云南沿边境地带生态环境3S监测、 评价与调控研究

本文利用全球新千年整体生态系统评估的理论，以云南省沿边境地带生态系统变化跨境生态安全为研究对象，探寻并揭示我国陆疆系统的跨境生态系统变化监测、评价和生态安全综合调控的基础理论与信息机理；进而研究基于“3S”云南沿边境地带的生态环境监测、评价与综合调控的方法和关键技术，包括方法和技术体系的建立、指标体系的建立、多尺度效应和尺度转换、数学模型的建立、综合调控模式和决策方案的建立等；在案例研究部分，建立了背景数据库，然后选择大、中、小尺度进行了全区生态环境现状评价，重点河道、典型路段和重点口岸的影响评价和预测预报研究，最后进行了综合调控模式和方案的探讨，并对研究结果进行了动态仿真和虚拟表达研究。     

江苏王港盐沼的现代沉积速率

江苏海岸湿地总面积超过5000km^2，但围垦活动的加剧使盐沼湿地面积迅速减少；为了达到海岸防护、保滩促淤的目的，先后引种了大米草和互花米草。通过采集江苏王港潮滩盐沼湿地9处柱状样和挖取探槽剖面，以及对沉积剖面样品进行^210Pb和^137Cs测年分析，探讨了^210Pb的本底及影响^210Pb富集的因素，估算了王港盐沼湿地的现代沉积速率。王港潮滩盐沼沉积物对^210Pb的吸附作用较弱；受风暴潮、生物扰动、物源变化及实验误差等因素的影响，在^210Pbex剖面上出现了数据异常点，将这些数据点剔除后计算得到的沉积速率为33cm yr^-1，^137Cs测年显示，该地区1963年以来的平均沉积速率3．1cm yr^-1，与^210Pb法及前人研究结果相一致。根据一个典型剖面的^137Cs测年数据分析，王港潮滩盐沼的沉积过程根据地貌特征的不同可分3个阶段，大米草覆盖阶段滩面高程迅速增加，互花米草的生长提高了滩面淤积速率。     

无内标-多外标校正激光剥蚀等离子体质谱法测定磁铁矿微量元素组成

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)常用于磁铁矿原位微量元素分析,按照校正策略不同,主要分为内标法和无内标法。内标法需要用电子探针(EMPA)预先测定磁铁矿中内标元素Fe的含量,过程较繁琐,且待测元素含量会受到内标元素含量测定的影响。本文采用铁含量较高的玄武质玻璃BCR-2G、BIR-1G、BHVO-2G和GSE-1G作为外标,避免了内标元素含量的测定,建立了无内标-多外标校正LA-ICP-MS测定磁铁矿微量元素组成的分析方法。利用该方法测定了科马提岩玻璃GOR-128g和自然岩浆磁铁矿BC 28的微量元素组成以评估方法的可靠性。结果表明,科马提岩玻璃的测定结果与推荐值及前人内标法的测定值一致,多数元素的相对标准偏差RSD5%;自然岩浆磁铁矿的测定结果与推荐值相比,多数元素的RSD7%,低于前人内标法的RSD(15%)。由此说明无内标-多外标法可以实现富铁硅酸岩或磁铁矿微量元素含量的准确校正,克服了基体效应的影响。因此,无内标-多外标法是一种原位测定磁铁矿微量元素含量的快速、准确方法,具有一定的应用潜力。     

中国区域性极端降水事件及人口经济暴露度研究

基于中国1960-2014年771个气象站的逐日降水资料,选取有效降水序列95百分位数作为极端降水阈值,将既定持续时间尺度和连续面积上超过阈值的降水事件定义为区域性极端降水事件。采用强度-面积-持续时间（Intensity-Area-Duration,IAD）法,根据极端降水事件空间和时间上的连续性特征,对不同持续时间的区域性极端降水事件演变趋势及暴露于极端降水事件下的人口和国内生产总值进行研究。结果表明:（1）相对强度最大的区域性极端降水事件主要集中在1960-1968、1991-1999和2006-2013年3个时段;（2）区域性极端降水事件最强中心主要分布在长江以南和东北地区,发生在北方的多为单日极端降水,南方多为持续多日的极端降水;（3）1960-2014年区域性极端降水事件影响面积有所增大,相对强度变化不明显;（4）暴露于极端降水事件影响区域内的人口和国内生产总值均呈显著增大趋势,暴露人口最多的年份在1983年,达到2408万人/d,暴露国内生产总值最多的年份在1998年,达到20亿元/d。      

