第四纪两类千年尺度气候振荡现象及机理研究

千年尺度气候突变事件是第四纪冰期普遍存在的气候现象。这些事件可以被分为两类,一类为Dansgaard-Oeschger Event (DO事件),另一类为海因里希(Heinrich Stadial,HS)事件,后者有时也被认为是一种特殊的DO事件,因此也被称为 HS-DO事件。HS事件期间北大西洋冰架的融化一般对应DO振荡的冷相位,这与通常认为的冰架在较冷气候下体积增加并不相符。这两类事件在北大西洋重建数据中表现得最为明显,但其气候影响具有全球性。由于没有显著的外强迫驱动这两类气候突变事件,自20世纪90年代首次被确认以来,HS-DO事件一直是古气候界关注的重点,且人们对其触发机理仍没有定论。本文基于目前对这两类千年事件的研究现状,集中总结了目前已有的可反映千年事件的重建数据,利用已有的模拟工作,重点回顾了现有的机制理论,评述了目前研究DO事件以及HS-DO事件的局限性,并对其后续工作,尤其是模拟部分,进行了展望。     

内蒙古中部西乌旗晚石炭世辉长岩-花岗岩系列:岩石成因与地球动力学意义SCIEI北大核心CSCD

辉长岩和花岗岩组成的双峰式火成岩系列通常产出于威尔逊板块构造旋回的诸多伸展周期。基于其岩石地球化学特征示踪伸展地球动力学过程与相关壳幔相互作用的独特视角,本文报道了中亚造山带东段内蒙古中部西乌旗地区新近识别的晚石炭世猴头庙辉长岩-花岗岩系列。SIMS锆石U-Pb定年揭示辉长岩和花岗岩的侵位年龄分别为~307Ma和~305Ma。辉长岩主要由斜长石、辉石和角闪石组成;SiO 2含量介于50.4%~53.4%之间,呈现镁质、准铝质和钙碱性特征;富集大离子亲石元素,亏损高场强元素;并具有OIB型全岩Sr-Nd(I Sr(t)=0.704249~0.704330,εNd(t)=+1.73~+3.81)和锆石Hf(εHf(t)=+4.58~+15.16)同位素组成,其锆石δ18 O介于5.75‰~6.61‰之间。这些特征指示辉长岩可能源于俯冲板片流体交代的亏损地幔楔部分熔融。同期花岗岩主要由斜长石、钾长石、石英和黑云母组成;其SiO 2含量变化于76.3%~77.6%,高硅碱、贫铁镁、弱过铝、富钍铀、亏锶钡、Eu负异常,契合典型高分异I型花岗岩的元素地球化学特征;花岗岩具有中等放射性成因的全岩I Sr(t)(0.704923~0.704981)、εNd(t)值(-0.15~+0.57)和锆石εHf(t)值(-2.63~+7.40),以及高的锆石δ18 O(6.44‰~8.06‰)。鉴于元素和同位素特征指示的高分异特征和高演化源区,猴头庙高硅花岗岩可能衍生自中元古代和古生代多期增生物质所组成的复合中基性地壳的部分熔融及其后的结晶分异作用。综合区域石炭纪-早二叠世蛇绿混杂岩和岛弧岩浆岩时空展布格局,晚石炭世猴头庙辉长岩-花岗岩系列记录了内蒙古中部其时因洋脊俯冲引发的弥散性区域伸展事件。一方面,该事件既有别于建造西乌旗早-中石炭世弧-盆体系的板片回退阶段,又迥异于早二叠世大规模后碰撞伸展过程;另一方面,这些周期性伸展事件共同见证了中亚造山带东段晚古生代威尔逊造山旋回的完整历程。     

乌岩岭国家级自然保护区动态监测系统设计与实现

面向地理国情监测,以自然保护区监测为突破口,分析自然保护区监测内容,研究自然保护区多源异构数据整合、专题信息建模、多时态信息动态可视化等关键技术。在此基础上,以乌岩岭国家级自然保护区为例,构建保护区多层次、多尺度的基础空间数据库和专题数据库,实现保护区动态监测系统,形成动态标注、动态漫游、动态矢量等多种动态表达方式。该系统的建立为自然保护区监测和管理提供了有力的技术支撑,研究所形成的监测内容、关键技术和动态表达方式对地理国情监测具有一定的参考借鉴意义。     

鲁西寒武系第三统张夏组附枝菌与附枝菌微生物灰岩特征研究

本文通过大比例尺野外测量及镜下观察,对鲁西寒武系第三统张夏组的附枝菌与附枝菌微生物灰岩特征进行了详细研究。附枝菌是一种树枝状蓝细菌,一般向上生长扩展,形成灌木状附枝菌群落,生长于附枝菌微生物丘内部。而在微生物丘的外部边缘,附枝菌群落呈半闭合的房室状,与肾状菌十分相似。房室状附枝菌群落可能是在微生物丘外部边缘受局部高能微环境（如水流、波浪等）的影响形成的。在其形成后,其保存状态则是由附枝菌的钙化作用及早期成岩作用决定。由于附枝菌构成其微生物岩的生长骨架,且该微生物岩不具备清晰的中型构造,故可称其为附枝菌格架岩,作为对微生物岩分类命名的又一补充。附枝菌格架岩一般生长于台地边缘或台地外部斜坡环境,其生长过程受水动力条件、阳光照射及海水清澈度等影响。     

