金牛山水库库区地质灾害评价

依托金牛山水库工程,以区域地质灾害评价预警的递进分析理论与方法为指导,构建以发育度、潜势度、危险度和危害度为评价指标的水库四度空间评价模型。利用逐步分析、逐级计算,实现对金牛山水库影响范围内地质灾害的评价和四度空间模型等级的划分,确定了库区地质灾害的发育状况,库区地质灾害的易发地区以及所受损失最大地区,极大指导了库区的地质灾害防治工作。     

壳内熔融与大陆造山——中山大学地质学系成立90周年暨陈国达院士诞辰102周年纪念

本文将造山作用分为地槽褶皱造山和地台(克拉通)活化造山两种类型,并认为两者均起因于板块的汇聚过程。地槽造山是洋壳向陆壳的转换过程,其标志是地槽沉积物初次熔融形成的、以TTG为主的"不成熟花岗岩"产生。板块俯冲过程的能量转换,导致大陆岩石圈内能升高,包括TTG在内的基底地槽构造层的再次熔融(重熔),产生再生或重熔岩浆形成活化造山期的"成熟花岗岩";壳内重熔岩浆层形成和增厚最终导致大陆克拉通发生大规模压缩变形(活化造山)。造山作用的多幕性和花岗岩活动多期性,以及上老下新的花岗岩"层序",被认为主要与板块俯冲过程的能量转换速度有关。     

基于GIS技术研究贺兰山、罗山洪积扇特征与山脉抬升关系

西北是我国洪积扇发育的典型区域,特别是青藏高原东北缘,由于独特的气候条件,洪积扇保存良好,同时受高原隆起影响,此处构造多样,是研究洪积扇与构造运动关系的天然实验室。基于3S系统在地学应用中的发展,通过遥感图像解译。GIS空间分析等手段,探讨了青藏高原东北部地区典型山脉的洪积扇地貌特征:贺兰山山前洪积扇宽长比、扇顶角大,山麓弯曲明显,扇面坡度陡;罗山山麓平直,扇坡度陡,宽长比小。利用MATLAB、GRAPHER等统计分析了洪积扇细部特征与构造运动,特别是均衡抬升的响应发现:山前盆地沉降越剧烈,洪积扇扇面积与流域面积之比越小;构造活动年代越老,均衡抬升量越大,扇面宽长比越小,扇体横剖面越平直,洪积扇扇面积与扇高差之比越大,扇面积增长至75 km2,不再受控于流域情况;构造活动年代越新,山麓弯曲度、沟口间距越小,沟口与沟口高地高差越小,扇宽越大;就构造活动强度来说,山体构造抬升越剧烈,扇面坡度越大,扇面积越小。     

河流的竞争——以汾河与晋陕黄河形成演化为例

竞争不但存在于生物界与人类社会,在开放的地貌系统中,地貌发展也存在可以类比于竞争的现象.分布于吕梁山东、西两侧的汾河和晋陕黄河的发展演化即为其例.汾河与晋陕黄河都是吕梁山强烈抬升而诞生的“双胞胎”,分别在吕梁山东、西两侧由北往南流入侯马-运城盆地.盆地水位是两河下切的侵蚀基准面.在经历了上新世宽谷、早-中更新世峡谷阶段之后,晋陕峡谷终于在晚更新世溯源沟通了北面的河套古大湖,因流量急增,源头加长,晋陕峡谷迅速深切、快速发展,在与汾河的竞争中“获胜”,使汾河退居到支流的地位.前人关于晋陕黄河形成于上新世、早更新世和晚更新世等3种不同观点实际上是晋陕黄河形成演化的3个不同阶段,并不矛盾.竞争导致后来居上,产生一因多果,使地貌发展复杂多变.大河不一定老,小河不一定新.地貌学研究必须开阔思路,切忌墨守成规,才能更好地认识地貌演化的规律和复杂地貌的成因,从而缩短接近真理的路程.     

