陆面过程中稳定水同位素逐日变化的数学模拟——引入稳定同位素效应的CLM实例分析

将稳定同位素效应引入CLM(Community Land Model),并对巴西马瑙斯站在平衡年的稳定水同位素的逐日变化进行模拟和分析.结果表明: 降水、水汽和地表径流中δ18O存在明显的季节变化,并与相应的水量存在显著的负相关关系,但凝结物中δ18O与地面凝结量存在显著的正相关关系,蒸发水汽中δ18O与蒸发量之间无显著的相关关系.受土壤贮水削峰功能的影响,表层土壤和根区水中δ18O的季节变化全无.植被层蒸发水汽中稳定同位素的丰度与大气的干湿程度存在密切联系: 当降水量少时,大气干燥,植被层的蒸发较少,植被蒸发中δ18O较高;当降水量较大时,空气湿润,植被层的蒸发量较大,蒸发中δ18O则较低.植被蒸腾中δ18O的变化与源区水体中δ18O的变化保持一致,尤其是与根区水中的δ18O.由于地下径流直接源自根区水的补充,因此,地下径流中δ18O等于根区水中的δ18O.模拟结果还显示,降水MWL (大气水线)的梯度项和常数项均比全球平均MWL略偏小.尽管主要来自降水的贡献,但地表径流和植被层水体的MWLs与降水MWL存在较大的差异,这一方面与两类水体在蒸发过程中的稳定同位素的富集作用有关,另一方面与CLM模拟的水量有关.大气水汽线与降水的MWL的梯度值相近,说明大气水汽与降水近似处于稳定同位素平衡状态.另外,模拟的地面的凝结线与植被层的凝结线均与全球大气水线相近,且具有非常高相关程度,说明CLM的模拟是合理的.     

气候变化对塔里木河来自天山的地表径流影响

塔里木河水资源主要来自天山南坡两条源流,选择西段阿克苏河和中段开都河-孔雀河作为研究区.1956-2003年研究河源山区气温呈持续升温且降水波动增加的趋势,其中1995-2003年升温强劲,升温速率高出48 a期间平均的3倍以上;降水自1986年后持续增加,20世纪90年代较80年代增幅达18%,并显示出河源山区湿岛向塔里木盆地扩展.因高山缺少气象观测,出山径流过程变化可以综合反映中高山带的气候变化.塔里木河来自天山的地表径流在1986-2003年间持续增长,以冰川融水补给为主的库玛拉克河,1994年以来年径流量增加已在前期平均值基础上提升了一个台阶;开都河以降水径流补给为主,1986-2002年出现了观测记录以来的丰水期,并使1986年后博斯腾湖水位快速上升,恢复到1958年记录的最高水位以上.两河年径流变化趋势基本相似,但也显示有西、中段的气候变化局部差异,出现丰枯水期的不一致;然而,在近16 a升温过程中,年径流增长幅度和快慢相近.     

树木年轮重建阿勒泰西部1481-2004年6-9月降水量序列

根据采自阿勒泰西部地区5个采点的树木年轮样本, 建立了该地区的树轮年表. 通过相关普查发现, 其差值年表序列与该地区当年6-9月的降水量存在明显的负相关关系, 且具有明确的树木生理学意义. 用沙勒哈(t, t 1)两个树轮差值年表序列可较好地重建该地区1481-2004年524 a来的当年6-9月的降水量, 且经过交叉检验表明重建方程稳定可靠. 分析发现, 阿勒泰西部地区524 a来的重建降水量序列具有9个偏干阶段和9个偏湿阶段, 并且具有34.8 a、 5.0～5.1 a、 4.3～4.4 a、 3.9～4.0 a、 3.7 a和3.4 a的显著干湿变化准周期. 重建降水量序列在1518年、 1548年、 1634年、 1765年、 1856年前后发生过突变.     

东天山黄山-镜儿泉过铝花岗岩矿物学、地球化学及年代学研究

对东天山黄山-镜儿泉一带黄山南、镜儿泉、图拉尔根沟三个过铝花岗岩作了岩相学、矿物学、地球化学、sr-Nd同位素和锆石U-Pb年代学研究.锆石U-Pb LA-ICP-MS原位定年测得黄山南岩体结晶年龄为259.9±1.4Ma(MSWD=0.86),图拉尔根沟岩体结晶年龄为275.4±8.3Ma(MSWD=29),均侵位于二叠纪碰撞后伸展环境.三个过铝花岗岩均具有低锶同位素初始比值(Isr=0.6969～0.70396)、高εNd(t)值( 5.5～ 7.2)以及年轻的亏损地幔单阶段模式年龄(tDM=0.48～0.56Ga),表明其岩浆源区均为来源于亏损地幔的新生地壳岩石.这种新生地壳岩石可能为偏酸性的火山岩.三个岩体的矿物学和地球化学可分为两类:一类以黄山南白云母花岗岩为代表,为强过铝花岗岩(A/CNK>1.1),强烈亏损Ba、sr和Ti而富集Cs、Rb和K,具有高的Rb/sr(2.03～14.5)和Al2O3/TiO2(110～1592),低的Nb/Ta(3.24～6.76)比值,其稀土元素配分曲线呈"V"字形,显示强烈铕亏损(Eu/Eu*=0.04～0.55),表明这类岩体的直接源岩以泥质岩为主.另一类以图拉尔根沟二云母花岗岩为代表,为弱过铝(1   

四川大陆槽稀土矿床碳酸岩-英碱正长岩锆石U-Pb年代学和Hf同位素性质及其地质意义

川西冕宁-德昌稀土成矿带是中国最重要的稀土成矿带之一,所有稀土矿床均与碳酸岩-正长岩杂岩体有关.前人研究表明,牦牛坪、木落寨和里庄碳酸岩-碱性杂岩体成岩年龄与其相应矿床的成矿年龄基本一致,而大陆槽正长岩年龄与REE矿床的成矿年龄相差甚远.本文对大陆槽碳酸岩、英碱正长岩进行了SHRIMP U-Pb锆石年代学和LA-MC-ICPMS锆石Hf同位素原位测量,它们的形成年龄分别为12.99±0.94Ma、14.53±0.31Ma,表明两者是同时形成的,且与其成矿年龄基本一致.碳酸岩和正长岩的εHf(t)值、Hf模式年龄与它们的εNd(t)值、Nd模式年龄所展现出来的特征一致,说明在其形成过程中有地壳物质的加入.     

