An observational constraint on the existence of proto-superclusters at z =3.3

Observations have been conducted using the Ooty Radio Telescope in order to place constraints on the evolutionary scenario leading to the formation of the present day superclusters. The experiment attempted to detect 21 cm emission from massive neutral hydrogen condensates at a redshift ofz = 3.3. In an Einstein de-Sitter universe with baryon density Ω = 0.05, about ten condensates were expected in the volume surveyed if superclusters, having H I masses ≃5 × 10₁₅ M _⊙, were the first objects to separate out of the Hubble expansion. The sensitivity of our experiment rules out the existence of these condensates atz = 3.3 unless their lifetimes are less than one-tenth the dispersion in their epoch of formation or the proto-superclusters subtend angles greater than 6 arcmin. The result indicates that superclusters form at z > 3.3 if indeed they were the first objects to condense out of the Hubble flow. An erratum to this article is available at .     

应用河流阶地10Be深度剖面计算千年至十万年尺度流域平均古侵蚀速率

古侵蚀速率的时空变化规律是研究构造-气候-地表侵蚀之间耦合关系的重要线索。已有的研究多侧重于百万年(10⁶)或百年(10²)尺度上的侵蚀速率限定, 但对千年至十万年(10³~10⁵)尺度上的侵蚀速率限定较少。河流阶地的发育能够延续千年至十万年, 其沉积记录保留了大量流域侵蚀信号, 为建立该时间尺度上的流域古侵蚀速率记录提供了理想的数据支撑。本研究介绍了一种千年至十万年尺度上的流域平均古侵蚀速率计算方法。基于河流阶地¹⁰Be深度剖面, 约束阶地表面沉积物的¹⁰Be继承浓度和阶地面废弃年龄, 进而计算出多期阶地发育期间的流域平均古侵蚀速率。随后, 以青藏高原东北缘北祁连西段为例, 基于山前6条河流(自西向东分别为石油河、白杨河、北大河、洪水坝河、丰乐河和马营河)已发表的16个阶地¹⁰Be深度剖面数据(共81个¹⁰Be样品)和7个现代河道沉积物的¹⁰Be浓度数据, 建立了北祁连西段约200 ka以来的流域平均侵蚀速率记录(共23个侵蚀速率值)。结果表明, 北祁连西段千年至十万年尺度上的流域平均古侵蚀速率变化趋势与气候波动曲线之间存在较强的对应性, 揭示了气候变化是引起流域地表侵蚀的关键因素。上述实例证明, 应用河流阶地¹⁰Be深度剖面可有效地计算千年至十万年尺度上的流域平均古侵蚀速率, 并有助于深入剖析构造、气候和地表侵蚀过程三者之间的潜在关系, 进而推动活动造山带地区定量地貌学研究的发展。

     

地层证据--对大别造山带汇聚历史的制约

大别造山带的汇聚演化历史一直存在不同的认识,来自扬子陆块和华北陆块显生宙以来的地层记录以及北淮阳地区的地层记录可能为两个陆块的汇聚模式提供制约。通过对扬子陆块与华北陆块显生宙以来岩相古地理进行比较,其中3个阶段相似, 2个阶段差别很大。以浊积岩发育作为俯冲阶段的标志,磨拉石建造出现作为闭合的标志,显生宙以来,大别造山带曾经历了两次俯冲和两次汇聚,俯冲时间分别是晚奥陶世—早志留世和早三叠世,汇聚的时间分别为中 晚泥盆世和中三叠世,早期的汇聚具有软碰撞特征,以上认知得到了北淮阳地区地层、古生物和沉积记录的支持,同时也与大别山造山带榴辉岩的同位素年龄数据基本吻合。高压 超高压变质岩在晚三叠世处于快速折返阶段,早侏罗世以前到达地表,其平均折返隆升速率为39～66mm/a。     