基于地理模拟方法的昆明市空间拓展情景分析

改革开放以来,西部高原湖滨城市经历的快速城镇化进程给湖泊流域带来了较为严重的生态环境问题,未来城市空间发展政策的调整需要关注城市空间拓展对区域生态环境的影响。以位于滇池湖滨地区的昆明市为例,设定6种不用的城市空间拓展政策情景,应用SLEUTH模型预测了6种情景下未来20年的城市空间格局,采用空间指数和空间分析方法对预测结果进行了分析评价。结果表明：昆明市城市建成区具有典型的摊大饼式空间拓展模式,城市道路网对城市形态具有重要的影响。6种情景模式下未来昆明市建成区空间格局既有相似性,也表现出显著的差异。城市建设用地空间格局总体上呈集约、紧凑型的发展趋势。生态保护与城市发展管制相结合的政策情景对滇池湖滨地区的景观影响最小。多中心城市发展格局和城市发展管制相结合的政策情景对城市总体空间规模的控制具有明显的效果,但不宜在湖滨地区实施。滇池湖滨地区需要划定景观或生态保护区,严格禁止城市建设用地对湖滨用地景观的占用与分割。滇池湖滨以外的区域,适宜执行生态保护与城市发展管制相结合的多中心发展模式。     

最大熵增地表蒸散模型:原理及应用综述

精确估算地表蒸散一直是地球系统科学中的难点问题。经典的蒸散模型大多建立在水汽输送及能量平衡约束等基础上,相关的基础理论研究进展缓慢。最大熵增地表蒸散(E-MEP)模型是在综合借鉴贝叶斯概率论、信息熵概念、非平衡态热力学理论和大气边界层湍流相似性理论的基础上,建立的全新地表蒸散理论框架,克服了经典模型的主要缺陷,包括:离散梯度模型不满足能量守恒条件,Penman模型针对饱和土壤,Penman-Monteith模型需要率定经验参数等。E-MEP模型具有3个显著特点:①同时给出地表(包括水面、雪面和冰面)蒸散量、感热通量和介质表面热通量,且在所有时间空间尺度上满足能量平衡方程;②模型公式中没有可调经验参数,不依赖于温度梯度和水汽梯度变量,不需要输入风速和表面粗糙度;③适用于任何土壤含水量和植被覆盖条件。由于E-MEP模型建立在坚实的数学物理基础上,并具有解析表达式,简单易用,其输入变量和模型参数少于传统蒸散模型使用。地表辐射、表面温度、表面比湿等模型输入变量易于实地观测获取,且可通过遥感反演获得。检验分析表明,E-MEP模型优于Penman和Penman-Monteith等传统蒸散模型。这一全新的地表蒸散模型已被用于大尺度地表水热的遥感反演和过程监测,并用于改进气候模式的参数化方案。     

浅谈地貌筛分与复原——李四光学术思想的传承与创新

李四光的学术体系博大精深,科学思路独树一帜,研究方法系统全面,十分值得传承和创新。其亮点之一就是构造筛分。构造筛分指的是把各不同时期形成的构造从复合构造中按先后顺序分离出来。该思路在复杂构造区研究显得更为重要。构造筛分的思想在地貌学研究中也有重要的指导意义。地貌学是一门四维科学,它不仅要从三维空间的角度去研究地貌的点、线、面、体等四要素,而且还要从时间的角度,研究地貌的过去、现在和未来。论文以地貌学时间维作主线,以华南沿海地区宏观地貌（水系、夷平面、晚中生代花岗岩穹窿山、晚白垩世-古近纪红层盆地、晚第四纪盆地等）为例,通过对新老嵌合的复合地貌以及地貌形成的内、外动力作用的筛分,恢复不同阶段地形原貌并发展历史,探讨地貌发展规律、机理和大地构造背景。研究表明,尽管华南沿海地貌类型繁多,新老嵌合,成因复杂,但却显示了一幅和谐统一的图像,显示了筛分思路在地貌学研究的指导意义。文章最后讨论地貌学时间维研究以及科学理论的传承与创新等哲学问题,指出,纪念李四光,更重要的是传承他思想方法和科学方法的精髓,而不拘泥于个别问题,从而促进在中国学者原始创新的道路上大步向前迈进。      

