Geochronology, Fluid Inclusions and Isotopic Characteristics of the Dongjun Pb-Zn-Ag Deposit, Inner Mongolia, NE China

The Dongjun Pb-Zn-Ag deposit in the northern part of the Great Xing’an Range (NE China) consists of quartz-sulfide vein-type and breccia-type mineralization, related to granite porphyry. Hydrothermal alteration is well-developed and includes potassic-silicic-sericitic alteration, phyllic alteration and propylitic alteration. Three stages of mineralization are recognized on the basis of field evidence and petrographic observation, demarcated by assemblages of quartz-pyrite-arsenopyrite (early stage), quartz-polymetallic sulfide (intermediate stage) and quartz-carbonate-pyrite (late stage). Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating indicates that the granite porphyry was emplaced at 146.7 ± 1.2 Ma (Late Jurassic). Microthermometry and laser Raman spectroscopy shows that ore minerals were deposited in conditions of intermediate temperatures (175–359°C), low salinity (0.5–9.3 wt% NaCl eqv.) and low density (0.60–0.91 g/cm3). Ore-forming fluids were derived largely from magmatic hydrothermal processes, with late-stage addition of meteoric water, belonging to a H2O-NaCl-CO2 ± CH4 system. The δ34SV-CDT values range from 0.75‰ to 4.70‰. The 206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb, and 208Pb/204Pb values of the ore minerals are in the ranges of 18.240–18.371, 15.542–15.570, and 38.100–38.178, respectively. Data for the S and Pb isotopic systems indicate that the ore-forming metals and sulfur were derived from Mesozoic magma. Based on the geological characteristics and geochemical signatures documented in this study, we conclude that the Dongjun deposit is a mesothermal magmatic hydrothermal vein-type Pb-Zn-Ag deposit controlled by fractures and related to granite porphyry, in response to Late Jurassic tectonic–magmatic–hydrothermal activity. We further conclude that fluid immiscibility, fluid mixing and fluid-rock interactions were the dominant mechanisms for deposition of the ore-forming materials.     

北极多年冻土区埋地输气管道周边温度场数值分析

以北极规划输气管道工程为依托,建立埋地管道与冻土热交换相互作用数值计算模型,探究了埋地管道在连续多年冻土区、非连续多年冻土区和季节冻土区内,按照不同操作温度(5、-1和-5℃)运行情况下管道周围冻土温度演化过程.计算结果表明:同一区域不同管温对冻土上限值影响差异较大,尤其是在非连续多年冻土区,无论管道是正温输送还是负温输送,由于管道的运营,极大地影响了冻土上限值.5℃正温管道将导致冻土上限下降1～3倍管径;-1℃和-5℃负温管道将有助于提高冻土人为上限.建议在连续多年冻土区管道采用-1℃输送温度;在非连续多年冻土区冬季采用-1℃输送温度,夏季可以是正温,接近环境大气温度,但全年输气平均温度要小于0℃;在季节冻土区,若按照负温输送,反而容易引起管基土冻胀,建议输气温度不作特别控制,与温带地区管道类似,正温输送.希望能够为北极多年冻土区天然气管道建设提供新的思路.     

大洋钻探计划运行的国际经验及对我国的启示

我国正在发起组织中国科学家牵头领导的国际大科学计划,应认真学习国际上的成功经验.国际大洋钻探计划已成功运行50余年,在运行和管理方面积累了丰富经验.我国自1998年参加大洋钻探计划以来,取得了突出成绩,但目前还只是普通成员.当前我国正在积极推进成为国际大洋钻探的共同牵头方,美国、日本和欧洲联合体的运行模式和成败得失值得我们参考借鉴.     

