大陆俯冲化学地球动力学

碰撞造山带陆壳岩石中柯石英和金刚石的发现证明在碰撞造山过程中,一侧陆壳可俯冲到地幔深度。在这一俯冲过程中,随着温度、压力的升高,俯冲陆壳岩石必然会发生一系列地球化学变化,并会与周围的地幔物质发生不同形式和程度的相互作用。认识这些地球化学变化及相互作用,并以此制约大陆壳俯冲的动力学过程是陆壳俯冲化学地球动力学的主要研究内容和目标。文中以大别山陆壳俯冲为例,总结了陆壳俯冲化学地球动力学研究的主要进展。已有的研究表明在大别山造山带,扬子陆块是在二叠纪末—三叠纪初开始向华北陆块下俯冲,并在２３０～２１８Ｍａ达到峰期超高压变质作用。该俯冲板块可能在２００～１９０Ｍａ断离,从而使陆壳俯冲终止。伴有超高压变质作用的陆壳深俯冲作用可能仅在两个较大陆块碰撞时才发生。超高压岩石的折返至少经历了两次快速抬升。最初一次是在陆壳俯冲时期（２２８～２１０Ｍａ）,超高压岩石由逆冲构造推至中地壳并构造就位于角闪岩相围岩中;第二次是在俯冲板块断离之后（２００～１９０Ｍａ）由浮力推动超高压岩石与其围岩一起快速抬升。在俯冲过程中,俯冲陆壳可以析出流体交代改造上覆楔形地幔。该富集地幔在俯冲陆壳断离之后可发生部分熔融,产生具有Ｎｂ,Ｚｒ,Ｔｉ亏损及?     

电感耦合等离子体质谱法同时测定地下水中硼溴碘

建立了电感耦合等离子体质谱法同时测定地下水中B、Br、I的方法。选定φ=2%(体积分数)的稀NH3.H2O介质消除碘的记忆效应。采用干扰较少的10B和79Br同位素。B、Br、I在0~10 000 ng/mL呈良好的线性关系。方法的检出限为10B 0.176 ng/mL,79Br 0.876ng/mL,127I 0.132 ng/mL;精密度(RSD,n=12)为10B 2.86%,79Br 3.36%,127I 2.69%;10B的阶梯加标回收率为94.6%~101.5%,79Br为98.3%~104.9%,127I为96.5%~102.0%。     

辽西北票(金-羊)盆地北票组层序地层及沉积体系特征

为揭示北票(金-羊)盆地内北票组层序地层特征及沉积体系分布规律,应用层序地层学及沉积学理论和方法,综合利用野外露头、剖面等资料,建立了北票(金-羊)盆地北票组的层序地层格架,确定研究区的沉积相类型及分布规律。研究结果表明,北票(金-羊)盆地北票组可划分为2个三级层序,其内部可进一步划分为7个准层序组。在层序内识别出冲积扇、辫状河三角洲、湖泊3个沉积相。明确了沉积相的分布规律,向上形成由冲积扇到辫状河三角洲,再到湖相,最后是辫状河三角洲的沉积体系;平面上呈近北西—南东向展布的沉积体系,整体构成2个水进、水退的沉积体系。古地貌影响了底部冲积扇相沉积物的沉积特征。气候不仅影响了沉积物类型,且和湖平面变化共同控制了沉积物的演化规律。     

基于地貌结构与汇水特征的沟谷节点提取与分析——以陕北黄土高原为例

沟谷节点是流域中线状沟谷或河网的交汇点,集中反映了沟谷的地貌结构和水文特征。有效获取并分析沟谷节点的结构与特征规律,对于系统、深入地研究流域地貌的空间形态结构、径流特征具有重要的作用。利用陕北黄土高原多地貌类型为实验区,设计并实现了基于高精度DEM的沟谷节点提取算法模型和等级标定方法,获取了实验区各级沟谷节点的数量和汇水值;运用数学模型分析法,分析了沟谷节点的数量和汇水值的分级数量关系,得到了具体的数学模拟方程;同时,运用等差分级的方式,分析了汇水累积量级差在不同地貌区的差异,初步探讨了地表形态在空间上的分异规律。     

中国南方降水δ18O年际变化响应ENSO机理的再分析

中国南方石笋δ18O记录已成为重建过去季风变化历史的重要载体,然而对石笋δ18O记录的气候解译目前仍存在争议.本文基于模拟数据和气象观测数据建立了1979-2016年中国南方16个主要城市的降水δ18O年际变化序列,并利用主成分分析方法提取了这些δ18O序列的第一主成分.该主成分序列与海洋尼诺指数总体上呈现出显著正相关...     

