扬子地台西南缘早三叠世层序地层格架

扬子地台西南缘早三叠世地层被划分为4个沉积层序。通过综合研究已取得的牙形石生物地层资料,与Haq等人提出的三叠纪牙形石生物时带进行了对比,初步定出了各沉积层序及体系域的界面年龄(层序1底界年龄251Ma;层序2底界年龄245.2Ma;层序3底界年龄243Ma;层序4底界年龄240.5Ma,顶界年龄239.4Ma),从而建立了区内分辨率较高的早三叠世地层格架。格架中层序组合特征在碳酸盐岩台地边缘显示得非常清楚,其中,层序1-层序2高水位体系域的台地边缘依次向陆后退,呈退积或超覆(overlap)型组合关系;层序3-层序4高水位体系域的台地边缘则依次向海推进,呈进积或退覆(offlap)型组合关系。这种组合特征主要受沉积盆地的构造沉降及2级海平面升降亚旋回的海面变化的控制,构造沉降加速和海面上升期形成的层序呈退积型组合关系;构造沉降平缓及海面下降期形成的层序呈进积型组合关系。此外,还研究了斜坡地带(贵阳改毛)层序1-层序3底部的碳氧同位素组成变化规律:海侵体系域-高水位体系域碳、氧同位素组成变化不大,δ13C主要为正值,但在高水位体系域顶部明显负向偏移;低水位体系域碳、氧同位素组成变化剧烈,且均为负值。这为地层划分提供了地球化学方面的依据。     

天门山震旦/寒武系界线上地外撞击事件痕迹

从湘西北天门山震旦—寒武系界线上发现的冲击砾裂、冲击角砾、冲击岩脉、微球粒撞击玻粒(microirghi-zites)、微球粒玻璃陨石(microtektites),特别是陨石碎屑残迹现象,可能表明:在震旦—寒武系界线上曾经发生过地外撞击的事件。     

The Classification and Model of Coalbed Methane Reservoirs

Coalbed methane has been explored in many basins worldwide for 30 years, and has been developed commercially in some of the basins. Many researchers have described the characteristics of coalbed methane geology and technology systematically. According to these investigations, a coalbed methane reservoir can be defined: "a coal seam that contains some coalbed methane and is isolated from other fluid units is called a coalbed methane reservoir". On the basis of anatomization, analysis, and comparison of the typical coalbed methane reservoirs, coalbed methane reservoirs can be divided into two classes: the hydrodynamic sealing coalbed methane reservoirs and the self-sealing coalbed methane reservoirs. The former can be further divided into two sub-classes: the hydrodynamic capping coalbed methane reservoirs, which can be divided into five types and the hydrodynamic driving coalbed methane reservoirs, which can be divided into three types. The latter can be divided into three types. Currently, hydrodynamic s     

A new mixing equation for bed material composition in bed form dominant conditions

Vertical mixing beneath the bed surface and its effect on sediment composition has long been underestimated. This paper proposes a mixing equation to illustrate the temporal and spatial variations of bed material composition for bed form dominant rivers. A continuous mass conservation equation for elevation-specific nonuniform bed material composition is initially presented. A vertical mixing equation is finally derived as a diffusion-type partial differential equation with a source term charact...     

Exchange of global mean angular momentum between an atmosphere and its underlying planet

This paper investigates the exchange of global mean angular momentum between an atmosphere and its underlying planet by a simple model. The model parameterizes four processes that are responsible for zonal mean momentum budget in the atmospheric boundary layer for a rotating planet: (i) meridional circulation that redistributes the relative angular momentum, (ii) horizontal diffusion that smoothes the prograde and retrograde winds, (iii) frictional drag that exchanges atmospheric angular momentum with the underlying planet, and (iv) internal redistribution of the zonal mean momentum by wave drag. It is shown that under a steady-state or a long-term average condition, the global relative angular momentum in the boundary layer vanishes unless there exists a preferred frictional drag for either the prograde or the retrograde zonal wind. We further show quantitatively that one cannot have either a predominant steady prograde or retrograde wind in the boundary layer of a planetary atmosphere. The parameter dependencies of the global relative angular momentum and the strength of the atmospheric circulation in the boundary layer are derived explicitly and used to explain the observational differences between the atmospheres of Earth and Venus.     

