中国历史极端干旱研究进展

中国现有抗旱相关法规、规划、标准和制度等均是按常态干旱考虑的,几乎没有考虑大范围、长历时极端干旱的问题。一旦发生类似崇祯大旱和光绪大旱等极端干旱,将对中国经济社会产生深刻影响。从历史旱涝序列重建、极端干旱事件复原和重演3个方面论述了相关研究进展,发现重建方面缺乏重建方法对比研究、重建序列时空分辨率较低等,复原方面缺乏干旱灾害双重属性的考虑等,重演方面缺乏对抗旱减灾能力以及全球气候变化的考虑等。对未来研究重点和实践需求进行了展望,指出需在不同重建方法交叉检验、高时空分辨率旱涝序列重建、基于自然灾害双重属性的历史极端干旱事件复原、历史极端干旱事件定量化重演和干旱巨灾风险应对战略等方面取得突破性进展。     

黄河流域水循环研究的进展和展望

总结了黄河流域水循环研究的进展,指出缺乏立足于水循环整体的机理过程的探讨及缺乏较成熟的流域水文模型是已有研究的不足。为能更好地模拟水文过程对各种作用力的响应,今后研究的方向将是建立既考虑垂向水分和能量传输(如降水,蒸发,感热),又考虑水平向的地表水分运动(汇流)和地下水基流过程的黄河流域的分布式水文模型。模型将结合遥感信息与地面资料,建立与区域大气环流模式(GCM)的接口,辅之以野外生态试验小区、径流试验场和室内试验的资料,以深入探索黄河流域水循环动力学机制     

内蒙古银额盆地哈日凹陷下白垩统碎屑锆石U-Pb测年及其物源意义*

前人认为银额盆地下白垩统物源主要来自凹陷周缘的造山带或凸起区,但对于下白垩统的物源具体属于何套地层、确切源区位置等问题,并未开展过相关研究。笔者以哈日凹陷为例,通过对该凹陷下白垩统8个沉积岩样品开展地球化学和碎屑锆石U-Pb年代学研究,以期解决以上问题。研究结果表明: (1)碎屑锆石按年龄可以分为三叠纪锆石、二叠纪锆石、石炭纪锆石和古老锆石4类,对应的年龄分别为$237.9\pm3.2\pm-238.3\pm8.4$ Ma, $255.0\pm9.7-285.9\pm4.3$ Ma, $307.0\pm23.0-330.0\pm3.0$ Ma and $434.0\pm4.0-2584.0\pm14.0$ Ma 。(2)微量元素和锆石年龄组成特征表明,下白垩统以二叠系和石炭系物源供给为主,包括二叠纪和石炭纪侵入岩和沉积岩。(3)锆石年龄分布指示哈日凹陷下白垩统物源具有多源区的特征,凹陷西北部的洪格尔吉山、南部的宗乃山和东部的切刀山对其均有物源贡献。(4)3个物源区对巴音戈壁组和苏红图组的物源贡献率具有一定的差异,如宗乃山地区对苏红图组有较大的物源贡献率,这种差异可能由沉积物迁移距离、源区地质体剥蚀速率、构造运动等原因所致。下白垩统物源特征的确定,对于恢复哈日凹陷早白垩世原型盆地、建立早白垩世沉积古地理模型等均具有重要的意义。     

Geochemistry, Geochronology and Isotopic Evolution of the Chewore-Rufunsa Terrane, Southern Irumide Belt: a Mesoproterozoic Continental Margin Arc

