冲绳海槽中部热液活动区岩芯沉积物稀土元素地球化学特征

针对冲绳海槽中部热液活动区附近的沉积物岩芯(H9),利用碱熔法和等离子体发射光谱法对其稀土元素组成进行了分析。结果表明,在岩芯中稀土元素含量在75—80cm段发生转折,75cm以上岩芯段沉积物中稀土元素总量相对较高,而且稀土元素总量,尤其是轻稀土元素总量,与(Fe+Mn)/Al相关性较好。该段沉积物中稀土元素页岩标准化配分模式呈右倾或近似水平,突出特征表现为轻稀土间的明显分异和Eu的相对富集,与热液源稀土元素组成极为相似。与热液流体和热液硫化物相比,分异程度和Eu正异常程度都较低,同时,具有明显的负Ce异常,与海水的稀土配分模式相类似。由此可见,热液活动对该岩芯上段沉积物中稀土元素组成具有重要影响,一方面表现为热液源物质的直接输入,另一方面表现为热液颗粒物质沉积过程中对海水中稀土元素的清扫。     

中国北方夏半年极端干期的时空变化特征

利用1951—2004年我国北方348个测站的夏半年逐日降水资料,首先整理出各站点的极端干期日数和无雨总日数两个序列,得到极端干期日数的空间分布,并将北方划分为A、B、C 3个区,其中A、B 2个区相对湿润,C区则相对干旱和半干旱,这种分布与地理环境有密切的联系。然后建立这3个区夏半年极端干期以及无雨总日数的时间序列,采用经验模态分解(EMD)方法,分析极端干期序列的多尺度振荡结构以及多年变化的总趋势。结果显示,北方各区夏半年极端干期变化主要由前2个较高频的本征模态函数(IMF)分量构成,这表明3～4年和6～7年的变化对整个极端干期的变化起主要作用。对较低频分量和总趋势的分析表明,近54年来东北和华北大部分相对湿润的地区极端干期延长,有变干的趋势;北方主要干旱半干旱地区的极端干期变短,干旱有所缓解。近10～20年来整个北方极端干期日数增加,干旱化加剧,但西北局部干旱地区的极端干期在缩短,干旱有所缓解。这说明,分析的时—空尺度不同,得到的结果会有所不同。     

中国区域成矿特征探讨

中国矿产资源特征主要是由中国的地质构造和地质成矿历史所决定的。中国区域成矿的基本特点包括：（1）成矿时代齐全，成矿区域多样；（2）古陆边缘矿床集中；（3）叠加复合成矿作用显；（4）花岗岩类成矿规模巨大；（5）构造成矿控矿明显以及其它等。为进一步深入研究中国大陆的成矿特征，提出3个重要课题：（1）中国古陆块的分合对成矿的制约；（2）中国大陆活动性与稳定性的辩证认识，并注意在稳定地块中找矿；（3）研究深部矿床赋存规律开拓深部探矿新领域。我国现阶段还处在浅部探矿和采矿阶段，在若干大型矿集区中还应存在第二个找矿空间，即深约500－1500m的深部空间，在这个空间中有可能实现找矿空破。     

功率谱密度函数的构建及在重力场元计算中的应用

应用输入输出法逼近局部重力场的关键在于构建有效反映局部重力场特征的功率谱密度函数模型、利用"间接法",基于Moritz协方差模型、Tscherning/Rapp协方差模型和Moritz两分量模型分别构建对应的功率谱密度函数模型,并采用非线性最小二乘法在EGM2008模型的基础上拟合了模型系数。拟合结果表明:在2倍相关长度的相关距离内,Moritz两分量模型求得的理论协方差值与经验协方差值的符合度最好。设计了以EGM2008模型重力异常为基础数据,计算大地水准面高的仿真实验。结果表明:三种模型中,Moritz两分量模型的计算结果精度最高,同传统Stokes方法的计算结果精度相当,与拟合的理论协方差曲线图所反映的结果一致。     

