人类活动对气候影响的研究Ⅱ.对东亚和中国气候变化的影响

系统总结和介绍了20世纪90年代以来作者所开展的有关人类活动对东亚和中国气候影响的一系列研究活动.其中包括温室气体辐射强迫及其气候效应,大气微量气体的全球增温潜能,对流层和平流层气溶胶的辐射气候效应,气候系统外部因子对中国气候影响的总体评估,人类活动对中国和东亚地区未来气候变化的影响,以及20世纪和21世纪东亚及中国的气候变化.同时给出了一系列研究成果,这些研究成果对于正确认识和准确预测东亚地区以及中国气候变化具有十分重要的意义.     

中国东北中生代构造体制与区域成矿背景: 来自中生代火山岩组合时空变化的制约

本文系统总结了东北地区中生代火山岩的年代学、岩石组合及其时空分布规律,以便对环太平洋构造体系和蒙古——鄂霍茨克构造体系中生代的演化历史及其东北地区中生代区域成矿背景给出制约。基于火山岩中锆石U——Pb定年结果,东北地区中生代火山作用可划分成六期:晚三叠世(200～228Ma)、早——中侏罗世(173～190Ma)、中——晚侏罗世(158～166Ma)、早白垩世早期(138～145Ma)、早白垩世晚期(106～133Ma)和晚白垩世(88～97Ma)。晚三叠世火山作用主要分布在吉黑东部和小兴安岭——张广才岭地区,前者为A型流纹岩,后者为双峰式火山岩组合,它们共同揭示了古亚洲洋最终闭合后的伸展环境;早——中侏罗世火山岩主要分布在吉黑东部、小兴安岭——张广才岭和额尔古纳地区,吉黑东部和额尔古纳地区早——中侏罗世钙碱性火山岩的存在分别标志着古太平洋板块和蒙古——鄂霍茨克洋板块俯冲作用的发生,而小兴安岭——张广才岭早——中侏罗世火山岩则以双峰式火成岩组合为特征,反映了双向俯冲的弧后伸展环境;中——晚侏罗世和早白垩世早期火山岩主要分布在松辽盆地以西和冀北——辽西地区,前者为碱性——亚碱性的过渡系列,主要由玄武粗安岩、粗安岩和少量粗面岩组成,后者为A型流纹岩或碱性流纹岩组成,这些火山岩形成于加厚陆壳的坍塌或拆沉阶段;早白垩世晚期火山岩广泛分布于东北地区,吉黑东部为钙碱性火山岩组合,而松辽盆地和大兴安岭地区则主要为双峰式火山岩组合,前者标志着古太平洋板块的俯冲,后者与早期加厚陆壳的拆沉和/或类似弧后的伸展环境有关;晚白垩世火山岩主要分布在吉黑东部和陆内,前者为钙碱性火山岩组合,后者为碱性玄武岩,反映了来自东部环太平洋构造体系的俯冲作用。综合上述中生代火山岩的岩石组合及时空分布特征,可以判定:1)环太平洋构造体系对东亚大陆下的俯冲始于早侏罗世,中生代期间存在早侏罗世、早白垩世晚期和晚白垩世三次俯冲事件,其影响的空间范围主要在松辽盆地及其以东地区,陆缘和古俯冲带是寻找斑岩型矿床的有利场所,而陆内的伸展区域主要与浅成低温热液矿床有关;2)蒙古——鄂霍茨克构造体系经历了中生代早期的俯冲事件和中侏罗世及早白垩世早期两次陆内推覆事件,其影响的空间范围主要在松辽盆地以西地区和华北地块北缘,中生代早期的俯冲事件主要与活动陆缘背景下的斑岩型矿床关系密切,而晚侏罗世和早白垩世两次与加厚陆壳拆沉有关的伸展背景有利于多金属矿床的形成。     

