南黄海西部陆架区表层沉积物稀土元素及其物源分析

对南黄海西部陆架区486个表层沉积物样品的稀土元素进行了测试分析。结果表明:稀土元素总量分布特征受粒度影响,其含量总体上随平均粒径的减小而升高,但在局部站位其含量还可能受矿物控制。稀土元素相关参数,如轻重稀土元素分异度、铈异常以及铕异常基本不受粒度影响,而主要受源岩组分控制,可以进行有效的物源判别。研究区不同站位沉积物中稀土元素配分曲线均为右倾的负斜率模式,相对富集轻稀土元素,显示中等程度的铕负异常,无明显铈异常。稀土元素相关参数物源判别表明研究区物质主要来源于黄河。     

山东半岛南部滨浅海区的海洋灾害地质

随着人类开发利用海洋的深入发展,世界各海洋国家都在实施新的海洋战略。作为自然灾害之一的海洋地质灾害,越来越受到人们的重视。根据2009年在山东半岛南部滨浅海区实测的3 000km的高分辨率浅地层剖面资料,识别出研究区主要潜在的海洋地质灾害因素,着重探讨了浅埋不规则基岩面、埋藏古河道、浅层气、浅层断层等灾害地质的埋藏特征和分布范围,编制了研究区灾害地质分布图,并分析了这些灾害地质的形成机制及危害性,该研究可为海洋资源开发及海洋工程建设提供科学依据。     

人工鱼礁礁体与不同粒径底质间最大静摩擦系数的试验研究

通过平面拉动法分别测量了5种不同开口比人工鱼礁礁体模型对5种不同粒径大小底质间的最大静摩擦系数,分析了不同粒径底质以及礁体不同开口比的最大静摩擦系数变化规律。试验研究表明:最大静摩擦系数与底质粒径大小呈强负相关(r=-0.964,P<0.01);控制底质粒径时,最大静摩擦系数与礁体质量呈弱负相关(r=-0.265,P<0.01),与礁体开口比呈弱正相关(r=0.245,P<0.01);礁体本身的设计属性如开口比是最大静摩擦系数的主要影响因子。对于新设计礁型在进行礁体稳定性校核时,应根据礁体开口比和实际海域底质泥沙的粒径组成,选取适当的最大静摩擦系数。     

对流层上层副热带西风急流与东亚冬季风的关系

利用NCEP/NCAR月平均再分析资料,研究冬季对流层上层西风急流的时空变化特征,提出表征急流强度和位置变化的指数,进而探讨西风急流与东亚冬季风的关系。结果表明:冬季西风急流强度指数体现了西太平洋与高纬大陆的热力对比,较好地反映了西伯利亚高压与阿留申低压的强度变化,可作为表征冬季风强弱变化的一个定量指标,急流增强(减弱)对应西伯利亚冷高压和阿留申低压加强(减弱),东亚冬季风偏强(弱)。急流强度指数与不同高度冬季风子系统的显著相关表明,东亚冬季风活动异常不只是对流层中低层的现象,而在整个对流层都有明显反映,低层的西伯利亚高压和阿留申低压、中层的欧亚脊、东亚大槽及西太平洋副热带高压与高层的西风急流是同相变化的。在此基础上还比较了急流强度指数和北极涛动指数(AO)与东亚冬季风的关系,急流强度变化体现了欧亚大陆与西太平洋的热力差异,而AO则主要反映极地与中纬度环状模的反相变化,所以急流强度变化与东亚冬季风的关系更为密切。     

