培育志趣，引导学生奔向地球科学大道

随着人类社会和科学技术的发展,尤其是中国国力的提升和教育的深化提高,教育改革,包括地学高等教育的改革,就更需进一步深化,以适应时代发展的需要。文章根据作者长期从事地学教学实践与科研的经历,针对2020年全国基础地质学教学会议关于普通地质学教学改革的精神,概括提出两点体会,一是关于普地教学目标和任务,二是涉及普地教学关键所在,供同行讨论。作者从地球科学基本特征和教学目标出发,提出普地教学的核心价值与重要性,进一步明确普地教学的关键在于教师队伍、教学定位与目标及教学内容与方法等三个方面。普通地质学的教学是地学高等教育中最基础、最关键的环节,其总体目标是提高地学教育的普适性,目的是培育学生的科学志趣,引导学生奔向地球科学大道。     

塔里木盆地东北部新元古代花岗质岩浆活动及地质意义

库车坳陷东部侵入于元古宇基底变质岩中的黑云母二长花岗岩属于高钾钙碱性岩系,岩石具有富硅(SiO2=75.77%～77.79%)、高碱(Na2O+K2O=6.90%～7.95%)、富钾(K2O/Na2O=1.21～1.98)、低TiO2(0.06%～0.13%,平均0.08%)和准铝质(铝饱和指数A/CNK=0.92～1.15,平均1.07)的特点.岩石明显富集Rb、Th、K、Nd、Hf、Zr、Tb、Y和Yb,亏损Ba、U、Nb、Ta、Sr、P、Sm、Ti等元素,具有明显的负Eu异常(δEu=0.06～0.11,平均0.10).地球化学特征表明该花岗岩起源于中-下地壳的部分熔融.对花岗岩进行的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素地质年代学研究,获得了646.5±3.9 Ma的206Pb/238U加权平均年龄,说明花岗岩形成于早震旦世,而不是以前认为的石炭纪.结合区域地质资料分析认为,这次岩浆事件是塔里木地块基底在Rodinia超大陆裂解过程中的产物.     

南天山南缘下二叠统小提坎立克组英安岩的地球化学同位素地质年代学及其构造意义

南天山南缘发育一条东西向延伸近300km的下二叠统小提坎立克组基性、中性和酸性火山岩带。拜城县铁热克温泉西侧下二叠统小提坎立克组的英安岩具有钙碱性(里特曼指数δ=1.37～1.69)和准铝—过铝质特征(A/CNK=0.89～1.36)。轻稀土富集(La/Yb=10.45～12.77),具有中等铕负异常(δEu=0.57～0.62);微量元素富集Th、Hf、Zr、Tb、Gd、Rb、U,亏损P、Ti、Nb、Ta、Sr、Ba。εNd(288Ma)=-6.35,εSr(288Ma)=117.78,模式年龄(TDM)为1.47Ga。LA-ICPMS锆石U-Pb定年获得了206Pb/238U加权平均年龄288.4±3.0Ma(MSWD=2.7)。结合区域地质资料表明,该英安岩很可能源自天山造山带中—下地壳的部分熔融,形成于早二叠世南天山造山带碰撞后伸展背景。     

欧亚土壤湿度异常对北半球大气环流的显著影响

用44 a ERA40再分析资料的土壤湿度和大气环流变量场, 研究持续性的欧亚大陆土壤湿度异常对后期北半球大尺度大气环流的反馈作用。首先,运用经验正交函数分解去除ENSO遥相关及趋势影响后,分析了欧亚大陆中高纬度土壤湿度变率主要模态的季节变化特征,及相对应主分量时间序列显示的土壤湿度异常的衰减时间,结果表明土壤湿度异常的主要模态在全年都表现出很好的连续性。其次,对不同季节的连续3个月的月平均土壤湿度和500 hPa高度场进行滞后最大协方差分析,研究欧亚地区中高纬度土壤湿度异常与北半球大气环流异常之间的线性耦合。第一最大协方差模态的结果表明:全年的主导信号是大气强迫土壤湿度的变化,但在冬季和夏季,大气中类似于负位相北极涛动的环流型与之前月份(最长达4个月)土壤湿度的持续变化显著相关。最后,基于土壤湿度变率中心的回归分析也证实了秋季和春季欧亚土壤湿度,特别是北非副热带,欧亚内陆和西伯利亚地区的土壤湿度异常,分别与其后的冬季和夏季的大气环流显著相关。欧亚大陆土壤湿度异常超前大气环流的信号,将有助于改善冬季和夏季北半球季节气候预报能力。     

