流变学:构造地质学和地球动力学的支柱学科

地球是一动态系统,其各层圈的构造运动归根到底就是多矿物复合岩石在各种物理条件(例如,温度、围压、差应力、应变速率、应变方式等)下和化学环境(例如,氧逸度和水含量)中的形变。流变学作为研究岩石力学性质和变形行为的科学,现已成为地球动力学和构造地质学的支柱学科。本文对国际上近年来岩石流变学的最新进展做些扼要的介绍,呼吁中国固体地学界加强流变学的研究,做出经得起时间淘洗、实践检验的原创性成果来,使中国的构造地质学研究迈进国际先进的行列。     

铝硅酸盐矿物和玻璃中Al的配位与局部结构

利用同步辐射的AlK边X射线吸收近进结构（XANES）谱研究了刚玉和铝硅酸盐矿物（蓝晶石,红柱石,夕线石和钠长石）中Al的配位与局部结构,证明该方法可以作为新的结构探针研究结构未知体系中Al的配位与局部结构。例如,Al的K边XANES谱证明在室温压条件,钠长石玻璃中的Al保持为四面体配位（AlIV）,局部结构与钠长石晶体中的Al相似;尽管硬玉晶体中的Al为八面体配位,但硬玉玻璃中的Al变为四面体配位（AlIV）。而在相同的高温压条件（4．4GPa,1575C）下制备的硬玉-钠长石玻璃系列中,压力引起四面体配位的Al变成五次（Alv）和六次配位（AlVl）,且五次和六次配位Al的比例随玻璃中硬玉含量的增加而增大。     

LATE QUATERNARY HIGH LAKE LEVELS AND ENVIRONMENTAL CHANGES SINCE LAST DEGLACIAL IN DALIANHAI,GONGHE BASIN IN QINGHAI PROVINCE

干旱区晚第四纪已有较多高湖面与湖泊演化的报道和研究,对于认识区域环境变化有重要意义,但高湖面出现的时间尚存争议,高分辨率的气候环境记录仍相对缺乏.本文通过青海共和盆地达连海湖岸地貌考察和AMS 14C年代学研究,讨论达连海古湖晚第四纪高湖面出现的可能时间;并通过达连海DLH99孔岩芯年代和高分辨率代用指标,讨论高原东北缘末次冰消期以来的气候环境变化.达连海周围存在6级高湖面岸线或台地,14C测年结果显示,最低的两级湖岸堤形成于全新世,其余湖岸台地年代均老于44cal.kaB.P.,当时在达连海地区形成一个较大的古湖泊.DLH99孔显示达连海近15cal.kaB.P.沉积了40.92m的湖相沉积物,平均沉积速率高达2.7mm/a.孢粉资料揭示出,现代干旱的共和盆地在末次冰消期以来存在两个山地针叶林发育阶段,分别位于末次冰消期和全新世早中期.全新世早中期是适合山地针叶林植被发育的气候最宜期,而晚全新世山地森林植被整体衰退.粒度分析结果显示,达连海全新世低水位时期对应于岩芯中部山地森林植被发育的晚期,出现较强烈干旱事件(岩芯深13～15m段),这种湖泊水位与植被所指示的气候变化不一致现象(即低水位时期盆地内耐旱植物和山地乔木花粉同时增加),可能揭示出干旱区山地与盆地环境对区域气候不同响应.达连海存在的系列高湖面和冰消期以来的完整气候记录,为理解晚第四纪季风边缘区气候变化过程及其机制提供了条件.     

黄土湿陷性的微结构不平衡吸力成因论

分析了黄土粒间吸力的基本特性及其湿陷的微观过程,探讨了黄土在应力状态作用下由于浸水增湿而产生的微结构单元体滑移动力和阻力随饱和度、上覆土压力的变化规律,提出了微结构与广义吸力综合效应的湿陷性控制机理---微结构不平衡吸力成因论及其定量模型,从理论上分析了湿陷性与增湿水量、压力及深度的关系,揭示了土湿陷效应的内在规律。文中认为,湿陷过程就是水的楔入导致小孔隙广义吸力的逐渐丧失和大孔隙湿吸力的逐渐增大引起的微结构重建动力与重建阻力间的动态对抗过程。最后,讨论了湿陷的基本条件及影响因素。     

青藏高原1:25万区域地质调查主要成果和进展综述(南区)

青藏高原南部1:25万区域地质调查取得的丰硕成果,为进一步系统和深入地认识青藏高原地质作用过程奠定了坚实的基础.区域主要结合带和断裂带时空分布的查证取得重大进展,为进一步建立区域构造格架提供了基础资料;前寒武纪变质岩系中高压麻粒岩的发现和大量同位素年代学数据的获得,为探讨藏南基底的形成机制、折返过程提供了新资料;一些地层及大量古生物化石的发现和确定,为区域地层系统的建立、划分与对比提供了重要依据;一些岩浆岩岩石类型的发现及大量同位素年代学数据的获得,为建立区域岩浆岩的时空格架和演化过程提供了新资料;重要不整合接触关系和沉积相的确定,为区域构造-岩相古地理恢复和沉积盆地分析提供了基础资料;第四纪地质及新构造区调成果,为青藏高原隆升、环境演变和古大湖研究提供了丰富的基础资料;人文古迹、生态环境、旅游地质等方面取得众多进展,为青藏高原的生态环境、古人类文化研究和地方经济的发展提供了基础资料;矿产资源调查取得众多新发现,为开展重要成矿区(带)的矿产资源调查评价提供了基础信息和导向作用.     