青藏高原及邻近地区地壳与上地幔剪切波三维速度结构

本文利用30个基准台所记录的238条长周期面波资料,经过适配滤波和分格频散反演,得到中国大陆及邻区147个分格10—105s的纯路径频散,进而反演出青藏高原及邻近地区深至170km的剪切波三维速度结构.研究表明,青藏高原中西部地区和东部地区的地壳平均厚度分别为70±7km和65±7km,地壳平均剪切波速度分别为3.55和3.62km/s,上地幔顶盖平均速度分别为4.63和4.61km/s; 岩石层厚度均为120±10km;东部地区下地壳内30—40km深度处普遍存在低速层;青藏高原及其东侧的上地幔低速层内有横贯东西且明显向上隆起的低速腔.滇西缅北地区的地壳厚45±5km,上地壳及下地壳内都有低速层;上地幔顶盖的速度为4.42km/s,比青藏高原本体及恒河平原都低.恒河平原地壳厚34±2km,速度平均为3.45km/s;上地幔顶盖厚86±10km,速度平均为4.63km/s,顶盖内55—83km深处有一个低速夹层.     

渤中凹陷西南部古新世—始新世构造差异活动及沉积充填演化

渤海海域渤中凹陷西南部构造复杂,其沉积充填演化规律不明确。综合运用岩芯、测井以及三维地震资料,对该区断陷湖盆古新世—始新世的构造活动、沉积体系以及盆地充填演化规律进行了系统研究。研究表明,渤中凹陷西南部古近纪孔店-沙河街组发育孔店组末期、沙三段末期、沙一二段末期等3期构造活动,多次隆升剥蚀形成3个关键层序界面,控制整个湖盆古近纪孔店-沙河街组的层序结构和古地貌形态。古新世—始新世主要发育近源扇三角洲、辫状河三角洲、湖泊以及湖底扇等4种沉积体系类型,其分布受古物源、古地貌、断裂活动等因素制约。在古新世孔店组沉积裂陷早期,湖盆范围小,物源供给充足,陡坡带和缓坡带均以发育扇三角洲沉积为主,湖盆中心发育湖底扇沉积,晚期湖盆逐渐萎缩;始新世早期的沙三段沉积时期,断陷活动加强,随着盆地范围的扩张,物源供应减弱,湖盆洼陷区主要发育湖底扇沉积。始新世晚期沙一二段裂后沉降期,辫状河三角洲进积特征明显,分布范围广,局部地貌高位置发育湖相碳酸盐岩沉积。不同时期构造差异活动与物源供给共同制约着该区古近纪孔店-沙河街组的沉积充填演化过程,也导致了与渤海海域其他构造区沉积充填的差异性。     

稳定碳同位素在湘中千佛洞上覆土壤-滴水-现代沉积物的迁移特征研究

通过对2021年1月~2022年10月期间,湘中千佛洞洞外大气-上覆土壤气-洞穴空气二氧化碳含量（pCO₂）及其碳同位素（δ¹³C_CO2）、8个洞穴水体（4个滴水、3个地下河水、1个池水）溶解无机碳同位素（δ¹³C_DIC）以及洞穴现代沉积物碳同位素（δ¹³C）的连续监测,初步获得了监测时段内千佛洞岩溶系统中δ¹³C在垂直方向上运移的变化特征,并得到以下3点主要认识：1）千佛洞上覆土壤气、洞穴空气pCO₂及δ¹³C_CO2表现出相似的季节变化特征,夏季pCO₂偏高,δ¹³C_CO2偏轻,冬季则相反。降水量和温度是土壤pCO₂及δ¹³C_CO2变化的主要影响因素;2）千佛洞洞穴水体δ¹³C_DIC值呈现显著的季节变化规律,夏季偏轻,冬季偏重,表明土壤pCO₂及δ¹³C_CO2对其影响较大,说明该洞洞穴水体δ¹³C_DIC可以较好地响应外界环境变化。此外,4个滴水点δ¹³C_DIC值在变幅和绝对值之间存在一定差异,这可能是受到不同滴水点的运移路径和滴水速率等因素的影响;3）千佛洞现代沉积物δ¹³C也表现出明显的季节变化特征,说明该洞现代沉积物δ¹³C可以较好地继承滴水中的δ¹³C_DIC信号。千佛洞的初步观测结果为利用该洞穴或者临近区域洞穴沉积物开展古气候重建提供了借鉴和参照。

