FY-2E晴空风矢同化对台风分析和预报的影响研究

为了研究“二阶差分法”反演的晴空区风矢同化在台风分析和预报中的作用,以1509号台风“灿鸿”和1211号台风“海葵”为例,首先利用WRF-3DVAR系统对晴空风矢进行同化,探讨了晴空风矢的引入对模式初始场的影响。然后利用WRF模式对两个个例分别进行48 h的预报试验。通过对比控制试验和同化试验,结果表明,同化晴空风矢资料能够对初始风场和位势高度场进行合理的调整,在台风周围引导气流的作用下,台风路径与实况更靠近,从而提高了台风路径的预报效果。除此之外,同化晴空风矢对台风强度以及风场预报也有一定的改善作用,还可更准确地预报出降水的落区及雨强,提高降水预报质量。因此,晴空风矢的引入,有利于改善模式的初始场,从而提高WRF模式对台风的预报能力。      

高分辨率WRF三维变分同化在北京地区降水预报中的应用

为迎接2008年北京奥运会,改进北京地区的天气预报,建立了一个基于三重嵌套区域(27/9/3 km)的WRF三维变分同化(WRFVar)和WRF模式的高分辨率快速更新循环同化预报(Rapid-Up-date Cycle)系统,并针对2006年8月1日发生在北京地区的强对流天气进行了一系列数值试验,结果表明:高分辨率的快速更新循环系统很好地预报出了此次强降水过程;在WRF三维变分同化里调节背景场误差和观测误差,提高了降水预报的效果;插值得出的3 km背景场误差可以作为一个合理的近似在3 km分辨率的WRFVar中使用,用户可以不必积累高分辨率的预报场去计算背景场误差,从而节省大量计算资源。3 h频次的RUC已经能满足预报要求,更高频次(1 h)的RUC并没有导致预报的进一步提高。     

青藏高原南羌塘基性岩墙群U-Pb和Sm-Nd同位素定年及构造意义

羌塘地区是青藏高原古特提斯研究的关键地区,羌塘南部地区基性岩墙群的侵位时代与构造背景对确定古特提斯阶段联合古陆解体的具体时间和青藏高原构造演化有重要意义。选择单颗粒锆石U-Pb法和全岩Sm-Nd等时线法对基性岩墙进行定年研究,获得了(312±4)Ma单颗锆石U—Pb谐合线年龄和(299±13)Ma和(314±5)Ma两个Sm-Nd全岩等时年龄。结合区域地质资料研究认为,基性岩墙群为羌塘地块裂离作用的产物,所获得的同位素年龄代表了基性岩墙群的侵位时间,为羌塘地块裂解提供了构造事件年龄,为重塑龙木错—双湖古特提斯洋盆的形成演化过程提供了重要信息。     

钾稳定同位素研究综述

钾稳定同位素是重要的非传统稳定同位素体系,也是近年来迅速发展的热门研究课题。对钾同位素研究历史和现状进行综述,具体包括以下内容:(1)总结了钾元素的地球化学和宇宙化学性质,包括钾在主要地质储库(地幔、地壳、海洋)中的丰度及其分配,钾在岩浆演化中的不相容大离子亲石性,常见含钾火成岩/沉积岩矿物以及钾在表生过程中的循环,也包括主要行星物质(球粒陨石、非球粒陨石、火星和灶神星陨石以及月球样品)中钾的含量、赋存状态、主要矿物,钾在太阳星云冷凝、行星积聚以及岩浆海过程中的中等挥发性质;(2)介绍了钾同位素的研究历史,从1922年Dempster利用最早的质谱仪测量钾同位素在自然界的丰度,到Taylor和Urey在1938发表的经典的钾同位素分馏实验,再到Humayun和Clayton在1995年发表的钾同位素领域的经典研究,最后到近几年的进展;(3)介绍了对钾的前处理(离子交换柱法)以及钾同位素的主要测量方法,包括早期热电离质谱仪法(TIMS),二次离子质谱仪法(SIMS)和近十几年以来高速发展的多接收电感耦合等离子体质谱仪法(MC-ICP-MS)及其不同的技术路线;(4)介绍了高精度钾同位素比值在低温地球化学和生物地球化学中的应用,包括钾同位素在地表的风化过程中、海水洋壳的反向风化作用中的分馏及其在示踪全球钾元素循环和洋壳俯冲等过程中的应用;(5)介绍了高精度钾同位素比值在高温地球化学中的应用,包括钾同位素在岩浆分异和矿物结晶过程中的分馏;(6)介绍了高精度钾同位素比值在宇宙化学中的应用,包括在太阳星云冷凝、行星凝聚、月球形成大碰撞、岩浆海、火山喷发去气过程中的分馏作用。     

热液成矿作用的一般动力学方程

分析了热液成矿作用的基本特点和研究现状，推导出热液成矿作用动力学体系的一般方程，并着重讨论了方程中表征热液与围岩之间化学反应的速率项，除目前一般采用动力学实验实测反应速率常数外，作者根据局域平衡原理，认为成矿作用可视为体系内各点随着温度和压力的变化不断重建平衡的过程，可用温度和压力变化时成矿反应的平衡常数的变化速度表征成矿反应的动力学行为，成矿化学反应的速率还可用主要成矿物质的溶解的变化率来表征。     