CMIP5全球气候模式对1981—2005年东北地表温度的模拟分析

利用中国东北1981—2005年173个气象台站观测的月平均地表(0 cm)温度资料和参加IPCC第五次评估报告的43个全球气候模式模拟结果,对比分析了CMIP5耦合气候模式对中国东北地区地表温度的模拟性能。结果表明：大部分气候模式模拟结果都能较好的再现研究区域的地表温度时空变化,与月观测的时间相关系数均高于095,对年际变化模拟能力稍差,大部分模式模拟结果在整个研究时段均表现出冷偏差。空间分布显示,CMIP5模式能够模拟出中国东北地区地表温度南高北低的空间分布特征,但不同模式模拟结果之间差异较大,模拟能力较优模式能够较好的模拟出研究区域的冷暖中心,较优模式组和较差模式组在夏季的差距达到最大,较差模式组不能再现地表温度的分布特征。通过模式优选发现FGOALS_s2模式表现最优。总的来说,CMIP5耦合气候模式对中国东北区域地表温度的时空变化特征的模拟性能较好,对气候态年变化的模拟性能好于对年际变化的模拟。     

黔东北寒武系牛蹄塘组沉积学特征及沉积环境演化

通过对黔东北松桃-江口地区寒武系牛蹄塘组调查研究及系统的样品控制,以岩石学、层序地层学、微量元素地球化学为技术手段,研究发现该组地层岩石主要为富含炭质细碎屑岩组合,沉积构造丰富,识别出该地层组为完整的三级层序,自下而上可进一步划分为盆地-大陆斜坡-深水陆棚相沉积。微量元素总体上富亲铜、亲铁元素,贫亲石元素;以V、Ni、Mo、Re、As、Cd、U元素丰度及U/Th、δU、V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co比值指标证实研究区牛蹄塘组中下部沉积条件均位于氧化界以下,属于贫氧-厌氧还原环境,为区域上V、Mo等元素的超常富集提供必要条件,至本组上部为贫氧-弱氧化环境,划分出Ⅶ个氧化还原幕次,细化了研究区牛蹄塘组沉积环境条件及其演化特征。     

东北漫岗黑土区春季冻融期浅沟侵蚀

浅沟侵蚀是东北漫岗黑土区农耕地上常见的水蚀类型,往往对坡耕地造成严重的破坏。2005年春季,通过对两个小流域浅沟侵蚀的调查测量,发现该区浅沟侵蚀相当严重,两流域分别形成浅沟14条、16条,浅沟总长度分别达3 269 m、2 146 m,浅沟密度分别为908 m/km2、766 m/km2,侵蚀深度分别为0.17 mm、0.16 mm,侵蚀模数分别达181.8 t/km2、173.6 t/km2。2005年春季两流域浅沟侵蚀期的径流深分别是6.8 mm、7.7 mm。分析表明,研究区在春季表层土壤解冻、地表裸露和存在季节性冻土层的条件下,春季融雪及强降水易造成强烈的浅沟侵蚀。在分布上,浅沟一般位于坡面的中下部,而且多发育在瓦背状坡面的集流水路上。另外,耕作措施对浅沟的形成和发展也有重要影响。     

东北非与中国胶东造山型金矿对比及对非洲找矿勘查的启示

东北非是一个快速兴起的世界级金矿省,发育大量造山型金矿床。选择东北非努比亚地盾代表性造山型矿床进行总结梳理,认为区内金矿成矿可能受控于努比亚地盾地块拼帖后挤压/压扭向张扭剪切转换的过程,绿片岩相-角闪岩相变质基性火山岩是主要赋矿围岩,剪切带(断层)为主要控矿构造。通过对比,发现努比亚地盾矿集区与胶东矿集区类似,在大规模金成矿前均经历了洋壳俯冲过程,除赋矿围岩和成矿时代区别明显外,在控矿构造、矿化类型、矿物组合、成矿流体等方面较相似。结合控矿因素与找矿标志对比,针对努比亚地盾造山型金矿的找矿勘查提出具体建议：通过遥感和地质图修编圈定找矿远景区;利用地球化学测量和地质图草测等圈定找矿靶区;利用蚀变填图、反循环钻探,结合电磁测量,追踪隐伏矿体;通过矿床理论研究和矿田构造分析,支撑矿床(点)深部找矿。     

