华西秋雨趋势变化的年代际转折及其成因分析

华西地区（25°N～35°N,100°E～110°E）是中国秋季降水主要地区之一。本文根据华西地区72站月平均降水资料、NCEP/NCAR再分析资料和哈德莱中心海温及海冰资料,利用相关和回归等分析方法研究了1961～2014年华西地区秋雨的年代际变率及其与大气环流和海温的关系。华西秋季降水年代际变率分解为呈现显著下降趋势的P1时段（1964～1998年）和呈现上升趋势的P2时段（1998～2014年）发现,对应P1时段降水下降趋势的华西区域大气位势高度异常场具有西正东负结构,大尺度环流场显示为从大西洋东传经北极巴伦支—喀拉海区至东亚的准纬向波列,该波列体现了上游负位相NAO（North Atlantic Oscillation）的调制作用。对于P2时段的降水上升趋势,其位势高度场配置与P1时段相反,而大尺度波列结构在欧亚大陆的部分呈西北—东南走向,且整体偏西,体现了上游正位相NAO的调制作用。这种环流结构导致华西区域西北侧形成负异常中心,有利于西南暖湿气流进入研究区域。影响华西秋雨趋势转折的海温关键区位于热带中东太平洋和热带印度洋。在P1时段,华西秋雨降水趋势与同期热带中东太平洋和印度洋海温呈显著正相关关系。而在P2时段,华西秋雨与前冬热带中东太平洋和印度洋海温存在显著负相关,前冬西北太平洋海温正异常也同时影响了华西秋雨的上升趋势。     

郯庐断裂带热年代学信息及其与大别造山带折返的关系

大别山东缘早期郯庐韧性剪切带内的 T28- 12和 T28- 13白云母的 (181.4± 0.5) Ma和 (181.6± 0.8) Ma的 40Ar/39Ar坪年龄指示了郯庐早期左旋剪切的冷却时间为 181 Ma,这些年代学数据指示了郯庐同造山期左旋走滑热事件的存在.起源于华北、华南板块陆-陆碰撞过程中的这期断裂平移活动,发生在高压-超高压带主体部分折返至中地壳后的早侏罗世,推测其活动形式表现为造山带折返过程中高压-超高压带向 SE的斜向折返中形成的转换断层.郯庐晚期韧性剪切带内糜棱岩中白云母、黑云母的 40Ar/39Ar年龄,指示了 139 Ma前(早白垩世)发生的又一次左旋走滑冷却事件.在这期断裂带左行平移的同时,大别造山带东段出现了大规模的岩浆侵入及穹状隆升.剪切带糜棱岩中斜长石 40Ar/39Ar年龄指示剪切带在晚白垩世存在一期快速冷却事件,此次快速冷却事件的时间为 97～ 92 Ma.磷灰石裂变径迹研究成果揭示了 45～ 58 Ma前郯庐断裂带的一次快速冷却事件.这两次快速冷却事件分别对应于断裂带晚白垩世、古近纪两次伸展活动,并控制发育了断裂带东侧的潜山断陷盆地.而钾长石和磷灰石所在地记录的冷却时间显示,造山带内部的抬升都相应早于东缘的郯庐断裂带,反映造山带晚白垩世-古近纪的隆升并不受该断裂带伸展控制,而应是岩石圈拆沉的结果.     

热带准两年振荡影响北半球冬季大气环流的诊断分析

利用NCEP/NCAR再分析资料,首先讨论了热带纬向风准两年振荡(QBO)的东、西风位相的划分标准.结果发现,赤道50 hPa的风与西风深厚度关系最密切,即赤道50 hPa的纬向平均风为西(东)风时往往代表平流层下层为一层深厚的西(东)风.在此基础上诊断分析了1958/1959～1997/1998年共40个冬季中热带纬向风QBO对北半球中高纬度地区纬向平均环流和准定常行星波传播的影响.诊断分析表明,热带QBO对北半球冬季大气环流的影响主要表现在平流层和对流层上层.热带QBO的东风位相年与西风位相年相比,中高纬地区的绕极西风环流明显减弱,中低纬地区则出现相反变化,从而在平流层的纬向平均环流分布上呈现偶极子形式.纬向平均流的这种年际变化可以很好地用中高纬度准定常行星波传播的异常加以解释,QBO的东风位相年和西风位相年相比,中高纬准定常行星波向极地的传播更强,从而在高纬度平流层产生异常的E-P通量辐合,波-流相互作用的结果使得西风减弱.但是热带纬向风QBO的影响在1958/1959～1997/1998年的前后20年有所差异.后20年相对于前20年而言,东西风位相的差异有所减小,Hol-ton-Tan振荡明显减弱;就行星波传播而言,东风位相年下,前20年行星波向上传播较弱,而后20年则以大约70°N为分界点,以南向上传播较强,以北向上传播较弱.这种差异可能跟中高纬度纬向西风的自身变化有关.     

