导线覆冰自动观测实验与覆冰过程分析

在贵州重冰区3个气象站和海拔2500m的梅花山野外观测点开展了3a冬季的导线覆冰自动观测实验,利用观测实验获取的大量连续覆冰过程数据,对导线覆冰重量及其气象条件逐小时演变特征进行了深入分析.结果表明:一次完整的连续导线覆冰过程包括覆冰开始、增长、维持、减弱、消融到结束五个不同的阶段,持续时间较长的覆冰过程中间可能出现间断,而覆冰增长、维持、减弱几个阶段可能重复交替出现.覆冰过程开始一般以气温下降到0℃以下且相对湿度90%以上为标志,当出现浓雾或降水时覆冰出现增长,当既无降水也无雾时覆冰进入维持阶段;整个覆冰过程中温度均低于0℃且维持很高的湿度,中途若温度上升且无雾和降水则覆冰有明显减弱,当气温稳定上升到0℃以上同时湿度下降时覆冰过程结束.覆冰过程的开始和增长一般持续时间较长,而覆冰的消融和结束则十分迅速.在气象站观测到的覆冰以雨雾混合冻结为主,降水对覆冰过程的开始和增长有重要作用,而在梅花山野外观测到的多为雾凇覆冰,降水对覆冰的作用不如地势较低地区显著.     

胶东望儿山金矿床氢-氧同位素地球化学

胶东金成矿省位于华北克拉通东南缘,是我国最重要的黄金集区,约占全国黄金储量的25%。其中约90%的金资源量集中于胶东半岛的西北部,主要受3个一级断裂带(三山岛断裂带、焦家断裂带和招平断裂带)控制。望儿山金矿床赋存于晚侏罗世玲珑型黑云母花岗岩中,受焦家断裂带的次级断裂带(望儿山断裂带)控制,是胶东地区受二级断裂带控制的已探明规模最大的金矿床,同时发育蚀变岩型矿化和石英脉型矿化。金矿化与硅化和绢云母化蚀变密切相关,矿体多呈脉状,主要为矿区内主干断裂F1和F5控制的1号和5号矿体以及F1和F5的次级断裂控制的3号和23号矿体。矿石分为蚀变岩型和石英脉型,主要由石英、绢云母及黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等金属硫化物等组成。本研究通过详细的野外和岩相学、矿相学观察,依据蚀变特征、脉体穿插关系及矿石结构构造和矿物共生组合,将成矿过程分为四个阶段:黄铁矿-石英-绢云母阶段(Ⅰ)、石英-黄铁矿阶段(Ⅱ)、石英-多金属硫化物阶段(Ⅲ)和石英-碳酸盐阶段(Ⅳ)。针对不同高程、不同成矿阶段、不同矿石类型、不同矿体,系统采集了26件样品,分别挑选石英单矿物进行氢、氧同位素测试,总体δD值分布于-77.3‰~-54.2‰,δ18O值分布于-5.56‰~7.20‰,Ⅰ阶段δD=(-62.2±6.6)‰(n=8),δ18O=(4.60±1.52)‰(n=8);Ⅱ阶段δD=(-62.5±4.5)‰(n=7),δ18O=(0.47±2.86)‰(n=7);Ⅲ阶段δD=(-66.5±3.9)‰(n=8),δ18O=(-0.44±2.21)‰(n=8);Ⅳ阶段δD=(-65.6±4.5)‰(n=3),δ18O=(-4.43±1.09)‰(n=3)。根据氢-氧同位素组成及流体混合作用图解和水-岩交换氢氧同位素演化曲线,得出变质水与大气降水的混合流体与成矿相关。成矿流体来源主要为胶东群变质水,随着成矿作用的进行,更多大气降水混入成矿流体,成矿Ⅲ、Ⅳ阶段流体很可能以大气降水为主。成矿流体依据其流动方式主要分为渗透式流动和隧道式流动两种,蚀变岩型矿石的氧同位素组成较为集中,表明渗透式流动很可能是形成蚀变岩型矿石的成矿流体的主要流动方式;石英脉型矿石的δ18O值分布范围较大并小于或等于蚀变岩型矿石的δ18O值,表现出成矿流体的隧道式流动特征。在垂向上δD值表现出由深部到浅部总体降低的趋势,可能是在流体沸腾过程中发生了动力学分馏。横向上δ18O值的变化与已探明的矿体规模之间具有明显的负相关关系,很可能表明F1和F5断裂是具有低δ18O值大气降水下渗的主要通道,混合后的成矿流体沿F1和F5断裂运移的同时向其两侧的次级断裂流动。成矿流体与玲珑黑云母花岗岩不断发生水-岩交换作用,并发生减压沸腾作用,可能是导致望儿山金矿床同位素梯度变化及巨量金沉淀成矿的最主要原因。     

地下水非线性流动模拟

本文探讨了非线性地下水流动的规律,对比了两种常用的公式模型,Ｆｏｒｃｈｈｉｍｅｒ及指数型公式,并通过实验证实了Ｆｏｒｃｈｈｉｍｅｒ公式具有更广的适用性。深入探讨了利用达西流有限元及边界元模型进行非线性地下水流动模拟的方法及步骤并提出了一种简便的边界元模拟方法。     