基于3D-ILC球体45º三维双内裂纹复合断裂研究

断裂力学是各领域基础科学,材料内裂纹相互作用是断裂力学的重要研究领域,但目前球体内裂纹相互作用研究成果较少。基于三维激光疲劳内裂纹（3D-ILC）技术,在对球体试样表面无任何损伤的情况下,制作三维平行纯内裂纹,开展45o倾角平行双内裂纹单轴压缩试验,对双内裂纹的裂纹扩展过程、应力双折射规律、断口特征、破坏形态、相互作用等多方面开展研究,进行含双内裂纹I-II-III型圆球断裂数值模拟,分析KⅠ、KⅡ、KⅢ分布规律,与试验相符。结果表明：（1）球体双内裂纹在单轴压缩下之间发生屏蔽作用,主裂纹面穿过两预制内裂纹;（2）翼型裂纹光滑区呈现I-II型裂纹断口特征,翼型裂纹侧面撕裂区呈现“矛状”III型裂纹特征;（3）基于M积分计算的KI、KII、KIII分析与基于断裂特征的I、II、III型裂纹类型分析一致。3D-ILC技术可用于球体内裂纹相互作用断裂试验研究,球体内裂纹试验与理论分析为脆性材料内裂纹扩展及相互作用研究提供试验与理论参考。     

宁夏中卫盆地的沉积特征及其所反映的新构造运动

地表及钻孔资料分析表明:约在上新世,香山山地沿香山-天景山断裂带向东北强烈逆冲上升,山前挤压下陷形成南深北浅、剖面上呈楔形的中卫盆地。伴随挤压作用的进行,盆地南缘部分早期沉积沿一系列南倾叠瓦式断层从南向北逆冲抬升,后期沉积则伴随其南部逆冲而不断北迁,穿越盆地的古黄河也不断北移,使盆地沉积具穿时性。约在中更新世末期,中卫盆地因其北东侧烟筒山断裂强烈活动而抬升,黄河下切,盆地消亡。上述过程可能反映青藏高原东北缘强烈挤压变形的北进。     

鄂尔多斯地块北部中、新生代玄武岩地球化学特征及其地质意义

通过对分布于鄂尔多斯地块北部杭锦旗与和林格尔玄武岩地球化学特征的研究,探讨了该区中、新生代岩浆源区的组成、变化及其所反映的地质意义。杭锦旗与和林格尔分别有早白垩世(Ar-Ar年龄为126.2Ma)和晚中新世(Ar-Ar年龄为6.4Ma)玄武岩分布。杭锦旗早白垩世玄武岩的SiO2(46.93%～47.93%)较低而碱含量较高(K2O+Na2O为5.75%～6.21%),组合指数σ为6.7～8.0,K2O(Na2O-2),属于碱性系列的钾质粗面玄武岩;其Mg#值为32.4～32.8,Ni、Cr含量低于20μg/g,反映玄武岩浆形成后经历过橄榄石和单斜辉石分离结晶等后期演化作用;其Nb、Ta相对于La亏损,初始87Sr/86Sr为0.7062,εNd(t)为-12.25,反映岩浆源区主要为富集EMI型地幔。和林格尔晚中新世玄武岩为橄榄拉斑玄武岩,其组合指数σ为2.1～2.8,Mg#值变化于46.7～52.4,Ni含量变化于111.1～125.8μg/g,Cr为123～178μg/g,Mg#值和Ni、Cr含量的变化反映岩浆原生程度随时间变新有所增大;其Nb、Ta相对富集,具有相似于OIB的微量元素特征,但仍表现相对富集的Sr-Nd同位素性质,初始87Sr/86Sr比值变化于0.7051～0.7053,εNd(t)为-1.91～-0.74,推测为软流圈与EMI型岩石圈地幔相互作用的产物。杭锦旗与和林格尔玄武岩的207Pb/204Pb比值都较低,△207/204为3.6～6.5,△208/20460,均具EMI型Dupal异常。玄武岩地球化学特征进一步表明,华北克拉通西部的鄂尔多斯地块所处的岩石圈自早白垩世以来发生过较小规模的伸展减薄作用,但其伸展减薄和被改造的程度远弱于华北东部。