内蒙古道伦达坝铜钨多金属矿黑云母花岗岩年代学、地球化学特征及其地质意义

内蒙古道伦达坝铜钨多金属矿是大兴安岭南段近年来新发现的一个铜、钨、锡共生的多金属矿床,成矿与中粗粒黑云母花岗岩密切相关,但其形成时代还存在较大争议,对岩浆来源缺乏足够的研究。本文对道伦达坝矿床内黑云母花岗岩进行了系统的岩石地球化学、年代学、Hf-Pb同位素地球化学组成测试。道伦达坝黑云母花岗岩SiO2含量为65.42%～67.41%,富铝、钾,A/NCK值为1.08～1.27,CIPW标准矿物刚玉含量较高(1.82%～4.08%),岩石属于过铝质S型花岗岩。微量、稀土元素组成表现出的轻稀土富集、重稀土亏损型式和Eu负异常以及明显的Nb、Ta、Sr、Ti亏损的特点显示为壳源成因的火山弧花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明其形成年龄为292.1±0.84Ma(MSWD=1.18)～292.5±0.88Ma(MSWD=0.46)。Hf同位素测试结果显示,道伦达坝黑云母花岗岩的εHf(t)=-0.8～+13.3,176Hf/177Hf比值(0.282643～0.282804)偏低,二阶段Hf同位素模式年龄较高(740～1024Ma)。全岩Pb同位素组成较均一,206Pb/204Pb介于18.416～18.766,207Pb/204Pb介于15.519～15.542,208Pb/204Pb变化在38.238～39.460。黑云母花岗岩为早二叠世西伯利亚板块南缘俯冲增生背景下的产物,主要源自从亏损地幔新增生的年轻地壳物质的部分重熔,在侵位过程中可能受到了残留的古地壳或岩石圈地幔的混染。古生代是兴蒙造山带的一个重要的成矿阶段,矿化以岛弧或活动大陆边缘背景下的斑岩-矽卡岩-热液脉型铜钼金多金属矿床为主。     

秦岭造山带勉略缝合带构造变形与造山过程

秦岭晚古生代以来造山过程中的构造变形研究对建立华北板块与华南板块之间的最终拼合过程尤为重要。为此，选择勉略带进行了详细的野外调查，对其物质组成，几何学结构，变形序列，运动学和动力学作了系统解剖，认为：勉略带是有一定宽度，由一定实体组成的蛇构造混杂岩带，它包括不同时代，不同构造背景，不同起源的一系列构造岩片，如：基底岩片组，洋壳岩片组，岛弧岩片组，碰撞构造沉积楔形体，大陆边缘岩片组，它们被一系列的北倾南冲的断裂分割。勉略带到－高川段的北倾南冲逆冲断裂和勉略带北部南倾北冲的逆冲断裂组合成为现今不对称的正花状几何学结构，但勉略带的北界状元碑断裂和南界 到－略阳断裂走滑特征明显。结合勉略带邻区的构造特征，分别对带内重要断裂及岩片的构造解析表明，除主造山的大地构造演化阶段外，可将勉略带构造变形序列及演化历程总体归纳为三大阶段：俯冲变形阶段，主造山碰撞变形阶段的陆内造山调整变形阶段，并对不同变表阶段的时限，变形特征，运动学和动力学分别作了描述；最后针对该区复杂的楔入，挤出（逃逸）走滑，逆冲过程，提出了一个统一的动力学演化模式。     