鄂西黄陵穹隆新生代隆升特征及其环境效应

位于湖北省西缘的黄陵穹隆具有基底加盖层双层结构,其暴露的基底主要以黄陵花岗岩为代表。该穹隆对长江三峡的形成演化、四川－江汉盆地一带构造格局的形成,以及三峡大坝的安全性等方面均具有重要控制和影响作用。本文通过对黄陵花岗岩的裂变径迹特征分析,结合野外实测阶地地貌数据,获得了黄陵穹隆65Ma以来的隆升速率、隆升高度和剥蚀速率等方面的数据：1)65-7Ma,隆升速率为24.6-7.4m/Ma,隆升高度为1426.8-429.2m;2)7Ma至今,平均隆升速率为204.1m/Ma,隆升高度为1428.7m。而0.73-0.01Ma以来隆升速率由0.058m/Ka增加为1.033m/Ka,平均隆升速率为0.134m/Ka,显示出早期隆升较慢,后期加快的趋势。65Ma以来,至少总的剥蚀厚度为2455.5m-1457.9m,其中7Ma以来剥蚀的厚度为1028.7m,剥蚀速率为0.147mm/a。研究结果约束了长江三峡的形成时间和过程,证实了三峡是一年轻的河谷。     

岩溶泉补给地表溪流二氧化碳脱气作用研究

碳酸盐岩风化作用(即岩溶作用)能够吸收大气二氧化碳(CO_2),形成溶解无机碳(DIC,dissolved inorganic carbon),被认为是一种重要的陆地碳汇,其在全球碳收支平衡和未来陆地增汇中可能会有重要贡献。然而,目前对岩溶碳汇的稳定性还存在争议,一些学者认为岩溶地下水出露地表后会发生CO_2脱气,对岩溶碳汇通量估算带来不确定性。本文以广西桂林长流水表层岩溶泉补给的溪流(约2.7km长)为例,利用水化学和同位素质谱仪测试技术,研究了溪水水化学指标和溶解无机碳同位素(δ~(13)C_(DIC))沿流程变化,探讨了溪流CO_2脱气过程、通量及其影响因素,以更好地了解岩溶碳汇的稳定性。结果表明:从泉口向下游,在陡坡地段(C1～C14段,长约270m,坡度约10°),溪水pH值、方解石饱和指数和δ~(13)C_(DIC)沿流程分别升高了0.9、0.9和1.8‰,而CO_2分压、电导率、Ca~(2+)浓度和DIC浓度分别下降了85%、34μS/cm、0.2mmol/L和0.7mmol/L,说明溪水发生了显著的CO_2脱气,并伴随碳酸钙沉淀。而在平缓地段(C18～C26段,长约2.1km,坡度1°),溪水各水化学指标和δ~(13)C_(DIC)变化较小,指示CO_2脱气作用较弱。这些发现表明溪流CO_2脱气受到了地形决定的水动力条件控制。另外,在下游渠段,受支流汇入影响,溪水pH值和方解石饱和指数有所降低,在一定程度上抑制了CO_2脱气。溪流CO_2脱气能够抵消部分岩溶作用固定的大气CO_2量,但是在长流水这一高地势、低流量且有碳酸钙沉积的环境下,其抵消的量也仅占29%。对于在低缓地区受流量很大的岩溶泉/地下河补给的河流,其CO_2脱气作用对岩溶碳汇的影响有限,加之受可能增强的水生光合生物固碳效应影响,岩溶碳汇应具有很高的稳定性。     

河北唐山地区盛汛期短时强降水概念模型及物理量特征分析

利用2006-2013年区域自动站降水资料以及NCEP再分析资料,应用EOF分析和中尺度天气图分析等方法对唐山地区盛汛期短历时强降水的时空分布特征、天气学概念模型以及物理量特征进行研究.结果表明：唐山东北部是短时强降水的活跃区、西南部为不活跃区,但西南部极端短时强降水更强;存在5种降水空间分布类型,分别是“一致型”“西北多型”“东南多型”“东北异常偏多型”“东北异常偏少型”.700 hPa切变线是否断裂、副热带高压及高低空急流的位置以及高低空干湿区配置决定了降水分布;短时强降水发生时局地水汽丰富,暖云层厚度较大,垂直风切变较弱,存在一定的不稳定能量,强天气威胁指数较小、0℃层较高,大多数类型都有强的水汽辐合,但“东北异常偏多型”辐合较弱,其水汽主要来源于本地.     

断层参数对承压水体上采煤的影响分析

根据流固耦合理论,采用有限元数值模拟的方法,针对承压水体上采煤过程中断层参数(断距、倾角)对煤层、围岩的应力、变形和水压力变化的影响进行了模拟分析,探讨了存在断层时突水的机理和可能的突水点位置,并定量分析了防水煤柱的预留距离。得出以下结论:(1)当存在正断层时,多发生断层破坏型突水,而底板破坏型突水发生的几率较小;(2)突水性质和突水发生位置受断层断距和倾角的影响不大,煤层和采煤工作面附近的底板围岩都可能成为突水涌出点;(3)随着断层断距和倾角的增加,防水煤柱的合理留设距离应随之增大。以上结果可为实际矿井采煤防突水设计提供参考。 更多还原     

阴极发光和红外光谱技术在金刚石研究中的应用

总结了阴极发光（ＣＬ）及傅立叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）技术在金刚石研究中的应用。ＣＬ图像可以揭示金刚石的内部结构、生长机制、生长阶段及过程,提供塑性变形及是否含有ＣＯ２的信息,验证和解释微区ＦＴＩＲ分析、稳定同位素及地质年代研究的结果,为天然金刚石和合成金刚石的区分提供关键证据。合成金刚石的实验研究表明,氮的不同聚集态丰度值是聚集温度ＴＮＡ、金刚石存留时间ｔＭＲ及氮丰度值的函数,利用地质信息和ＦＴ