羌塘盆地东部鄂尔陇巴组上部火山碎屑岩锆石U-Pb年龄

正1研究目的(Objective)晚三叠世火山-沉积事件在羌塘盆地广泛分布,此次火山-沉积事件主要有陆上喷发和水下沉积两种岩相组合类型,显示出典型的双峰式组合特征,时代为晚三叠世诺利期—瑞替期。羌塘盆地东部将该套火山-沉积序列称之为鄂尔陇巴组,对其研究的程度相对较低,前人在该组的中下部获取的玄武岩的形     

湘中盆地龙山穹窿构造样式及其成因机制

本文选取湘中盆地龙山穹窿体为研究对象,主要沿二条近正交剖面开展了详细的野外地质调查、构造解析工作。系统地对龙山穹窿体进行了地层产状、轴面劈理产状、逆冲断层及其擦痕线理进行了测量和统计。根据褶皱样式与轴面劈理的配套关系,并结合卷入叠加变形的地层,以及轴面劈理的错切关系综合分析,确定NE-SW向褶皱叠加在近WNW-ESE向(近EW向)褶皱之上,确定叠加干涉样式属于Ramsay分类中典型的穹盆叠加样式。在区域地质关系与演化对比基础上,确定龙山穹窿是加里东期和燕山期褶皱复合叠加变形的结果;依据剖面构造分析及前人研究成果,确定泥盆系与前泥盆系间的区域性角度不整合和南华系与基底间拆离断层为两套区域性潜在滑脱层,并认为滑脱层在龙山穹隆体形成和发育过程中具有控制作用。通过对二期古构造应力场的恢复,重建了区域构造演化,建立了龙山穹窿体由拆离断层及软弱层控制的褶皱叠加构造模型。龙山穹窿体的褶皱叠加过程在华南大陆,特别是雪峰山造山带构造演化中具有代表性,表明加里东运动和燕山运动的叠加和复合是雪峰山造山带的重要构造表现形式,这为深入研究雪峰山造山带结构与演化提供了依据。     

羌塘中西部红脊山地区蓝片岩Sr-Nd同位素与锆石U-Pb年龄特征及其构造意义

红脊山构造混杂岩带位于羌塘地块的中西部,为古特提斯洋在该地区俯冲、碰撞形成的高压变质带,是羌塘中部低温高压变质带的重要组成部分。本文对红脊山混杂岩带内蓝片岩进行了系统的地球化学、锆石U-Pb定年及Sr-Nd同位素研究。结果显示,红脊山地区蓝片岩的原岩为碱性、亚碱性玄武岩,其中碱性玄武岩具有高TiO2(2.86%~4.84%),属高Ti玄武岩,富集轻稀土元素[(La/Yb)N=11.42~20.05]和高场强元素,地球化学特征类似于OIB;而亚碱性玄武岩,具有低TiO2(1.74%~1.81%),稀土总量较低(67.27×10-6~68.59×10-6)和轻稀土略微富集的特征[(La/Yb)N=2.49~2.81],与典型的E-MORB特征一致。Sr、Nd同位素组成:εNd(t)=-0.1~3.9,(~(87)Sr/~(86)Sr)i=0.704812~0.708365,表明该地区基性岩浆来自亏损型地幔。锆石的Th/U比值为0.33~1.33,并具有典型岩浆振荡环带结构;获得两组206 Pb/238 U年龄数据:其年龄加权平均值分别为288.3±1.9 Ma(n=15,MSWD=0.39)和304.2±2.3 Ma(n=14,MSWD=0.54),因此该两组年龄应代表蓝片岩原岩形成年龄,红脊山蓝片岩原岩形成时间相当于晚石炭世—早二叠世。结合区域地质事实和前人研究成果,红脊山基性原岩形成于大陆裂谷环境,其成因可能与地幔柱有关,与南羌塘二叠纪基性岩墙具有相同的构造背景及动力学机制。蓝片岩基性原岩年龄在红脊山乃至整个羌塘地区都鲜有报道,红脊山地区晚石炭世—早二叠世岩浆活动的厘定为精细刻画羌塘地区古特提斯构造演化过程提供了重要依据。     