1988-2018年滇池氮磷比的时空演变特征与原因解析

氮、磷浓度是制约湖泊营养状态和生产力水平的重要环境因子,而氮磷化学计量比是湖泊生态系统的主要指标,因此,判识氮磷比变化趋势及其驱动力对湖泊生态恢复具有重要意义.研究基于19882018年连续观测数据,分析了滇池氮磷浓度和氮磷摩尔比(简称氮磷比)的时空分布演变特征;采用多元线性回归模型分别对滇池草海和外海氮磷比驱动效应进行定量解析,筛选出影响湖体氮磷比变化的潜在驱动因子.结果表明:①19882018年滇池氮磷比呈现显著的线性上升趋势,其中草海和外海氮磷比分别上升1.3和0.7 a^-1.②草海和外海分别在2008年和2004年发生了氮磷比上升突变,突变前上升归因于总氮浓度快速增加,突变后则是由于总磷浓度下降较快.③滇池的氮磷浓度变化主要是受流域氮磷输入负荷、跨流域调水、流域氮磷削减、风速和水位的综合影响,但受控因子在不同区域可能存在差异.④气温是滇池氮磷比变化的主要驱动因子,流域人为氮磷输入差异是滇池氮磷比变化的次要驱动因子.     

大陆地质与大陆构造和大陆动力学

当代地球科学发展的新需求与板块构造对大陆地质的深化研究,使大陆问题成为21世纪地学发展的前沿研究领域、热点和关键。文中在提出“大陆动力学”研究20多年后的今天,进行关于大陆研究的新思考,从讨论厘定大陆研究的有关争议概念、大陆的基本问题、中国大陆构造的典型实例以及与世界同类范例的简要对比出发,综合概括了大陆地质与大陆构造和大陆动力学研究的关键科学问题与进一步探索研究的思考课题。提出了在大陆研究中,在进一步精确深化板块构造对大陆的研究的同时,应突出加强大陆构造中有无非板块构造动力及其远程效应的大陆内的、在深部动力学与陆块间差异非均衡背景下由陆内陆块间相互作用导致的真正陆内构造及其动力学问题的研究,以便为深化发展板块构造、认知大陆、探索大陆动力学、构建包括板块构造在内新的行星地球构造观作出努力与探索。     

1993—2002年中国积雪水资源时空分布与变化特征

利用1993—2002年SSM/I被动微波逐日积雪深度反演结果,研究了我国积雪水资源的分布与变化.结果表明:积雪储量近10a来没有明显的减少或增加趋势,但是存在年际间的波动;我国冬季积雪储量主要分布在东北、北疆、青藏高原东部和其边缘地区,以及华北地区;东北、北疆和青藏高原地区为我国的稳定积雪地区;青藏高原地区积雪储量小于东北地区,但年积雪日数大于东北地区.近10a最大积雪水资源量平均约为102.79km³,其中最大年份为1999/2000年度,约为131.34km³.     

近10年关中盆地MODIS气溶胶的时空变化特征

利用太阳光度计CE-318对MODIS C5产品在西安地区的适用性进行了验证,结果表明,C5产品与太阳光度计CE-318反演的气溶胶光学厚度具有较好的一致性,相关系数为0.91,误差在预期范围内的样本占总数的74.5％,满足NASA设计要求,反演数值可用于区域气候变化和大气污染研究.同时利用2000-2010年MODIS C5气溶胶产品,分析了气溶胶光学厚度和小颗粒气溶胶对总光学厚度贡献的多年变化特征,得到:(1)沙尘粒子和人类活动产生的细粒子是关中盆地气溶胶的主要来源,气溶胶分布受地形影响显著,在特殊地形和盛行风向影响下,气溶胶粒子在边界层的水平扩散中受到抑制,并在其东部出现堆积,气溶胶光学厚度分布呈现出东高西低的趋势,高值中心主要分布在西安和渭南南部,是沙尘气溶胶和人类活动产生细粒子气溶胶的共同作用;关中西部多年处在气溶胶光学厚度的低值区,是由人类活动和工业排放产生的细粒子气溶胶所致.(2)关中不同地区气溶胶光学厚度的时间序列变化存在差异,其西部地区近10年呈波动下降趋势,中部和东部则呈波动增加趋势.(3)关中地区自西向东气溶胶光学厚度贡献中粗粒子的比重逐渐加大,近10年关中地区细粒子气溶胶污染有逐年加重的态势,其中中东部城市较为显著.