从哥伦比亚超大陆裂解事件论古/中元古代的界限

国际前寒武纪地层表中始终把古/中元古代的界线置于1. 6Ga,我国则一直将这一界线置于1. 8Ga。存在认识分歧的根本原因是对1. 8Ga前后时期地质事件及其性质的理解与认识的差异或偏颇。本文通过阐述1. 8～1. 6Ga期间地质事件及其性质,重点分析和讨论古/中元古代(界)界限的划分及相关地质事件的标志与意义。大量的地质资料显示,超大陆从1. 8～1. 75Ga开始裂解,形成一系列的陆内盆地,如北美(劳伦古陆)的Thelon盆地、澳大利亚北部的Leichhardt超级盆地、南美巴西圣弗兰西斯科盆地、华北南缘的熊耳裂谷盆地以及扬子地块西南缘的东川盆地等。在这些盆地形成的早期沉积了冲积扇相、河流相的碎屑岩,之后伴有较广泛的火山岩喷发,中晚期从河流相、湖相碎屑岩沉积过渡到浅海碳酸盐台地沉积,反映一个拉伸裂解的过程。在复原的哥伦比亚超大陆内,广泛分布有1. 78～1. 72Ga的非造山花岗岩,包括AMCG组合(斜长岩、纹长二长岩、紫苏花岗岩和花岗岩)、环斑花岗岩、A型花岗岩等,以及广泛分布的基性岩墙群。这些岩浆岩都反映了拉伸裂解的地球动力学背景。在1. 8～1. 6Ga,不论是沉积事件还是岩浆事件,绝大部分与超大陆的拉伸裂解有关,并未显示造山作用、大陆固结和克拉通化的特点,用固结纪来概括这一阶段地质事件的性质并不合适。哥伦比亚超大陆上的许多盆地在1. 6Ga左右经历了一次广泛的抬升,使沉积作用短时间间断,之后原有盆地继续发展,接受了更广泛的沉积,这种沉积作用可以一直延续到1. 4～1. 3Ga左右。与裂解有关的岩浆事件也以幕式方式从1. 78Ga一直断续持续到1. 4～1. 32Ga左右。从1. 8Ga(或1. 78Ga)到1. 4～1. 3Ga,不论是盆地的沉积事件还是与裂解有关的岩浆事件,基本是连续的。以1. 6Ga作为年代界线划分古/中元古代,人为地隔断了连续的沉积事件和岩浆事件,显然与"尽可能少地截断沉积作用、火成侵位或造山运动的主要序列"的前寒武纪地层划分原则相悖。连续的裂谷盆地沉积事件和非造山岩浆事件可以追溯到1. 8Ga(或1. 78Ga)。因此,我们建议将古/中元古代的界线置于1. 8Ga或1. 78Ga。考虑到裂谷作用的本质是在已有超大陆或克拉通的基础上盖层的发育过程,因此我们建议将～1. 8Ga或1. 78～1. 4Ga都归入盖层系。     

古/中元古代界线:1.8Ga

年代地层表是我们描述地球历史演化的时间框架,也隐含着我们对地球演化过程的基本认识,承载着一系列核心科学问题。现有的国际前寒武纪地质年表存在不少问题,还没有被普遍接受的新方案。在现行国际地层年表(IUGS 1989—2004)中,20～18亿年被称为造山纪,18～16亿年被称为固结纪,16～14亿年被称为盖层纪,也即:造山运动结束到盖层发育之间的过渡时期为固结纪,而将盖层的广泛发育作为中元古代的开始。在我国,由于"吕梁运动"是华北克拉通结晶基底最终形成的标志性构造-热事件,此后发育以长城系-蓟县系-青白口系为代表的地台型沉积盖层,因此我国地质界一直以长城系的底界代表中元古代的开始,并根据"吕梁运动"结束时间,将古/中元古代的时间界线置于18亿年。2012年国际地层委员会提出了一份全新的全球前寒武纪地质年代表划分建议方案,其中2060～1780Ma阶段被称为古元古代哥伦比亚纪,主要以Columbia超大陆的聚合为特征;而之后17. 8～8. 5亿年的近10亿年间,则被定义为罗迪尼亚纪,代表了从Columbia超大陆裂解到Rodinia超大陆聚合的漫长阶段。即这一新建议方案的古/中元古代界线为17. 8亿年,与我国学者长期以来所坚持的古/中元古代分界是基本一致的。在华北克拉通,"吕梁运动"的结束时间在～18亿年,此后整体处于多期裂解的陆内伸展环境,长城系-蓟县系基本上属于连续的陆表海沉积。近年来的研究表明,燕山地区长城系的底界年龄约为17亿年,长城系与蓟县系的分界则为16亿年。如果一味按照现行国际地层划分方案,其古/中元古代的界线(16亿年)将对应于长城系-蓟县系的分界,华北克拉通这套盖层型沉积将被人为分割为两部分,这显然是很不合理的。值得注意的是,在华北克拉通中部吕梁地区发育的小两岭组火山岩和在其南部地区发育的、也是世界范围内同时期最大规模的火山活动——熊耳群火山-沉积岩系,是华北克拉通结晶基底之上最早发育的盖层沉积,其起始形成时间约为18亿年。这与新建议的古/中元古代分界非常接近。从全球地质演化来看,从18到16亿年,造山作用结束,Columbia超大陆开始裂解,岩浆作用方式和岩浆岩组合类型及其地球化学特征发生明显改变,如斜长岩、环斑花岗岩在世界主要克拉通均有发育。与此同时,稳定沉积盖层开始广泛发育,条带状铁建造(BIF)消失,代之以鲕状或粒状矿物集合体组成的浅海富铁沉积,另外海相硫化物沉积、有核原生生物等也首次出现。所有这些都标志着,在此前后,地球岩石圈、水圈和大气圈均发生了重大转折,生物圈也进入新的演化阶段,标志着地球进入"中年期"演化阶段。虽然地球演化发生重要转折的根本原因和细节还有待进一步深入探讨,但这一转变的起点或最重要的时间点,无疑就在18亿年前后,因此,本文认为,应将其作为全球古/中元古代的时间界线。     