中国公路泥石流研究

公路泥石流是指发育于公路沿线并对公路桥涵、路基路面及相应防护结构具有冲击毁损和淤埋破坏的病害类型。丰富的物源、具有焚风效应的气象条件以及泥石流沟轴线与区域新构造应力场主压应力方向一致等是形成大型泥石流的宏观背景。将泥石流概化为固、液两相流体,运用两相流理论、泥沙运动力学、Bingham流变方程和Bagnold颗粒相互作用试验结果等,初步建立了泥石流固-液分相流速计算方法、基于泥石流在防治结构表面及泥石流沟岸产生的冲击形迹建立的反求泥石流冲击力计算方法以及泥石流磨蚀力计算方法。开发了速流结构、泥石流隧道及翼型墩汇流结构等10余种防治技术,集成了拦-汇-排等多种综合治理模式。据此撰写了《公路泥石流防治工程设计、施工指南》。实施了60余个防治工程。效果显著。研究成果初步构建了公路泥石流理论及技术体系。     

油气和含油气包裹体及其在油气地质地球化学研究中的意义

本文在综合前人研究的基础上，结合笔者的工作经验，提出了一个实用的油气和含油气包裹体分类方案，详细论述了各类油气和含油气包裹体的相态、组成和均一温度特征。在同一油气藏，均一温度越高，油相包裹体中的气态烃和挥发份的含量也越高。依据油相包裹体的均一温度的变化及其与同生水溶液包裹体的均一温度的关系可以研究油气藏在充填过程中油气组成，特别是气态烃和挥发份含量的演变。进而可以研究油气藏的油源--生油岩的类型和热演化程度。本文评述了依据油相包裹体和同生水溶液包裹体ＰＶＴ相图推断其捕获温度和压力范围的有效性和局限性。最后讨论了各类油气和含油气包裹体的成因机制及其在油气地质和地球化学研究中的意义。     

祁连山新元古代中—晚期至早古生代火山作用与构造演化

祁连山地区的新元古代中—晚期至早古生代火山作用显示系统地时、空变化,其乃是祁连山构造演化的火山响应。随着祁连山构造演化从Rodinia超大陆裂谷化—裂解,经早古生代大洋打开、扩张、洋壳俯冲和弧后伸展,直至洋盆闭合、弧-陆碰撞和陆-陆碰撞,火山作用也逐渐从裂谷和大陆溢流玄武质喷发,经大洋中脊型、岛弧和弧后盆地火山活动,转变为碰撞后裂谷式喷发。850~604 Ma的大陆裂谷和大陆溢流熔岩主要分布于祁连和柴达木陆块。从大约550 Ma至446 Ma,在北祁连和南祁连洋-沟-弧-盆系中广泛发育大洋中脊型、岛弧和弧后盆地型熔岩。与此同时,在祁连陆块中部,发育约522~442 Ma的陆内裂谷火山作用。早古生代洋盆于奥陶纪末(约446 Ma)闭合。随后,从约445 Ma至约428 Ma,于祁连陆块北缘发育碰撞后火山活动。此种时-空变异对形成祁连山的深部地球动力学过程提供了重要约束。该过程包括:(1)地幔柱或超级地幔柱上涌,导致Rodinia超大陆发生裂谷化、裂解、早古生代大洋打开、扩张、俯冲,并伴随岛弧形成;(2)俯冲的大洋板片回转,致使弧后伸展,进而形成弧后盆地;(3)洋盆闭合、板片断离,继而发生软流圈上涌,诱发碰撞后火山活动。晚志留世至早泥盆世(420~400 Ma),先期俯冲的地壳物质折返,发生强烈的造山活动。400 Ma后,山体垮塌、岩石圈伸展,相应发生碰撞后花岗质侵入活动。     

应用多光谱ASTER数据对ETM遥感异常的定性判别研究——以东昆仑五龙沟为例

文中讨论了新的找矿参数——蚀变遥感异常的地质基础和光谱前提,在矿床地质学和蚀变矿物光谱参数特征的基础上,编制了一张用于遥感异常提取及对其地质解释的表格。ETM遥感异常提取技术已在全国推广,ASTER数据可以在三个方面对已推广的ETM起到重要的补充作用：1.利用短波红外增设的波段,对某些矿致异常区分其矿化（矿床）类型;2.利用增设的热红外波段区分某些岩性;3.可有助于解决ETM因第7波段太宽而产生的许多疑难问题。本文以东昆仑五龙沟为例讨论了ASTER对于解决ETM遥感异常性质判别困难方面的作用。     

冻融作用对地气系统能量交换的影响分析

通过对温度波在地层内传播过程问题的分析研究, 讨论土在冻结和融化过程对地气系统能量交换的影响, 并以亚粘土为例应用近似方法计算了在冻结和融化过程地气系统能量交换和地温变化特征, 同时将相同条件下发生冻融作用与不发生冻融作用情况地气系统热交换量进行了比较. 结果表明, 冻融作用使地气系统热交换加强, 同时吸热和放热的过程也发生了改变.