The southern Irumide Belt (SIB) is an ENE–WSW-trending,late Mesoproterozoic orogenic belt located between the Congo–Tanzania–Bangweulu(CTB) and Kalahari cratons in central southern Africa. It isseparated from the late Mesoproterozoic Irumide Belt (IB) tothe north by Permo-Triassic graben, raising the possibilitythat the younger rifts reactivated a suture between the twobelts that has been rendered cryptic as a result of youngerKaroo cover. Both belts are dominated by calc-alkaline gneisses,but in addition the SIB contains abundant metavolcanic and metasedimentaryrocks. In this study we present detailed geochemical, isotopicand geochronological data for volcanic and plutonic lithologiesfrom the southernmost part of the SIB, the Chewore–RufunsaTerrane. This terrane comprises a wide variety of supracrustalto mid-crustal rocks that have major- and trace-element compositionssimilar to magmas formed in present-day subduction zones. Chondrite-normalizedrare earth element (REE) profiles and whole-rock Sm–Ndisotope compositions indicate that the parental supra-subductionmelts interacted with, and were contaminated by sialic continentalcrust, implying a continental-margin-arc setting. Secondaryionization mass spectrometry dating of magmatic zircon has yieldedcrystallization ages between c. 1095 and 1040 Ma, similar toelsewhere in the SIB. U–Pb dating and in situ Lu–Hfisotopic analyses of abundant xenocrystic zircon extracted fromthe late Mesoproterozoic granitoids indicate that the contaminantcontinental basement was principally Palaeoproterozoic in ageand had a juvenile isotopic signature at the time of its formation.These data are in contrast to those for the IB, which is characterizedby younger, c. 1020 Ma, calc-alkaline gneisses that formed bythe direct recycling of Archaean crust without significant additionof any juvenile material. We suggest that the SIB developedby the subduction of oceanic crust under the margin of an unnamedcontinental mass until ocean closure at c. 1040 Ma. Subsequentcollision between the SIB and the CTB margin led to the cessationof magmatism in the SIB and the initiation of compression andcrustal melting in the IB. KEY WORDS: geochemistry; Mesoproterozoic; SHRIMP zircon U–Pb dating; Sm–Nd isotopes; Southern Irumide Belt     

TVDI用于干旱区农业旱情监测的适宜性

基于地表温度/植被指数(T_s/VI)特征空间建立的温度植被干旱指数(TVDI)受诸多因素的影响,其中一个重要的影响因素是植被指数,该指数在高、低植被覆盖时的敏感性不同,从而导致TVDI对旱情监测的准确度不同.针对这一问题,以新疆塔里木盆地北缘渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,选择2011年4月、8月两景TM影像,利用归一化植被指数(NDVI)和比值植被指数(RVI)分别建立T_s/VI特征空间,线性拟合特征空间的上、下边界,计算得到两种温度植被干旱指数(TVDI-NDVI、TVDI-RVI).用TVDI与同期野外实测的土壤含水量数据进行回归分析.结果表明:(1)植被指数、地表温度、土壤水分之间有显著互动关系,以不同植被指数计算得到的两种TVDI与表层土壤水分相关性较好,均能够反映区域土壤干旱状况;(2)由于植被指数对植被探测的敏感性,在4月低植被覆盖时,TVDI-NDVI与表层土壤水分的相关性较高,为0.4299,8月高植被覆盖时,TVDI-RVI与表层土壤水分的相关性较高,达到0.5791;(3)在低植被覆盖区域,NDVI较RVI敏感,而在高植被覆盖区域,RVI敏感性较高.RVI适用于高植被覆盖时反演土壤湿度,NDVI则更适用于中、低植被覆盖时.     

阿克苏河流域气候变化对潜在蒸散量影响分析

蒸散发是水文过程的关键环节,研究气候因子对潜在蒸散发的影响,有助于深入认识水文过程对气候变化的响应。本文基于阿克苏河流域1960-2007 年逐日气象资料和Penman-Monteith公式,估算并分析参考作物蒸散量(RET) 时空变化特征,并用多元回归方法定量区分气候因子变化对RET 变化的贡献率。研究发现流域RET 空间差异明显,东部平原区平均年RET 为1100mm左右,是西部山区的近2 倍;东南部绿洲区的RET显著减少,而西部变化复杂。RET变化趋势的季节差异也很显著,以夏季变幅最大,是年变化的主要贡献者。高海拔地区相对湿度对RET变化影响最大,其它区域的风速变化对RET变化的贡献率最高。库车和乌恰站的风速变化对RET变化的贡献率大于50%,是RET变化的主导因素。     