遥感与地球系统科学

地球作为一个高度复杂的非线性系统,各圈层(大气、海洋、陆地、生物、冰雪圈、固体地球)尤其是人类活动等任何组成成份的变化,都会引起地球系统的变化。人类可持续发展面临的巨大科学挑战之一是认识人类赖以生存的、复杂变化的地球系统,认识地球系统如何变化及主要驱动因素,认识地球系统未来变化趋势及如何提高对全球变化的适应能力。卫星独特的全球覆盖和日尺度的观测改变了地球科学的研究方法,它强调所能探测到的多时空尺度上的物理动力过程,在全球范围应对气候变化、能源和环境挑战具有重要作用,揭开了地球系统多学科交叉的新纪元。以地球系统的视野,抓住驱动地球系统的关键循环过程(如能量、水、生物化学循环),是当前地球系统科学的发展趋势。地球系统科学(全球变化)研究需要长期稳定、准确性较高的卫星观测数据,以水循环为例,卫星遥感具备获取全球范围水循环关键参数能力,但是系统性综合观测能力不足,整体精确性受到综合化的可靠空间数据集的限制。目前中国正在积极研制发展新型水循环卫星WCOM(Water Cycle Observation Misssion),并寄希望以此为核心传感器发起全球分布式水循环观测星座系统,进一步提高中国在国际水循环观测与地球系统科学研究方面的话语权与领先能力。     

地震荷载作用下岩石边坡的抗倾覆稳定性分析及可靠度研究

在地震多发地区,地震荷载对岩石边坡的稳定性影响显著。因此,在边坡抗震设计中,准确有效地评估其稳定性显得非常重要。安全系数法未考虑地震荷载等影响因素的不确定性,因此具有一定的局限性。本文在考虑到破坏面出流缝未堵塞和被堵塞两种情况下,利用拟动力方法计算了岩石边坡抗倾覆稳定性安全系数。在此基础上,考虑到地震荷载、坡顶超载及张裂缝内水位深度的变异性,对岩石边坡的抗倾覆稳定性进行了可靠度分析。研究发现,当破坏面出流缝被堵塞时,岩石边坡的抗倾覆稳定性急剧降低。此外,地震荷载等因素的变异性对岩石边坡的抗倾覆稳定性有着显著的影响。因此,同时利用安全系数及可靠度指标来评估岩石边坡的稳定性,且适当地考虑岩体放大系数,有利于岩石边坡抗震设计的安全性。     

不同地质条件约束下的油气资源量概率组合加和方法及应用

目前, 国内普遍使用的“简单加和”或“概率加权加和”方法计算的区带或三(四)级圈闭资源量很大程度上与实际地质情况并不吻合.在PetroV开发过程中, 设计并实现了一种可充分考虑不同地质条件约束的油气资源量计算方法——以不确定性体积法的随机蒙氏模拟为基础, 对最新地质上识别出的、不可切分的含油气聚集单元, 进行符合不同地质模型约束的取样、组合; 在明确了哪些单元才应该同时出现的基础上, 将其他不同地质条件约束有机融合到模拟过程中, 客观描述各个计算单元体积模型的不确定性.从实例计算结果分析可以看出, “概率组合加和”可获取更加符合当前地质模型的不确定性油气资源量计算结果, 显著提升勘探部署项目优选排队的合理性.      

西天山巴音布鲁克地区早古生代成矿地质环境:岩浆岩及其时代和元素同位素约束

西天山位于中亚造山带(CAOB)西南部,是其重要组成部分。CAOB晚古生代金属成矿环境和过程尤为典型,但早古生代成矿地质环境还不甚清楚。新疆巴音布鲁克地区出露(原定时代晚志留世)巴音布鲁克组火山岩夹浅海相碎屑岩和灰岩,是认识西天山早古生代成矿地质环境的难得对象。巴音布鲁克组出露于Nikolaev-那拉提山北缘断裂与Atbash-Inylchek-那拉提山南缘断裂之间的中天山,在巴音布鲁克地区典型发育,火山岩包括玄武岩、玄武安山岩、英安岩、流纹岩及相应的火山碎屑岩,其中侵入岩有正长斑岩和花岗闪长岩。LA-ICP-MS测得玄武安山岩、英安岩、正长斑岩、花岗闪长岩、流纹岩锆石U-Pb年龄分别为455.6±8.1Ma、444.5±1.9Ma、441.4±1.6Ma、455.4±5.3Ma、424±1.9Ma,岩浆活动于晚奥陶-早志留世,喷出和侵入时代接近,原定巴音布鲁克组地层时代晚志留世应改为晚奥陶-早志留世。这些岩浆岩具有相似的稀土元素地球化学特征,微量元素相比原始地幔均亏损Nb、Ta、P、Ti。玄武岩正的ε(t)=+1.6~+6.7,低的(~(87)~Sr/~(86)NdSr)i=0.70377~0.70489,指示岩浆源区具有亏损地幔特征,弱的Zr-Hf负异常,低的Th/Nb比值,较窄的同位素变化范围暗示地壳混染并不显著,微量元素及铅同位素特征(~(206)Pb/~(204)Pb=18.26~18.77,~(207)Pb/~(204)Pb=15.63~15.69,~(208)Pb/~(204)Pb=38.21~38.34)表明岩浆源区可能是俯冲流体及洋底沉积物交代的地幔楔橄榄岩部分熔融成因。西天山巴音布鲁克地区早古生代岩浆岩应是南天山洋晚奥陶-早志留世向北向中天山陆块之下俯冲在中天山-伊犁板块南缘活动大陆边缘的岩浆产物,指示了陆缘岩浆弧环境。这种陆缘弧环境有利于斑岩铜金成矿系统发育,值得高度关注相关铜金矿的地质找矿。     