质量传输和同位素交换:流动几何学和交换机制

耦合的质量传输和动力学限制的同位素交换模型综合考虑了平流、扩散、热液弥散 ,以及岩石与水之间的不平衡同位素交换等项因素。把耦合模型应用于 2个构造环境下的古热液系统 ,进而解释稳定同位素数据。对于造成环绕浅成侵入岩体分布的18O亏损环带的流体的流动几何学 ,以及浅部正断层流体流动的几何学 ,耦合模型提供了不同于单一同位素交换模型的解释。耦合模型也提供了关于同位素相对交换速率和同位素交换机制的信息。结果表明 ,断层带的动态重结晶促进了表面反应 ,进而便利了同位素交换 ;在化学不反应性和未变形的矿物中 ,同位素交换可能受制于固态条件下的扩散。     

从末次冰盛期冰川规模探讨当时的气候环境

根据乌鲁木齐河源区末次冰盛期形成的保存完好的古冰川遗迹和现代气候条件下冰川特平衡与气候的关系。用冰川动力学方法估算出冰川达到末次冰盛期规模时的气候条件。依据末次冰盛期冰川面积，结合冰川平衡线高度和冰川体积综合分析，乌鲁木齐河源区末次冰盛期的夏季气温应比现代低４．８℃左右，降水约只有现代的３０％，但目前其它古气候方法的研究结果表明，末次冰盛期的夏季气温比现代低５．６℃左右，两者相差０．８℃，其原因可     

基于浅层探冰雷达的东南极内陆地区冰盖内部等时层提取

中国第32次南极考察内陆队首次使用雪地车载浅层探冰雷达取得了中山站至昆仑站全程1 300 km 的浅层冰盖数据,通过MATLAB对数据进行FFT转换、背景滤波、改变叠加次数去噪和基于曲波变换的图像处理,使用Reflexw对MATLAB处理后数据进行地形校正、二次背景滤波和平滑滤波等处理,成功提取了冰盖浅层等时层并得出了等时层的平均深度、最大深度和波动情况。最后进行了数据的连接,展示了LGB69冰芯处等时层的分布并与冰芯数据结合大体对应了相应等时层的年代和事件。给出了Dome A附近的等时层分布情况。为东南极中山站至昆仑站沿途的物质积累率计算提供重要的数据支撑。     

人类世生态地质学研究方法及应用研究

地质学家和社会学家广泛关注“人类世”这一新概念,但是,对于“人类世”的时间跨度仍然存在很大争议。在结合前人研究结果的基础上,对人类世提出了新的划分方法:认为人类世是一个以人类活动为主导因素的地质时期,要探讨人类世的生态与环境演化过程,就需要寻找一种有时间序列、分辨率高、分布范围广并且与生物活动紧密相关的沉积层。选取粪土层作为过去生态环境信息记录的新载体,运用多学科交叉的方法探索南极生态、气候和环境变化的问题,是南极无冰区生态地质学的理论基础。南极无冰区生态地质学是人类世生态地质学的组成部分,是沉积学与地球化学、考古学、生态学多学科交叉的结果,它的理论和方法已被成功地运用到北极和中国的南海地区,它应该放在全球的沉积学大平台上,开拓新的领域。并详细讨论了人类世生态地质学的研究方法及应用实例,对于了解人类世以来气候、环境和生态的变化及其与人类活动的关系具有重要意义。     

火焰原子吸收光谱法测定井水中的钙铁钾镁钠

实验在德国耶拿分析仪器股份公司的Contr AA@300火焰原子吸收光谱仪上进行,仪器配有SFS6分段流动注射和AS52s自动进样器,测定井水中的ca、Fe、K、Mg、Na。在井水样品中加入2mLφ=65％的HNO3和2mL100g/L的LaCl3溶液,以水定容至100mL。待分析样品用Contr AA@300火焰原子吸收光谱仪进行测定。     

北部湾东部沉积物结构和碳酸盐含量变化对末次海侵和环流作用的响应

为了揭示末次冰消期以来北部湾东部沉积环境的整体变化,深入认识环流对北部湾沉积的控制作用,对位于北部湾东部的15只柱样进行了粒度、碳酸盐含量和C/N分析,并测定了其中11只柱样的AMS14 C年代.结果表明,在末次冰消期随海平面上升,北部湾沉积环境由陆向海转变,沉积物碳酸盐含量总体递增,而C/N值则递减,其间伴随发生于全新世早期的碳酸盐低值事件,在北部湾深水区的柱样中也有记录.全新世中期海平面基本稳定以后,稳定的C/N数值表示有机质来源趋于稳定,而碳酸盐含量受钙质生物生产力不同(南高北低)和陆源输入的区域性差异影响出现不同变化.与C/N分析结合,碳酸盐含量曲线可用于地层划分与对比.北部湾环流可能形成于7ka BP左右,影响了沉积物的输运与沉积.全新世中晚期沉积厚度存在区域差异,海南岛西侧大于2.0m,湾顶多介于0.8~2.0m,而涠洲岛西南海域厚度相对最小,可能与湾北物质难以向南输运,而湾南物质主要在琼州海峡西口外卸载有关.