地球科学大数据的管理与共享：以英国地质调查局为例

大数据驱动的研究范式正在引起地学领域的革命,而海量大数据的有效管理和共享是数据高效利用的前提。英国地质调查局作为最早成立的国家地质调查局,拥有海量的地学数据资源,通过近年来对数字化工作的全面推进,在数据的开放共享方面走在了世界各国的最前沿。文章对英国地质调查局的数据资源管理和数据共享方式进行了分析调研,详细介绍了他们的一站式管理平台——开放地学的主体组成,以及他们与同行合作建设的数据库。开放地学全面汇总了地调局内的数据资源,并通过一系列数据共享将所有数据集有机链接,通过数据和模型的巧妙结合,在满足用户数据需求的同时,对数据的应用进行了全方位的拓展,是地球系统科学研究框架下地球科学数字化工作的良好典范。     

2017年冬季长沙一次重度霾污染天气过程气象成因分析

利用空气质量监测资料、常规气象资料,根据气象条件的水平和垂直扩散能力,以及地面湿度和动力条件等分析了2017年1月27—29日长沙地区这次严重空气污染事件的污染特征。结果表明:污染发生时段,南支槽不断加深东移,槽前势力强盛的西南气流将孟加拉湾一带的水汽向长沙地区输送,进一步增加了该地区的空气湿度。同时,持续东移的脊前暖平流对长沙中低层大气增温有显著影响,为稳定的大气层结创造了有利条件。长沙处于弱高压的底后部,受大范围的弱鞍型场及均压场控制,地面有暖倒槽发展,且由于高压较弱,导致地面和低空的风速较小,不利于污染物的水平扩散,同时有利于夜间地面的辐射降温。稳定的大气环流形势为霾天气和严重污染提供了持续稳定的大气环境场,逆温结构和稳定温度层结在一定程度上减弱了大气在垂直方向上的湍流交换和热力对流,大气中的污染颗粒不易扩散,为此次污染事件的维持、加剧提供了重要的气象条件。长沙地区处在罗霄山脉和雪峰山脉之间的湘江故地,受周边地形阻挡的影响,污染物在下沉气流的控制下聚集到长沙地区后,很难通过水平输送离开,这也是造成此次霾污染的原因之一。     

太阳辐射管理地球工程对海洋酸化影响的模拟研究

研究地球工程对海洋酸化的影响对于评估地球工程对全球气候和环境的影响有重要意义。文中使用中等复杂程度的地球系统模式,模拟了典型CO₂高排放情景RCP8.5下,实施太阳辐射管理地球工程对海洋表面的pH和文石（碳酸钙的一种亚稳形态）饱和度的影响,并定量分析了各环境因子对海洋酸化影响的机理。模拟结果表明,在RCP8.5情景下,到2100年,相对于工业革命前水平,全球海洋表面平均pH下降了0.43,文石饱和度下降了1.77。相对于RCP8.5情景,2100年地球工程情景下全球海洋表面平均pH增加了0.003,而文石饱和度降低了0.16。地球工程通过改变溶解无机碳、碱度、温度等环境因子影响海洋酸化。相对于RCP8.5情景,实施地球工程引起的溶解无机碳浓度的增加使pH和文石饱和度均减小,碱度的增加使pH和文石饱和度均增大,温度的降低使pH增大而使文石饱和度减小。总体而言,太阳辐射管理地球工程可以降低全球温度,但无法减缓海洋酸化。     