三塘湖盆地低熟油的发现及其地球化学特征

三塘湖盆地目前所发现的原油的C₂₉甾烷 20S/(20S +20R)值大部分小于 0.42,属于低 (未 )熟油的范畴。与国内外报道的低熟油相比,三塘湖盆地物性特征也具有高密度、高粘度及高含蜡量等特征,但其物性偏好。经油源分析,这些低熟油主要来源于上二叠统芦草沟组。该组烃源岩演化程度较低,有机质丰度较高,属较好生油岩。通过有机显微组分分析,发现芦草沟组烃源岩以富含腐泥无定形富氢显微组分而有别于三塘湖盆地其它低熟源岩。经热解分析,腐泥无定形是芦草沟组烃源岩主要生烃贡献者,并且其主生烃期Ro 在 0.35 %～ 0.6 %之间。因此,腐泥无定形低熟生烃是三塘湖盆地低熟油的主要生烃机制。另外,在三塘湖盆地原油以及芦草沟组源岩中都检测到 17α(H) 2 5 降霍烷系列化合物,说明三塘湖盆地的低熟油可能与陆源有机质细菌降解改造作用有关。     

云贵高原斜坡地带典型地下水富硫酸盐地区“越层找水”模式及其机理研究

地下水是中国西南云贵高原斜坡地带重要的饮用水源,其中黔中镇宁县北部存在大面积地下水中硫酸盐超标地区,导致了当地出现水质性缺水问题。本次研究通过岩相古地理分析、水化学分析、D、18O、34S同位素测试、岩样测试、岩心观察等技术手段,查明了研究区内地下水的补给源主要为大气降水,地下水中硫酸盐(SO_4~(2-))浓度在30～1100 mg/L,平均值为221.78 mg/L,呈现高度富集SO_4~(2-)的特点;在区域相对隔水层以上,不同类型地下水中SO_4~(2-)浓度大体具有机井上升泉下降泉溶潭地下河出口基岩裂隙泉表层岩溶泉的规律;探讨了地表水、地下水中SO_4~(2-)的来源,表层岩溶泉中硫酸根的来源主要为大气降水,高硫酸盐样品中硫酸根的来源主要为石膏溶解。在此基础上,结合钻井资料,掌握了研究区膏岩层分布及含水层结构特征,通过建立"越层找水"模式,采取下层低硫酸盐含水层,获取合格饮用水源,可有效解决当地水质性缺水问题。     

循环荷载诱发黄土滑坡的机理研究

随着黄土地区高速铁路的兴建,为了能更好地服务于该地区高速铁路沿线黄土滑坡的防治工作,本文通过室内不排水动三轴试验,研究了黄土在高速列车这种"长持时,小振幅"荷载作用下的动力特性。试验结果表明,黄土在列车循环荷载作用下其动强度随着振动次数的增加而降低,且黄土在振动过程大多会发生振陷。由扫描电镜试验可知黄土发生振陷主要是由于土体中的大颗粒被振碎,大、中孔隙减少,土体不断被压密所致。在此基础上,提出了循环荷载诱发黄土滑坡的形成机理,并首次将熵增理论应用到黄土滑坡形成机理的解释中,取得了较为满意的结果,为高速铁路沿线黄土滑坡的防治提供了新的理论依据。     

三水盆地古近系下部湖相沉积的稀土元素地球化学特征及其古气候意义

通过分析三水盆地古近系下部岩心的稀土元素丰度和分布模式,并结合其它地球化学指标(Fe/Mn, Mg/Ca),重建了古近纪早期的古气候条件。岩心中稀土元素总量（∑REE）变化于7.06~230.01 μg /g之间,平均值为142.32 μg/g。接近全球平均大陆上地壳成分（UCC）,略低于北美页岩。沉积物显示轻稀土相对富集、右倾斜型、Eu中度亏损以及Ce异常不明显的稀土元素分布模式。岩心各深度处稀土元素分布模式非常相似,且与UCC的稀土元素分布模式基本一致。表明沉积物具有较为一致的物质来源和形成机理,而且源区具有大陆上地壳性质。岩心沉积时期古气候变化经历了较为干燥—温湿—温湿与干旱气候交替出现—以温湿气候条件为主的四个阶段。总体上显示明显的变湿趋势。