黔南—桂北地区南华系化学地层特征

化学蚀变指数(chemical index of alteration)(CIA)最早作为判别源岩化学风化程度而提出, 随后又应用于对沉积物沉积环境的判定。化学蚀变指数的表达式为CIA={n(Al2O3)/[n(Al2O3)+n(CaO*)+n(Na2O)+n(K2O)]}? 100。CaO*代表硅酸盐中的CaO, n(CaO*)=n(CaO)?n(CO2方解石)??n0.5?n(CO2白云石)??10/3?n(P2O5)。化学蚀变指数样品的选取极为重要, 最佳岩性为细碎屑岩, 并需清除成岩过程中钾交代作用的影响, 以及采用成分变异指数(ICV)来判别沉积再循环作用和沉积物成分被改造的程度。使用A-CN-K三角图解判别物源区的源岩性质和样品钾交代的程度及其风化趋势。黔南—桂北地区南华系的CIA研究表明: 该地区南华系下部的长安组其下部CIA值为60~65之间, 中部为70~5, 上部回落到65~70之间。南华系中部富禄组CIA值高, 在85~95之间。南华系上部的南沱组CIA值再次回落到60—65的范围。上述CIA值的变化表明本区南华纪时期自老至新经历多次由干燥寒冷—温暖潮湿气候期的变化。本文据此提出扬子地块南华系新的划分、对比方案。     

甘肃北山红柳沟铜镍矿化基性-超基性岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

红柳沟铜镍矿化基性-超基性岩体位于塔里木板块北缘北山裂谷带,岩体两侧分别为大山头—岗流脑子、方山口—庙庙井—双鹰山2条区域性深大断裂带。岩体侵位于敦煌岩群,铜镍矿化通常赋存于杂岩体中二辉橄榄岩、橄榄二辉辉长岩、橄榄苏长辉长岩等基性程度较高的岩石内。通过SHRIMP锆石U-Pb定年,首次获得红柳沟矿化橄榄角闪辉长苏长岩锆石的U-Pb年龄为(396.7±3.8)Ma,表明该含矿杂岩体的侵位及矿化作用均发生于中泥盆世,结合区内已知黑山和怪石山等铜镍含矿岩体年龄,从而揭示出甘肃北山地区在中—晚泥盆世一直处于陆缘裂谷拉张环境。     

苏北超基性岩某些超高压变质特征

苏北芝麻坊超基性岩体,位于大别—苏鲁超高压变质带东段的核心部位,与基性榴辉岩紧密伴生,是苏北最具代表性的岩体之一。根据多年来的成果资料,研究它的超高压变质特征,对研究整个苏鲁超高压变质带具有重大意义。对岩体的形态特征、岩相学特征、特别是矿物学特征,如镁铝榴石特征的研究,结合金刚石的选出,都有力的证实苏北超基性岩是在超高压变质环境下生成的,同时也反映其是由华北地块与扬子地块俯冲碰撞而从地壳深处挤压上来的幔源物质。     

冲击荷载下红砂岩非线性黏弹性损伤本构研究

根据红砂岩在冲击荷载作用下应力曲线表现出的明显的分段特征,以朱王唐本构模型为基础进行改进,建立了一种非线性体、Maxwell体和基于Weibull分布的损伤体并联的本构模型;根据红砂岩动态力学特性,对朱王唐本构模型进行简化,并基于Lemaitre等效应变假设推导出一种率型损伤本构方程.对两种新建本构方程进行试验验证,讨...     

云南马关碧(钾)玄质火山角砾岩中矿物混晶包体特征及其地质意义

在云南马关碧(钾)玄质火山角砾岩中发现了一类特殊包体,呈红色与黑色两种。经X射线粉晶衍射鉴定,红色者为以锰铝榴石为主要结晶相的隐晶—非晶质混晶,黑色者为以绿辉石为主要结晶相的隐晶—非晶质混晶。两种矿物混晶包体在一定程度上类似于熔浆玻璃或熔体囊,它们具有同源演化的相似地球化学特征。文中通过对两种矿物混晶包体的显微特征与地球化学分析研究表明,它们是亏损地幔部分熔融的产物,并作为一种不混溶熔体成分被碱性玄武岩浆携带、运移上升。它们代表了石榴石相(榴辉岩相)地幔源区组分,暗示新生代时期软流圈上涌除释放小体积交代熔体交代上地幔使其富集之外,还造成岩石圈地幔拆沉,尖晶石相地幔组分向石榴石相地幔组分转变。另外,据两种混晶包体与其他类型包体和寄主岩岩浆的不同来源,推测马关地区深部岩石圈地幔经交代作用发生过两次转换。首先是由原始地幔向亏损地幔转化,并发生部分熔融,其后是由亏损地幔转化为富集地幔,形成富碱岩浆和与其互不混溶的进一步富集成矿元素的地幔流体。由此暗示滇西地区与富碱斑岩有关的多金属成矿作用即受制于这一深部地质过程与壳幔混染机制。