东太平洋海隆热液活动区沉积岩心的地球化学研究

东太平洋隆是现代海底热液活动及热液沉积分布最为广泛的构造环境之一。本文对采自 EPR13°N 现代海底热液活动区附近的两个沉积物岩心分别进行了元素地球化学分析，并结合沉积物中有孔虫壳体对岩心进行关键层位 14C 年代学研究。目的在于通过对比距现代海底热液喷口不同距离的两岩心的地球化学特征，研究热液活动在岩心沉积物中所何存的地球化学记录，探讨海底热液活动对洋中脊附近沉积作用的贡献，以及热液活动在一定地质历史时期内的变化规律。显示，距热液喷口区相对较近的 B13－26 岩心沉积物含有丰富的热液特征组分，绝大多数微量元素和 REE 都与 Fe和Mn 成较强的正相关关系，而与 Al、Na、Ca、Mg、Ti 等元素相关性较弱或呈负相关，说明这些元素的富集机制主要是热液成因非晶质 Fe－Mn 化合物对热液及海水中元素的吸附作用。距热液喷口区相对较远的 B13－62岩心上部沉积物中元素的富集特征与 B13－26 岩心相似，但中下部沉积物中 Fe 与 Mn 无明显的相关关系，说明这些元素的富集主要受深海粘土沉积的影响，而受热液活动的影响减弱或消失。由于与海隆扩张轴距离的不同，两岩心受热液活动影响的强度不同。由海隆扩张轴向外，沉积作用受热活动的影响逐渐减弱，正常深海沉积作用逐渐加强。两个岩心沉积物地球化学上的共性是 Ca 和 Sr 都与其他元素呈现负相关关系或极微弱的正相关关系，表明生物碳酸盐沉积作用的独特性。有孔虫 14C 年龄测定结果表明，B13－26 岩心 35～250cm 段年龄十分接近，前后相差仅在几百年内。根据年龄测量中的误差范围，可以断定这段沉积物岩心是短时间内快速沉积的产物。结合热液活动特征性元素在岩心中的分布特征，判断该岩心段记录一次强烈的热液活动事件，从而形成了典型的事件沉积。在 B13－62 岩心的45～50cm 处测得有孔虫的 14C 年龄为距今 32900±530 yr。由于 14C 测年方法上的局限性，在岩心 135～140cm 处 14C 测年只能给出大于40000 yr 的结果。显然，B13－62 岩心处早期并没有受到热液活动明显的影响，沉积速率非常缓慢，只是在近期受到了热液活动的影响，形成了上部富含 Fe、Mn、Zn、Cr、Co、Ni、V 等热液活动特征元素的沉积。     

铷钟光谱灯老化的实验研究和寿命评估

铷光谱灯(铷灯)是汽泡式铷原子钟的关键部件。铷灯内金属铷的损耗是决定铷原子钟使用寿命的主要因素。为了预测铷灯使用寿命期内的铷消耗量,采用差示扫描量热技术对6个铷光谱灯开展了8a的铷消耗量测量。依据铷消耗模型的经验公式对铷消耗量数据用最小二乘法线性拟合,得到了一种肖特耐碱金属玻璃铷光谱灯铷消耗模型的各项参数。数据分析结果表明:铷与灯泡内所含杂质的反应消耗量在20~60μg之间,铷的消耗率稳定在0.18~0.28μg/h之间。以正常工作时铷消耗量最多的铷灯的拟合参数计算,10a使用寿命期的铷消耗量约为127μg。与相应时间内实际的铷量消耗的比较表明,使用该模型预测的结果是相对保守和可靠的。     

华北克拉通中生代破坏前的岩石圈地幔与下地壳

华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一,有 38亿年的古老陆壳存在,它经历了复杂的地质变迁,在太古宙末(约2500Ma)基本完成克拉通化,在古元古代(约1900~1850Ma)整体受到了高级变质作用,最终完成了克拉通化。它的东部在中生代发生了重大的构造机制的转变,克拉通基底发生了破坏、置换和再造。在太行山重力梯度带以西的华北克拉通受中生代构造转折的改造程度较低,它们的下地壳和岩石圈地幔结构,大致保持了华北克拉通破坏前的状态。前寒武纪麻粒岩地体代表了掀翻抬升到地表的古元古代下地壳,出露地表的时间大致在1850~1800Ma。中、新生代火山岩中的地幔和麻粒岩捕虏体代表了现代的岩石圈地幔和下地壳的岩石。岩石学、地球化学和地球物理的研究,推测华北克拉通西部的岩石圈厚约200km,地壳厚度约45km~50km,是在古元古代(约1.9Ga)时期终极克拉通化作用形成的,其厚度和结构与全球典型的元古宙克拉通岩石圈相同。而太行山重力梯度带以东的克拉通岩石圈地幔受到程度不等的交代、改造、置换和减薄,下地壳大规模重熔,地壳厚度也发生减薄,指示了强烈的壳幔解耦、物质交换和重新耦合的过程。     