青藏高原北部多温型山谷冰川不同海拔处冰温变化研究 ——以祁连山老虎沟12号冰川为例

冰川温度是表征冰川物理属性和响应气候变化的关键指标。2010年7月至2011年11月在祁连山老虎沟12号冰川积累区（5 040 m）、多年平衡线处（4 900 m）和消融区（4 550 m）开展了活动层（22 m深,1 m间隔）冰温连续观测。2011年10月在冰川积累区4 971 m处钻得165 m深孔获取了115 m深层冰温廓线。研究发现：三个区域活动层下界的深度均在约17 m处,多年平衡线处冰温最低（-7.4℃）,消融区次之（-3.68℃）,积累区活动层下界冰温最高（-2.74℃）且波动最为持续,可能主要与常年积雪覆盖有关。冰温年波动随深度增加均逐渐降低,对气温变化的响应周期亦逐渐增大。与其他冰川最低温相比,老虎沟12号冰川冰温对气候变化响应敏感,过去50年来受全球变暖影响冰温显著增加。积累区深孔冰温显示50 m深度之下冰温呈线性上升,垂直增温率为0.033℃·m^-1,据此推测其底部冰温为0.02℃,主要与底部应变热有关。     

中东地区阿普特阶Shuaiba组碳酸盐岩沉积体系特征及模式探究

中东地区主力产油层系Shuaiba组的勘探及研究逐渐以地层岩性圈闭为主,笔者通过总结Bab盆地阿普特阶Shuaiba组沉积相类型,多油田地层格架及空间展布特征的对比,为系统恢复Shuaiba组沉积演化过程及模式提供地质依据。研究表明,阿普特阶Shuaiba组共发育开阔台地、台地边缘、台缘斜坡及盆地相4种沉积相单元和6种亚相类型,各相带单元受控于四个三级层序且沿Bab盆地周缘呈带状展布。开阔台地一侧,主要沉积了第二个三级层序对应的Lower Shuaiba地层;台地边缘往Bab台内盆地区域,则以第三和第四个三级层序对应的Upper Shuaiba地层为主。Shuaiba组生物礁、滩建造集中发育在第二个三级层序的高位域阶段,滩间海、缓坡及盆地相受控于海进和低位体系域。阿普特阶Shuaiba台地边缘生物建隆、台内浅滩在空间上相互叠置并成带展布,符合弱镶边型缓坡台地沉积模式,该类型台地具备深水陆棚性质的非常宽缓的斜坡,且缓坡往盆地一侧发育一个镶边台地边缘。     

成层场地基本周期简化计算方法研究

从波动问题物理本质出发,提取阻抗比和周期比作为表征不同土层条件下场地周期变化规律的基本特征量。提出了子层周期贡献系数的概念,并指出其可由阻抗比和周期比唯一确定,建立了周期贡献系数与阻抗比和周期比一般关系。采用子层周期加权累加方式形成一套简单实用且具有明确物理意义的成层场地基本周期估算方法,以传递函数法结果为标准,就240种工况算例与现有简化方法进行对比,给出各方法偏差分析和适用性评价。主要结论为:阻抗比和周期比作为场地周期研究的基本特征量,结果具有完备性;传统法无法反映土层结构对场地周期的影响,对最普遍的渐硬型场地,偏差也有可能达到40%以上,对存在极端软夹层情况其偏差极易大于20%;Hadjian法精度明显优于传统法,但方法和参数本身缺乏明确的物理意义;新方法在一般和极端两种情况下最大偏差均不超过8%,偏差小于5%和2%工况数占比分别达到85%和60%以上,高于Hadjian简化法,可以在实际工程中推广应用。