过去千年东亚与全球百年尺度温度同步性变化的模拟研究

利用美国国家大气研究中心（NCAR）提供的过去千年（850~2005年）集合模拟试验（CESM-LME）资料,在与重建资料、现代观测/再分析资料进行对比验证的基础上,分析了过去千年不同世纪东亚与全球地表温度变化的同步性,并结合单因子敏感性试验结果,分析了造成东亚与全球地表温度各个世纪同步性及变化幅度差异的原因。结果表明：过去千年里,在20世纪以前,东亚地区与全球均经历了中世纪暖期与小冰期,温度变化在百年尺度上整体一致,10世纪、11世纪、13世纪、18世纪和19世纪东亚与全球温度变化同步性较高,差异较小;但在12世纪、14~17世纪中,其变化振幅存在显著差异,东亚地区温度变化幅度总体上小于全球,太阳辐射和火山活动等自然外强迫及内部变率对差异的形成可能起到了主导作用;而20世纪以来,两者变化显示出较大的不同步性,东亚地区温度增长没有全球温度增长剧烈,甚至出现了降温,人为外强迫在这一时期起主导作用。温室气体浓度变化对温度的影响在两极有明显的放大效应,是东亚与全球温度变化差异形成的主要原因,同时,人为气溶胶排放使得东亚地区温度降低也是东亚与全球温度变化不同步的原因之一。

     

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Oolitic shoal complexes characterization of the Lower Triassic Feixianguan Formation in the Yuanba Gas Field,Northeast Sichuan Basin,China

The Yuanba Gas Field is the second largest natural gas reservoir in the Sichuan Basin, southwest China. The vast majority of the natural gas reserve is from the Permian Changhsingian reef complexes and Lower Triassic Feixianguan oolitic shoal complexes. To better understand this reservoir system, this study characterizes geological and geophysical properties, spatial and temporal distribution of the oolitic shoal complexes and factors that control the oolitic shoals character for the Lower Triassic Feixianguan Formation in the Yuanba Gas Field. Facies analysis, well-seismic tie, well logs, seismic character, impedance inversion, and root mean square (RMS) seismic attributes distinguish two oolitic shoal complex facies – FA-A and FA-B that occur in the study area. FA-A, located in the middle of oolitic shoal complex, is composed of well-sorted ooids with rounded shape. This facies is interpreted to have been deposited in shallow water with relatively high energy. In contrast, FA-B is located in flanks of the oolitic shoal complex, and consists of poorly sorted grains with various shape (rounded, subrounded and subangular). The oolitic shoal complexes were mainly deposited along the platform margin. From the early Fei 2 Member period to the late Fei 2 Member period, the oolitic shoals complexes on the platform margin gradually migrated from the southwest to the northeast with an extent ranging from less than 100 km²–150 km² in the Yuanba Gas Field. The migration of oolitic shoals coincided with the development of a series of progradational clinoforms, suggesting that progradational clinoforms caused by sea-level fall maybe are the main reason that lead to the migration of oolitic shoals. Finally, this study provide an integrated method for the researchers to characterize oolitic shoal complexes by using well cores, logs, seismic reflections, impedance inversion, and seismic attribute in other basins of the world.     

兴凯湖沉积物磁化率和色度反映的28kaBP以来区域古气候环境演化

对兴凯湖长269 cm的沉积岩心的研究结果显示:沉积物的色度和磁化率特征可以较好地反映区域气候环境变化。沉积物明度分别与红度、磁化率、黏土和有机质含量之间及磁化率与黏土之间有很好的相关性;红度高值与明度低值对应暖湿气候环境,磁化率低值反映沉积物较粗的较低湖面,对应冷干气候。28480~26160 cal.aBP,湖区处于温湿气候时期;22880~18170 cal.aBP,岩心孢粉浓度很低,流域处于末次盛冰期疏桦林草原环境;18170~12650 cal.aBP处于Bφlling/Older Dryas/Allerφd暖期。岩心深度90~78 cm段,对应于新仙女木期;11500~4570 cal.aBP,进入全新世暖期,其中8000~5000 cal.aBP,本区处于全新世大暖期(气候适宜期);4570~1470 cal.aBP气候变为凉干;1470 cal.aBP以来,流域又变为暖湿气候环境,同时,人类活动逐渐增强造成水土流失加剧。