近千年全球气候变化的长积分模拟试验

近千年全球气候变化的长积分模拟试验是全球气候模拟研究的新领域,它不仅将现代器测资料与过去代用指标序列进行了有机的衔接,而且对过去百年和年代际尺度的气候变化可进行动力学解释,探讨其主要控制因素及其导致的区域响应差异。由于这类长积分模拟对计算机技术和气候模式本身的要求较高,目前能进行这类研究的国家为数不多。重点介绍了德国马普气象研究所的全球海气耦合气候模式ECHO G,以及利用该模式进行的千年长积分模拟试验结果。首先,应用全球120年的器测资料对模拟结果进行了检验,论证了该模型较强的气候模拟能力;其次,根据全球地表2 m气温的千年模拟结果,揭示了中世纪暖期—小冰期—20世纪暖期三段式气候变化时段,然后讨论了中世纪暖期和小冰期鼎盛期全球及中国的温度分布特点;最后根据对各控制因子的拟合分析与比较,初步揭示了近千年来的温度变化主要受太阳有效辐射的变化控制,而温室气体含量的增加对100年来温度的快速上升起着主导作用。      

奥陶纪-志留纪边界附近火山活动记录：来华南周缘钾质斑脱岩的信息

扬子地台内奥陶纪顶部的五峰组到志留纪底部的龙马溪组间存在着多个粘土岩层.前人研究结果认为这些粘土岩层为钾质斑脱岩,是火山喷发的凝灰质物质在海相环境沉积、蚀变的产物.这些斑脱岩广泛分布于扬子地台周缘,对理解奥陶纪-志留纪时华南所处的大地构造位置和相应的构造事件具有重要的意义.本文对采自扬子地台内湖北宜昌地区和贵州桐梓地区奥陶纪-志留纪界线剖面的斑脱岩层进行了矿物学及地球化学工作,旨在判定其形成的构造环境.矿物学研究表明上述岩石除了含有粘土矿物外,还含有石英、长石、黑云母、磷灰石、锆石等中酸性岩浆岩中的常见矿物,属典型的钾质斑脱岩.本文利用在风化过程中不活动元素对斑脱岩的原岩进行了恢复,结果也表明其原岩为中酸性火山岩,包括安山岩-英安岩-及流纹岩等.微量元素特征显示多数样品具有典型的岛弧火山岩的特征,很可能与北面早古生代秦岭洋的闭合过程中的板块俯冲有关,也可能是早古生代在华南板块东南缘外侧存在的一古老洋壳向华南板块的俯冲.有一个样品(YC0711)没有Nb的负异常,但是具有明显的Ti负异常,在Th/Yb-Nb/Yb判别图上落在岛弧区附近,其原岩可能是富铌玄武岩之类的特殊岛弧岩石.火山活动的峰期为晚奥陶世赫南特阶时代,与地质历史上第二大的生物大灭绝事件同时.前人认为该生物灭绝事件与冈瓦纳冰川有关.考虑到华南以及欧洲、北美等地均出现大规模晚奥陶世-早侏罗纪钾质斑脱岩,奥陶纪-志留纪边界的火山事件是具有全球规模的,所喷发的岩石多是富含挥发份的中酸性岩,对大气圈和生物圈具有十分重要的影响,本文认为火山活动很可能是造成晚奥陶世的生物大灭绝事件和冈瓦纳冰川的主要诱导因素.     

贵州威宁昊星铅锌矿地球化学特征及成因浅析

昊星铅锌矿床位于黔西北威宁县境内的云炉河坝地区,毗邻川滇黔接壤铅锌矿集区内第二大的毛坪铅锌矿床。该矿床赋存于泥盆系碳酸盐岩中,矿体呈似层状、透镜状及脉状产出,与赋矿地层产状基本一致,受NE向构造控矿明显。硫化物矿石的Pb品位为1. 5%42. 80%,平均2. 89%,Zn品位为1. 5%35. 92%,平均9. 86%。可见,昊星铅锌矿床的成矿特征与会泽、毛坪和天桥等川滇黔铅锌矿集区内的其他典型矿床较相似。昊星铅锌矿床硫化物(黄铁矿、闪锌矿和方铅矿)的δ34SCDT值介于-57. 21‰+3. 93‰,则明显不同于会泽、毛坪和天桥等矿床(5‰%25‰),暗示昊星铅锌矿床的还原硫可能具有不同的来源或形成机制。通过分析认为,该矿床的硫很可能是海相硫酸盐生物还原过程(BSR)的产物,而黄铁矿异常低的δ34S可能是非封闭体系BSR批式分离的结果,即BSR过程形成的还原硫分批随着流体迁移至异地参与成矿。方铅矿的Pb同位素组成显示,昊星铅锌矿床的成矿金属主要由基底岩石提供。因此,本文认为昊星铅锌矿床是流体混合的产物,起源或流经基底岩石的成矿流体与BSR过程形成的还原性流体在异地发生混合,伴生部分TSR和水/岩相互作用过程,赋矿沉积岩中的蒸发岩和金属元素参与到了成矿之中,最终形成昊星铅锌矿床。     