四川会理天宝山矿床深部新发现铜矿与铅锌矿的成因关系探讨

天宝山矿床是川滇黔接壤铅锌矿集区内的代表性铅锌矿床之一,赋存于上震旦统灯影组白云岩中。近年来,该矿床深部发现了以铜为主的矿化,甚至形成铜矿体。目前,对铜矿成因及其与铅锌矿的关系尚不清晰。本文报道新发现铜矿的矿物学和同位素地球化学资料,以期揭示铜矿的成矿物质来源,结合铅锌矿的相关研究,探讨铜矿形成机制及其与铅锌矿的成因关系。镜下观察和扫描电镜分析显示,铜矿石中主要金属矿物为黄铜矿和银黝铜矿,其次为方铅矿和毒砂,含少量闪锌矿和黄铁矿;铅锌矿石中闪锌矿是主要金属矿物,方铅矿和黄铁矿次之,含少量黄铜矿和深红银矿。铜矿石中闪锌矿主要呈半自形-他形粒状,与黄铜矿共生或被其包裹,方铅矿主要呈细脉状充填在黄铜矿、银黝铜矿和毒砂的裂隙中或呈他形粒状分布在这些矿物中;铅锌矿石中黄铜矿主要呈浸染状分布于闪锌矿之中。两类矿石金属矿物的组构特征,显示铜矿物与铅锌矿物具有密切的共生、穿插和包裹关系,应属同期成矿。同位素地球化学数据显示,铜矿石中黄铜矿的δ34SCDT值为3.9‰~4.2‰(均值为4.1‰,n=3),铅锌矿石闪锌矿的δ34SCDT值为3.3‰~3.9‰(均值为3.5‰,n=3),十分相近,暗示它们具有相似的S源,应均属赋矿地层海相蒸发岩中硫酸盐热化学还原作用的产物。铜矿石中黄铜矿的~(206)Pb/~(204)Pb=18.441~18.476(均值为18.461,n=3),~(207)Pb/~(204)Pb=15.731~15.751(均值为15.741,n=3),~(208)Pb/~(204)Pb=38.809~38.873(均值为38.849,n=3),μ=9.72~9.76;铅锌矿石中方铅矿的~(206)Pb/~(204)Pb=18.442~18.480(均值为18.455,n=3),~(207)Pb/~(204)Pb=15.746~15.763(均值为15.752,n=3),~(208)Pb/~(204)Pb=38.793~38.892(均值为38.840,n=3),μ=9.75~9.78。两者具有相近的Pb同位素组成且其壳源特征明显,表明它们的成矿金属来源相似,均来自上地壳,与赋矿沉积岩有关。综上,矿物学和同位素地球化学证据表明,天宝山矿床深部新发现铜矿与铅锌矿具有明显的同期共生关系和相似的成矿物质来源,是同一成矿热液体系不同阶段演化的产物。天宝山铜铅锌矿床与MVT矿床的成矿特征不同,暗示其成矿作用(环境)特殊,可能与矿床所处的地质背景有关,其成因认识对川滇黔接壤区同类型矿床深部找铜矿具有重要的指导意义。     

从同震和震后形变分析1668年M8.5级郯城地震对周边地震活动性的影响

以山东郯城1668年大地震为例,以前人地表地质调查结果为约束,利用弹性位错理论初步获取了该地震的同震破裂模型;在此基础上,基于粘弹性分层模型分析了该地震的同震和震后形变,同时以主震断层为接收断层计算了库仑应力分布,进一步讨论了地幔不同粘滞性系数对地表形变和库仑应力变化的影响。计算结果显示,该地震是一个右旋走滑为主兼有一定逆冲性质的地震,其同震位移巨大,能量释放较彻底;同震破裂造成震中郯城县西北、东北和南部部分断层库仑应力增加,而震后形变使得这些断层库仑应力进一步增加,在单县、宿迁和日照等地,地震后350 a库仑应力变化量达到+1bar-+1MPa量级;地幔粘滞性系数不同,形变量和库仑应力变化达到稳定的时间不同,但最终趋于稳定的数值基本一致。