     

汉江流域1951-2003年降水气温时空变化趋势分析

利用1958-2017年长江中下游地区426个国家站逐日降水资料,通过线性趋势分析法、EOF分解法,使用五个降水特征量,分析了60 a来长江中下游地区降水的变化规律。结果表明：（1）长江中下游地区年降水量呈上升趋势,线性趋势为2.21 mm·a^-1,夏季的线性趋势为2.03 mm·a^-1,冬季雨量略增,而春、秋两季雨量略减;（2）年降水日数的线性趋势为-0.46 d·a1,春、秋、冬三季降水日数均有减少,夏季持平;（3）降水强度呈弱上升趋势,降水强度的高值中心在江西以东大部以及湖北东部、安徽南部边缘,夏季的降水强度最大,冬季的最小,四季的降水强度均有弱增加趋势;（4）降水变异系数的高值中心位于安徽西北部边缘,最高值为0.25,低值中心位于湖南西部,最低值为0.14;春季的降水变异系数最低,夏季整体稳定,秋冬两季的波动性较大;（5）以年降水量作为指标可以把长江中下游地区划分为三种空间分布型,即长江中下游流域区域一致型、长江中下游北部和南部南北反相变化空间型以及长江中下游东部和西部东西反相变化空间型。

     

黄河中游水系河流阶地序列与数值年代

根据黄河中游水系河流阶地的年代资料,通过对比各种测年结果,获得一个具有较准确数值年代的黄河中游的阶地序列。黄河中游水系河流阶地可分为黄河干流阶地(即兰州段、晋陕峡谷段、禹门口至河南孟津段黄河阶地)、黄河一级支流阶地(渭河和汾河阶地)、黄河二级河流阶地(泾河和洛河阶地)。建立一个准确的阶地序列和数值年代框架,需要多种测年技术的相互印证以及加强河流上下游阶地对比研究。总体来讲,兰州段黄河阶地的年代可靠度比较高,而晋陕峡谷段的河流阶地年代仍有很多争议;渭河的下游阶地年代相对较可靠,但渭河上游、汾河、泾河、洛河的阶地年代研究还需要加强。     

南堡油田保持中深层泥页岩井壁稳定钻井液研究

在南堡油田中深层钻井过程中,东二、东三、沙一段泥页岩的剥落掉块经常造成井壁坍塌掉块、钻具阻卡、电测遇阻等井下复杂情况。分析了中深层泥页岩的理化特性,研究探讨了泥页岩的坍塌机理。在此基础上,提出了选用强封堵抑制型钻井液是有效抑制中深层泥页岩剥落掉块的根本措施。这一研究成果对于在南堡油田中深层开发工程中提高钻速、减少井下复杂情况发生具有重要意义。     

南京汤泉地下热水补给来源与成因模式

南京汤泉地区地下热水资源丰富,阐明其补给来源及成因模式,对于地下热水的科学开发意义重大。采用水化学及同位素地球化学分析方法对其进行了系统研究。结果表明,研究区地下热水与浅层冷水水化学组成差异明显,热储温度为63~75℃,循环深度为1.8~2.3 km。大气降水入渗是地下热水的补给来源,补给高程范围为321~539 m;循环周期为2046~6474 a;地下热水上涌过程中会混入比例为4%~26%的浅部岩溶冷水。经分析,该地热系统成因上属于中低温对流型,补给区主要为老山复背斜构造内的碳酸盐岩裸露区,依靠区域大地热流供热,热储层主要为上震旦统白云岩,盖层为寒武系、白垩系及第四系,地下热水经深循环沿NEE向与NW向断裂交会通道向上运移,并与浅部冷水发生混合,形成本区的地热异常。