一种非稳态气体渗流条件下岩石渗透特性参数计算方法及应用

提出了一种非稳态渗流条件下岩石材料气体渗透特性参数的计算方法。首先将气体滑移方程代入非稳态渗流偏微分方程,利用Picard-Newton差分迭代格式建立非稳态渗流方程的数值解。基于此数值解,对非稳态渗流气压变化曲线进行拟合,利用最小二乘原理反算确定最优的绝对渗透率和滑移因子。算例表明,计算稳定收敛,对步长和随机误差不敏感,同时能够准确捕捉渗透性能参数的微小变化。最后,利用该方法成功测试了位于中国高放废物处置首选预选区的甘肃北山坑探设施硐室掌子面花岗岩的气体渗透特性。提出的方法所需输入数据的获取手段简单,核心算法便于数值实现,可以应用于地下工程围岩的气体渗透性能测试。     

全新世暖期鼎盛期与未来变暖情景下东亚夏季降水和气温变化对比

利用通用气候系统模式(Community Climate System Model,简称CCSM)全新世和21世纪气候模拟试验数据,对比分析了全新世暖期鼎盛期和RCP4.5(Representative Concentration Pathway 4.5,简称RCP4.5)未来变暖情景下东亚地区夏季地表气温和降水的空间分布特征,并探讨了两个暖期夏季气候变化的成因机制。结果表明:1)全新世东亚地区最暖的夏季出现在9 ka B.P.前后,这与地球轨道参数有关;2)RCP4.5温室气体排放情景下21世纪整个东亚地区的夏季平均地表气温均呈上升趋势,而在全新世暖期鼎盛期东亚地区的夏季地表气温呈现同心圆状分布;3)全新世暖期鼎盛期和未来变暖情景下东亚地区夏季降水的空间分布有明显差异,前者东亚地区的夏季降水呈现"南负北正"的偶极子分布形态,而后者呈三极子形势;前者东亚夏季降水的变化幅度明显强于后者;4)全新世暖期鼎盛期副高偏强,中国东部偏南气流较强;而在RCP4.5未来变暖情景下副高偏弱。     

南帕米尔喀拉苏沟韧性剪切带构造变形特征及年代学分析

帕米尔西构造结经历了古生代—中生代多个地体的复杂拼合过程, 又遭受了新生代印度-亚洲碰撞的改造, 在整个青藏高原构造演化中扮演了重要的角色, 但该地区中生代构造演化的研究仍然相对较少。通过研究南帕米尔一条北西—南东走向宽约1.5 km的韧性剪切带中野外和显微变形特征, 判定剪切带为左行剪切, 剪切以走滑分量为主, 兼具部分逆冲分量, 韧性变形呈现中心强, 边缘弱的特点。根据剪切带中花岗岩岩株的形态、变形、岩石地球化学特征以及与区域其它岩体的对比, 判定其为同构造花岗岩。该同构造花岗岩中测得的两个锆石U-Pb同位素年龄为(233.2±1.8) Ma和(235.7±1.4) Ma, 代表韧性剪切带形成于晚三叠世初期, 指示南帕米尔地块内部在乳山洋闭合初期已经发生明显的构造变形。