冷空气强风在大型城市中的精细结构和形成机制

地面强风可直接造成人员伤亡和经济损失,严重影响出行安全、工农业生产等社会秩序。强风的发生与天气系统和复杂下垫面的共同作用密切相关,在城市区域尤为明显。受数值模拟技术和计算资源的限制,对实际天气条件下大范围城区的强风现象进行建筑物分辨率的大规模数值模拟研究仍是一个挑战。本研究利用中尺度气象模式嵌套流体计算动力模式的超高分辨率局地气象预报系统,对强冷空气过程造成广州市区的一次强风事件进行数值模拟,深入探讨强风的精细结构和形成机制。结果表明,伴随着强冷空气入侵,广州市区的平均风速和风场高频扰动均明显增强,且在城市冠层顶尤为明显,呈现区域不均匀的三维结构,数值模拟与地面观测相一致。较大范围的强风速和阵风主要出现在建筑物较为低矮的老城区上空,并持续影响下游河道等开阔区域。在高层建筑密集的新城区,虽然整体风速明显减弱,但能在平行风向的街道狭管和下游区域形成局地强风。特别是,超高层建筑群引起显著的垂直环流,导致强风扰动向下传播,造成最大风速达8 m s?1的地面局地强风,阵风指数接近2。上游建筑群引起的风场扰动呈现大尺度湍流结构,能沿着平均气流传播影响数公里之远的下游地区。当风场扰动经过广州塔等单体超高层建筑时,可在其两侧绕流区再次加强,形成局地强风。局地强风和阵风还出现在垂直于风向排列的沿江高层建筑群的侧边,与建筑屏风的阻挡效应和缺口溢出有关。研究结果促进认识城市强风的时空特征和物理机制,有助于提升城市气象的精细化预报水平。     

海岸水边线提取方法在GF-2卫星影像中的适应性研究

准确提取海岸水边线是海岸线变迁研究中必不可少的基本工作。本文以海南省陵水黎族自治县2016年的GF-2影像为数据源,在大气校正和正射校正等预处理的基础上,结合数学形态学处理等方法,采用NDWI (Normalized Difference Water Index)阈值法、ISOADTA (Iterative Self-Organizing Data Analysis Technique Algorithm)、SVM (Support Vector Machine)和面向对象法（Object-Oriented Classification,OOC）等4种不同方法来对海岸水边线进行提取,并对其提取结果进行定性和定量评估,进而分析比较了这4种方法在提取人工海岸、砂质海岸和基岩海岸等3种不同海岸类型的水边线时的提取效果和提取精度。结果表明,SVM方法在3种海岸水边线上的总体提取效果最好,总体提取精度最高。     

基于兰利法的泥石流临界雨量实验研究

分析了目前泥石流临界雨量确定常用方法存在的问题 ,以及泥石流临界雨量实验研究中实验降雨量确定的随意性和盲目性 ,提出以兰利 ( Langlie)法为指导进行实验 ,使实验降雨量的确定有了理论依据 ,减少了取得可靠实验结果所需实验次数 ,从而使泥石流临界雨量实验研究更趋完善和可行     

Effects of rainfall intensity and topography on rill development and rill characteristics on loessial hillslopes in China

Rill development is a major soil erosion process that causes severe soil degradation.This study examined the effects of representative rainfall intensities(50 and 75 mm h-1),slope gradients(10°and 150),and slope lengths(7.5 and 10.0 m)on rill development and rill characteristics on loessial hillslopes in China.Loessial soil was collected from the cropland of Ansai Town,Yan'an City,Shaanxi Province.The soil with 28.3%sand,58.1%silt,and13.6%clay was packed into a soil pan to conduct rainfall simulations in 2012.The results showed that the time of the knickpoint occurrence(5-16 min),the rill headcut extension(9-33 min),and the mean headward erosion rate(1.7-5.o cm min-1)were better representative indicators for reflecting the changes in the rill development than other indicators used in this study.For a quick evaluation of the rill erosion severity,the rill coverage ratio(1%-12%,generallyincreasing with an increase in the rainfall intensity)was better than the other indicators for treatments with different rainfall intensities,and the rill width-depth ratio(1.56-2.27,generally decreasing with an increase in the slope gradient)was better than the other indicators for treatments with different slope gradients.Furthermore,the rill inclination angle(8.2°-19.1°,significantly increasing with an increase in the slope length)and rill density(0.19-1.34 m·m-2,generally increasing with an increase in the slope length)were more suitable for evaluating the rill erosion severity on hillslopes with different slope lengths.Therefore,the representative indicators could reflect the differences in the rill development and rill characteristics under different rainfall and topographic situations.The study greatly improved the evaluation of rill erosion severity and the prediction of the development of rills for loessial hillslopes.