里奥格兰德裂谷南部地壳结构的地球物理约束

里奥格兰德裂谷仍有地质活动发生的证据,主要有第四纪断层作用、地震活动和裂谷低速扩张。利用绘制的地壳厚度与地震波速比所生成的约束地壳模型横剖面,来突出里奥格兰德裂谷南部的区域扩张。计算了147个台站的接收函数和它们的叠加,使用的数据包括地球透镜计划美国台阵移动阵列、以前收集的美国西南部数据,并使用克里金插值方法对地壳和速度结果进行了插值。再将上述接收函数结果作为反演密度剖面的一个约束条件,得到了一个新的、优化的重力反演方法。最终,得到了约束地壳模型。该模型显示里奥格兰德裂谷南部地区存在浅层莫霍面(30km),此结果比前人得到的要厚。在盆岭区,里奥格兰德裂谷西部地壳分层,接近大平原的里奥格兰德裂谷东部存在较厚的地壳,且伴有密度大的低速层。我们也发现特拉华盆地表现出显著的地球物理异常,其原因可能是该盆地存在厚的饱和沉积物。考虑到其他研究中并没有发现该区域有深部地幔异常,本文提出裂谷可能是上地幔小尺度对流的结果,并得出里奥格兰德裂谷处于盆岭区和大平原的最小边界处,也可能是板块俯冲的终点。     

黄海夏季典型站位的底边界层动物

2002年8月25~26日,在黄海夏季冷水团区域内的抛锚站位(35°22′N,121°59′E),使用柱状界面采样器进行了昼夜连续取样,对底边界层动物的种类组成与昼夜丰度变化进行了研究,以获得对黄海底边界层动物的初步认识。共记录底边界层动物21种,隶属18科、19属。超底栖动物和中型浮游动物是黄海夏季底边界层动物的2个重要类群,主要种类有尖额真猛水蚤(Euterpina acutifrons)、挪威小毛猛水蚤(Microsetella norvegica)、异厚盖钩虾(Synchelidium miraculum)、双刺纺缍水蚤(Acartia bifilosa)和小拟哲水蚤(Paracalanus parvus),其丰度皆有明显的昼夜波动现象。以桡足类无节幼体为代表的小型浮游动物也是底边界层动物中不容忽视的类群之一。采集到5个黄海区的新记录物种:美丽猛水蚤(Nitocrasp.)、跛足猛水蚤(Mesochrasp.)、咸水剑水蚤(Halicyclopssp.)、掌刺梭剑水蚤(Lubbockia squillimana)和异厚盖钩虾(Synchelidi-um miraculum),显示出底边界层动物种类组成的特殊性。     

Succession and seasonal variation in epilithic biofilms on artificial reefs in culture waters of the sea cucumber <Emphasis Type="Italic">Apostichopus japonicus</Emphasis>

Periphytic biofilms in aquaculture waters are thought to improve water quality, provide an additional food source, and improve the survival and growth of some reared animals. In the Asia- Pacific region, particularly in China, artificial reefs are commonly used in the commercial farming of sea cucumbers. However, few studies have examined the epilithic biofilms on the artificial reefs. To gain a better understanding of the succession of epilithic biofilms and their ecological processes in sea cucumber culture waters, two experiments were conducted in culture waters of the sea cucumber Apostichopus japonicus in Rongcheng, China, using artificial test panels. On the test panels of succession experiment, more than 67 species were identified in the biofilms. On the test panels of seasonal variation experiment, more than 46 species were recorded in the biofilms. In both experiments, communities of epilithic biofilms were dominated by diatoms, green algae and the annelid Spirorbis sp. In the initial colonization, the dominant diatoms were Cocconeis sp., Amphora spp. and Nitzschia closterium in June, which were succeeded by species of Navicula, Cocconeis and Nitzschia (July to September), and then by Licmophora abbreviata, Nitzschia closterium and Synedra spp. in the following months. A diatom bloom in the autumn and filamentous green algae burst in the summer were also observed. Ecological indices well annotated the succession and seasonal changes in epilithic communities. Multidimensional scaling (MDS) analysis found significant differences in diatom community composition among months and seasons. Fast growth of biofilms was observed in the summer and autumn, whereas the biomass of summer biofilms was largely made up of filamentous green algae. Present results show that the components of epilithic biofilms are mostly optimal foods of A. japonicus, suggesting that biofilms on artificial reefs may contribute important nutritional sources for sea cucumbers during their growth seasons. Future works should include quantitative determination of the contribution of epilithic biofilms to the diet of A. japonicus, potential roles of epilithic biofilms in regulating the water quality of sea cucumber ponds, and the regulation of epilithic biofilms in sea cucumber culture ponds.     

基于瞬变电磁矩变换的快速三维反演方法

瞬变电磁法的严格三维反演计算复杂、占用资源多,在普通计算机上难以实现.本文引入瞬变电磁矩变换的概念,提出一种快速三维反演方法.该方法基于阻性限制(resistive limit)特性,建立包含异常体的三维大地的一阶矩响应正演算法,根据不同约束条件,选择优化的最速下降法实现瞬变电磁快速三维反演.文中通过含异常体的三维大地正演一阶矩与仿真数据一阶矩的对比,验证了快速三维正演算法的有效性,之后在不同约束条件下,利用优化的最速下降法实现了对含噪声的仿真瞬变电磁数据的快速三维反演.结果表明,该方法能够在普通计算机上短时间内较为准确地反演出地下异常体的体积和位置,在瞬变电磁数据的实时解释工作中具有良好的应用前景.     

基于成本最优路径的划界线与实际地形自动匹配

针对当前划界工作中主要采用手工操作实现划界线与实际地形匹配的现状,提出了基于成本最优路径分析实现自动匹配的基本原理,研究了自动匹配的关键技术。首先,基于悬挂特征栅格的反向追踪构造地形特征网络,并借助划界法理对其进行特殊处理。其次,构建成本图层,应用成本最优路径分析实现了划界线与实际地形的自动匹配。最后,通过实验对匹配结果的可靠性进行评价,验证了本文自动匹配方法的有效性和可靠性,并对划界工作提出了若干建议。