传播参数进行纠偏,加强模型在大湾区评估中的适宜性;利用手机信令等多源城市大数据,构建更精细化的人口、疾病流动矩阵和相应的传染病动力学模型,以满足各级防疫部门精细化(如村(社区)级)风险评估的迫切需求。模拟结果表明,相对经典SEIR模型,改进模型在大湾区的传播风险评估中具有更强的适宜性;大湾区高强度的人口流动为病毒的传播带来较高的风险;防疫...     

BDS卫星钟差半参数平差模型异常数据探测与处理

针对北斗卫星钟差数据中出现钟跳、粗差等异常数据频次较高的问题,将半参数平差模型引入BDS的钟差数据的处理过程中。首先,在考虑系统误差的同时,改进了常用的钟差模型;其次,综合考虑异常数据和系统误差,利用补偿最小二乘原理和极值求解方法,详细推导了分离异常数据前后参数和非参数估计值与相应观测值改正数的关系表达式,实现了异常数据的定值、参数求解和系统误差分离。在此基础上,引入Cook距离,给出了利用参数分量和非参数分量的Cook距离及混合Cook距离,去判断异常值的位置,并给出了一些参数的选取方法及相应的处理措施,实现了卫星钟差异常数据的定位和定值以及部分系统误差的分离。最后,采用武汉大学GNSS中心提供的采样间隔为5 min的北斗卫星精密钟差数据,将本文方法与常用方法进行了试验对比。试验结果表明,本文方法能够有效地识别并处理卫星钟差数据中的异常值,有效克服了基于经验阈值钟差异常数据探测方法的不足,且该方法对于量级较小的异常钟差数据也有很好的探测效果,一定程度丰富了现有的BDS钟差数据质量控制方法。     

致密油储层核磁共振测井响应机理研究

中国西部某盆地致密油储层孔隙结构差,而核磁共振测井T2谱宽,其复杂的核磁测井响应认识不清,且响应机理也不明确.本文基于致密油储层的特性,通过对三组岩样不同系列的实验测量,包括核磁共振、毛管压力曲线、X衍射矿物分析和润湿性实验,主要研究了碳酸盐岩矿物含量对T2谱的影响和由润湿性引起的T2弛豫机制.根据实验结果分析和讨论,明确了致密油岩石核磁共振响应的影响因素及孔隙流体的弛豫机制.综合分析认为,所述的核磁测井响应特征是由两方面因素综合作用的结果,一是水的T2信号主要取决于表面弛豫,低表面弛豫率的碳酸盐岩矿物导致水的T2信号的长弛豫分量增多;二是由于岩石亲油孔隙表面的存在且其弛豫率低于亲水孔隙表面的弛豫率,使得油的T2信号由表面弛豫和体弛豫贡献.     

北太平洋上空臭氧总量长期变化趋势及其影响因素分析

本文基于1979-2014年臭氧总量的卫星遥感数据,利用多元线性回归模型对臭氧总量数据序列进行模拟计算,考察了北太平洋上空臭氧总量长期变化趋势及其影响因素的作用.结果表明,北太平洋地区大气臭氧总量长期变化呈现减少趋势,但是减少速率随季节和纬度带表现出差异性,在各纬度带臭氧峰值季节臭氧下降趋势最为显著.在0°-15°N地区臭氧高值出现在夏秋季节并在8月达到峰值,峰值月份臭氧年均下降率约为0.2DU/a;15°-30°N亚热带地区臭氧高值出现在春夏季并在5月达到峰值,峰值月份臭氧年均下降速率约为0.22DU/a;而在30°-45°N中纬度地区臭氧高值出现在冬春季并在2月达到峰值,峰值月份臭氧年均下降率0.75DU/a.在臭氧分布年平均态基础上,影响臭氧总量分布变化的因素主要有臭氧损耗物质（EESC）、太阳辐射周期（Solar）、准两年振荡（QBO）和厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）等.其中,EESC导致臭氧损耗效应随着纬度升高而增大,在从低到高的三个纬度带损耗最大值分别为11DU、16DU和66DU;Solar增强导致臭氧增加,在三个纬度带的增加效应最大值分别为16DU、17DU和19DU;QBO@10 hPa和QBO@30 hPa对臭氧影响幅度基本在±10DU内波动,只有QBO@10 hPa对30°-45°N区域的影响作用达到14DU,值得注意的是QBO影响作用随着纬度变化存在相位差异,在0°-15°N区域臭氧变化与QBO呈现相同相位,而在15°-30°N和30°-45°N区域臭氧变化与QBO呈现相反相位;ENSO对各个纬度带臭氧影响幅度也在±10DU内,ENSO影响作用在不同纬度带也存在相位差异,臭氧总量变化在0°-15°N、15°-30°N区域与ENSO相位相反,在30°-45°N区域与ENSO相位一致.     

青海省北部重点成矿带与矿集区矿山地质环境遥感监测研究

为了查明青海省重点成矿带与矿集区矿山地质环境的现状及变化趋势,利用DEM和IKO-NOS、QUICKBIRD、WORLDVIEW-2、SPOT-5等卫星遥感解译资料对该地区的矿山地质环境进行了研究。结果表明,盐湖矿产开发占地面积最大,其次为煤矿,且煤矿区和盐湖矿区占地面积扩展迅速。矿山开发所引发的地质灾害(隐患)集中分布于煤矿开采区,主要表现为塌陷坑、地裂缝、崩塌(隐患)、泥石流(隐患)和地面塌陷区(隐患)等。环境污染主要表现为水体污染、粉尘污染和尾矿污染,而尾矿污染较为突出。