扬子板块北缘早-中志留世硅质岩成因及古沉积环境的地球化学研究

本文对四川省若尔盖县北部-甘肃省迭部县中-下志留统[兰多维列统(Llandovery)-温洛克统(Wenlock)]富有机碳硅质岩进行了无机化学研究,目的是探讨其成因及形成环境,并建立研究区硅质岩形成及相关元素富集模式。主要对1个钻孔、2个剖面共28件硅质岩的岩相学、扫描电镜、主量、微量、稀土元素、有机碳及Si、O稳定同位素特征进行了研究。(1)岩相学、扫描电镜分析,Fe/Ti、Al/(Al+Fe+Mn)(0.08~0.79)均值0.31、(Fe+Mn)/Ti,(La/Yb)N(0.12~1.41)均值0.54、δEu(0.81~3.36)均值1.55、∑REE(7.59~253.48)均值82.90,Si同位素(-0.2‰~2.1‰)均值0.66‰、O同位素(13.5‰~21.8‰)均值19.53‰、同位素对成岩温度的反演,显示硅质岩为热水沉积成因,并伴有生物作用(Si、O稳定同位素显示),益哇硅质岩形成时陆源物质供给适量,导致与碳酸盐相关生物繁盛,少量样品受陆源物质影响显著。(2)岩相学、扫描电镜分析,MnO_2/TiO_2、Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)、Al/(Al+Fe)(0.08~0.80)均值0.33、Th/U、V(28.6×10~(-6)~2261×10~(-6))均值454.42×10~(-6)、Ti/V,δCe(0.65~1.58)均值1.01、(La/Ce)N(0.60~1.314)均值0.97、有机碳(TOC)-微量元素二元图解,显示研究区硅质岩形成于大陆边缘的热水喷流导致海底局部水动力较强的缺氧环境[特别是δCe、(La/Ce)N、稀土配分模式],部分硅质岩由于富集热液元素导致其具有洋脊、大洋盆地硅质岩的特征。结合前人研究成果,认为研究区硅质岩形成于扬子板块北缘(古商丹洋南缘)热水喷流系统发育(导致海底水动能较强的)、缺氧状态的陆缘拉张裂陷环境,这种环境有利于U、V、Mo、Cu、Ni等变价元素的富集,扬子板块北缘早古生代(寒武纪-志留纪)黑色页岩系产自扩张的大陆边缘缺氧-还原环境。     

锆石(U-Th)/He定年技术研究

锆石(U-Th)/He定年是同位素热年代学体系中重要的定年手段,是记录地质体完整热历史重要的实验方法之一,在火山岩定年、造山带演化、地貌演化、沉积盆地热演化及限定矿床热液活动时代等应用方面发挥着重要的作用。中国地质科学院地质研究所同位素热年代学实验室成功建立了锆石(U-Th)/He定年的实验方法,实验主要包括三个独立的过程:样品前处理、He含量分析和U、Th含量分析。氦同位素质谱仪对锆石样品的氦同位素比值分析精度约为0.1%左右;ICP-MS对锆石的U、Th同位素比值分析精度通常情况下优于1%。对国际上普遍使用的FCT锆石和斯里兰卡锆石标样进行(U-Th)/He年龄测定。测试结果显示27粒FCT锆石(U-Th)/He年龄分布在25.81~30.72Ma之间,加权平均年龄为28.18±0.51Ma(1σ)(参考值为28.3±2.6Ma);20粒斯里兰卡锆石碎片(U-Th)/He年龄分布在445.5~489.5Ma之间,排除异常值后加权平均值为479.0±8.0Ma(1σ)(参考值为470±11Ma)。所测两个标准物质的年龄均与参考值一致,表明本实验室的实验流程准确可靠。本实验方法的建立填补了我国锆石(U-Th)/He定年实验方法的空白,为我国热年代学的发展提供了新的技术支撑。     

大气准定常行星波异常传播及其在平流层影响东亚冬季气候中的作用

东亚季风区同时受世界上最广阔的大洋和陆地的影响,这种行星尺度的海陆热力对比以及青藏高原大地形的作用,从而产生很强的行星尺度扰动,并且这种扰动具有准定常的性质。利用再分析资料研究了准定常行星波活动的变化对东亚地区冬季气候异常的影响,主要侧重于年际和季节内时间尺度上的变化。在年际时间尺度上,冬季行星波两支波导的变化存在反相关的振荡关系,这种年际振荡一方面影响了北半球环状模的位相,另外一方面导致了东亚地区的气候异常。当有异常强的低纬波导时,一般对应有西伯利亚高压的减弱和我国东北、华北地区的增温;反之当有异常弱的低纬波导时,我国东北和华北温度则普遍偏低。研究还表明,行星波传播的年际振荡与东亚地区气候异常的关系显著地受到热带平流层准两年周期振荡（QBO）的调制,只是当QBO处于东风位相时,行星波传播的年际振荡才与东亚气候异常有显著的关系。在季节内时间尺度上,准定常行星波的变化与平流层极涡的低频变化密切相关,并且这种平流层极涡的异常通过和行星波的相互作用,可以自上而下影响到对流层的短期气候;平流层极涡异常下传对对流层大气环流有明显的影响,并且这种影响在东亚地区非常显著。由于平流层变化通常维持时间长,并且平流层极涡异常下传领先于对流层,因此这为东亚冬季短期气候异常的预报提供了一个新的预报依据。     

洮河径流时空变化分析

依据洮河流域红旗站1956～2005年逐月径流量资料,采用Kendall检验法、线性趋势分析法、累积距平法,分析洮河流域径流的时空变化规律,重点探讨不同时间段月径流的变化和季节性变化特征,并对径流减少的成因以及汛期各月出现不同频率洪水的可能性进行了分析,得出如下结论：洮河径流呈现年际变化大、年内分配不均匀、季节性突出和周期性明显的特点,较大以上洪水主要发生在8—9月份,出现的概率为5．4％。