基于Sentinel-1时间序列的河冰表面物候提取研究

利用遥感技术识别河冰物候信息,能有效地评估河冰生长趋势,提高冰情信息化管理水平。以黄河内蒙古段为例,基于Sentinel-1时间序列遥感影像,综合曲线斜率法与动态阈值法提取了近5年（2015—2020年）黄河内蒙古段海勃湾库尾、三盛公闸下河段、三湖河口河段、头道拐河段以及万家寨库尾5个子段河冰物候（初冰日、完全冻结日、开始消融日、完全消融日）并分析其变化特征。结果表明：5个子河段初冰日和完全消融日的最优提取阈值分别为0.1、0.2、0.1、0.05以及0.05倍的Logistic曲线上下限差,识别偏差在3日以内;完全冻结日和开始消融日出现在Logistic曲线斜率最大（最小）值处,识别偏差在5日以内;5段近5年初冰日呈偏晚趋势,变化速率分别为1.4 d·a^-1、1.0 d·a^-1、0.8 d·a^-1、0.2 d·a^-1及0.4 d·a^-1;海勃湾库尾和头道拐河段从初冰日至完全冻结日的横向冻结速率正以0.2 d·a^-1和1.4 d·a^-1逐年增加,而巴彦高勒河段和万家寨库尾区以1.4 d·a^-1和1.0 d·a^-1逐年减少,三盛公闸下河段基本保持不变。研究成果可为冰凌洪水预测及河岸堤防修建提供科学依据。     

FY-2C云迹风资料同化应用对台风预报的影响试验研究

针对0505号台风“海棠”, 采用WRF区域中尺度模式进行控制试验和两个同化试验, 利用WRF-3DVAR同化系统同化FY-2C红外和水汽两个通道云迹风反演产品, 同化分云迹风经质量控制和未经质量控制两组同化试验。通过三组试验分析云迹风资料对降水和风场等的预报结果的影响, 并进行24小时降水量分级Ts评分检验以及风场点对点检验。结果表明: 同化经质量控制云迹风资料可以提高降水落区和强度预报的准确度, 不同等级的Ts评分较其它试验都有较明显改进; 风场预报模拟也有所改善。增加两例台风, 使用与“海棠” 相似的处理方法进行模拟试验, 并对模拟结果24小时降水分析与检验, 得到与“海棠”类似结论。因此, 经过合理性选择的云迹风资料的加入, 有利于补充初始场中可能未包含的中尺度信息, 从而提高试验中对于降水、风场等的模拟效果, 提高WRF模式的模拟预报能力。     

兰坪盆地白秧坪银铜多金属矿集区中银、钴、铋、镍的赋存状态与成因意义

白秧坪银铜多金属矿集区位于兰坪盆地北部。矿集区可分为东、西两个成矿带。赋矿地层主要为上三叠统三合洞组碳酸盐岩、第三系始新统保相寺组碎屑岩和下白垩统景星组碎屑岩。矿体主要以脉状、网脉状及透镜状形式产出。作者通过显微镜观察、电子探针和扫描分析等综合分析技术,确认白秧坪银铜多金属矿集区中矿物组成相当丰富,已鉴定出的矿物超过50种,既有大量硫化物、硫盐、氧化物、硫酸盐、碳酸盐,又有自然金属及金属互化物、卤化物等。除常见矿物为黄铁矿、毒砂、白铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黝铜矿、砷黝铜矿、铜蓝、斑铜矿、辉铜矿、雌黄、菱铁矿、方解石、铁白云石、重晶石、天青石和石英外,作者还鉴定出一些银、钴、铋、镍、砷、锑的矿物,如自然铋、辉铋矿、辉银矿、辉砷钴矿、硫钴镍矿、硫铜铋矿、硫铋铜矿、辉砷镍矿、车轮矿、硫砷铜矿、单斜硫砷铅矿、灰硫砷铅矿等。矿石中矿物种类较多,组成较复杂,存在Co,Bi,Ni等元素的矿物,构成白秧坪银铜多金属矿集区的一大特色。在兰坪盆地白秧坪银铜多金属矿集区各矿段内,除了Cu、Pb、Zn构成工业矿体外,矿石中Ag、Co、Ni、Bi及As、Sb、Ba等元素的含量也相当高,可作为Cu-Pb-Zn-Ag-Co-Ni-Bi矿石来综合开发利用。白秧坪银铜多金属矿集区中Ag、Co、Ni、Bi等元素富集条件为低温、中低盐度,形成压力较小的浅成环境;成矿流体是一种富含CO2的Ca2+-Na+-SO24-Cl-类型、由大气降水演化而成的盆地热卤水。成矿物质主要来源于含有基性火山岩的兰坪盆地基底变质岩系。