甘新交界红柳河蛇绿岩形成和侵位年龄的准确限定及大地构造意义

采用锆石SHRIMP U-Pb同位素定年方法,获得新甘交界红柳河蛇绿岩中的堆晶辉长岩年龄为516.2±7.1Ma,代表了红柳河蛇绿岩的形成年龄;侵入到红柳河蛇绿岩中未变形变质的黑云母花岗岩的年龄为404.8±5.2Ma,限定了红柳河蛇绿岩侵位的上限。作为南天山洋壳的残骸,红柳河蛇绿岩新的可靠年龄数据表明,南天山洋在早寒武世已经开始形成,并于早泥盆世埃姆斯阶之前在红柳河地区已经闭合。上述洋盆演化过程对进一步研究东天山的大地构造演化具有重要的意义。     

中祁连东段什川杂岩基的岩石化学特征及年代学研究

祁连造山带被托菜南山-了高山构造带及宗务隆山-贵得构造带分为北祁连、中祁连及南祁连构造带。什川岩基位于中祁连构造带东部,由闪长岩、斜长花岗岩、二长花岗岩组成;对二长花岗岩进行U-Pb单颗粒锆石微区LA-ICP-MS同位素测定,获得444.6Ma及414.3Ma两组加权平均年龄,前者代表岩石的形成年龄,后者代表构造热事件年龄。二长花岗岩主量元素W(SiO_2)=68.66%～80.77%,w(K_2O)/w(Na_2O)>1和A/CNK介于0.95～1.21间,总体为钾质钙碱性过铝质花岗岩。岩石富集LILE元素(K、Th、Rb、Ba等),亏损HFSE元素(Ta、Nb、Y等);稀土元素总量较高(∑REE多介于109.05×10~(-6)～322.66×10~(-6)),轻重稀土强烈分馏(∑LREE/∑HREE介于7.92～31.68),稀土元素分配模式为轻稀土富集型,具中等-强Eu负异常(δEu=0.26～0.58)。岩石矿物组合及岩石地球化学特征共同表明,什川岩基为中上地壳泥砂质岩石部分熔融而成,形成温度较低,为加厚地壳拆沉熔融成因。这为祁连造山带构造演化及其深部动力学机制研究提供了新的资料。     

延边东部五道沟岩群的单颗粒锆石SHRIMP U-Pb 年代学及其地质意义

通过对延边地区东部五道沟岩群黑云阳起石片岩的单颗粒锆石SHRIMP U-Pb年龄测定.获得21个单点年龄,其中包括7组谐和年龄和1组不谐和年龄.谐和年龄分别为1347.8 Ma、844.8 Ma、340.2～313.7 Ma(平均值为323±23 Ma,N=4,MSWD=0.23,置信度=0.88)、292.9～288.3 Ma(平均值=291±25 Ma,N=3,MSWD=0.031.置信度=0.86)、279.2～266.2 Ma(平均值为279±28 Ma,N=4,MSWD=0.031,置信度=0.86)、127.4～124.2 Ma(206Pb/208U年龄平均值为126.5±3.7 Ma,N=5,MSWD=0.12;置信度=O.97)、116.1～106.3 Ma(平均值为115±39 Ma,N=2,MSWD=1.2置信度=0.27),不谐和年龄的下交点年龄为(451±120)Ma、上交点年龄为(1811±400)Ma(MSWD=7.2);这一结果表明:阳起石片岩的原岩主要是来自中元古代、新元古代和早古生代的碎屑物,指示五道沟群的沉积成岩作用发生在石炭世(323±23 Ma),变质作用发生在晚二叠世(291±25 Ma),之后在279.2～266.2 Ma、126.5～106.3 Ma先后受两次岩浆用和蚀变作用的改造.     

大凌河流域河道生态需水量估算

本文从大凌河流域存在的环境问题出发,分别估算了各水资源分区的河道生态需水量（包括生态基流量、自净需水和输沙需水）及各区的河道生态需水贡献量。提出了使用偏枯年（75％保证率）水文数据估算河道生态需水量的方法．弥补了Tennant法、枯水季最小流量法等方法计算结果偏大或偏小的不足。结果表明,大凌河的4个河段（建凌站以上、建凌站至朝阳站、朝阳站至义县站、义县站至锦县段）的河道分区需水量分别为0．55×10^8m^3、5．21×10^8m^3、3．9×10^8m^3和1．34×10×10^8m^3。锦县水文站以上河道生态需水总量11×10^8m^3,占地表水总资源量的59．75％,因此．大凌河地表水资源取用率应在40％以下。     

单要素多周期推理模式法在径流预测中的应用

本文在单要素单周期推理模式法的基础上,提出一种考虑系列多周期性、趋势性和相似性的单要素多周期推理预测方法.使用该方法对磨盘山水库年径漉量进行预报,结果表明该方法预测精度较好,对只有径流资料的中小流域中长期径流预报具有应用价值.