冰与火之歌——我的冰岛征服史(上)

<正>火山、熔岩、暴雪、冰川,这些本该格格不入的词语却可以同时出现在一个国家之中——冰岛。它是由北美大陆和欧亚大陆板块不断挤压、板块张裂后引起火山喷发、岩浆涌出形成的神奇岛屿,岛上的裂谷至今仍沿西南至东北贯穿全岛,被称作"地球的伤痕"。而近北极圈的高纬度位置,也赋予了它与众不同的气候环境,勾勒出这个星球上最类似月球的地形。这个冬日,我终于踏上了这块魔幻的土地,誓要看尽它银装素裹下的万般风情。     

季节性冰封热融浅湖水温原位观测及其分层特征

为探究季节性冰封浅湖热力学特征,于2010年10月至2013年7月对高原腹地一典型热融湖塘冰层生消、水/冰温及气象条件开展原位观测,分析了水温分布时间变化、温跃层以及冰生消对水温结构的影响。结果发现:冰面升华显著,贯穿整个冰期;水温日变化、季节变化和垂直结构受气温、大气辐射、风速、冰生消和湖底沉积层热贡献影响显著;在"无冰期-结冰前-冰生长期-冰融化期-融化后-无冰期"年循环过程中水温垂直结构分别呈现出"分层-翻转-逆温分层-逆温与正温共存-翻转-分层"的循环过程。分层期水温结构仅由上部混合层和温跃层构成,且偶因强风搅动而全湖翻转混合。可见,相比大中型湖泊,季节性冰封浅湖热力学结构差异显著。     

吉林省临江市小湖闪长玢岩体锆石U-Pb年代学和地球化学特征

对小湖闪长玢岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学及岩石地球化学研究。结果表明,岩石年龄为211~214 Ma,加权年平均龄值为(212.8±1)Ma,表明岩浆属于晚三叠世。依据TiO_2-Zr/P_2O_5、P_2O_5-Zr及SiO_2-K_2O图解,判断岩石为高钾钙碱性系列,A/CNK值为1.25~1.57,为过铝质。富集大离子亲石元素(如K、Rb、Ba),相对亏损高场强元素(如Nb、Ta、P、Ti)。高Mg~#值(51.74~52.56,平均为52.17)、Nb/Ta比值(13.52~16.00)、Rb/Sr比值(0.13~0.18)、Th/Nb比值(0.34~0.37)及Ba/La比值(12.39~15.83),显示出此岩体具有壳幔混合特点。综合前人研究成果,认为岩石形成于古亚洲洋闭合之后的造山拉张环境。     

海拉尔盆地呼和湖凹陷致密砂岩气成藏特征

海拉尔盆地呼和湖凹陷具备形成大面积致密砂岩气藏的地质条件,其断陷期地形比较宽缓,后期改造弱,主要发育低幅度的断背斜或宽缓的向斜,在局部具备稳定的构造条件。南二段煤系源岩广泛发育,丰度均达到中等--好烃源岩级别,为致密砂岩气藏的形成提供了充足的物质基础。洼槽区南二段储层属低孔--特低渗型储集层。南二段致密储层与煤、泥岩呈频繁互层状分布,形成致密砂岩气有利的的生储盖组合。构造高部位在一定程度上控制油气丰度,稳定的负向构造区有利于寻找储层富集区。呼和湖凹陷致密砂岩气主要表现为两种成藏组合,自生自储型和内生外储型,油气呈南北向条带状分布。     

尕斯库勒盐湖中CO_2-卤水-盐岩相互作用模拟研究

利用PHREEQC软件模拟CO2侵入后,尕斯库勒盐湖中CO2-卤水-岩盐之间的相互作用。CO2侵入卤水层后,卤水中元素的化学形态种类和大小发生变化,特别是碳酸盐型的络合物形态增多。CO2侵入后,除了碳酸盐、石盐和硫酸盐矿物达到饱和被析出外,其余矿物的不饱和程度加剧,卤水的TDS增大,pH值减小。卤水中U的含量在CO2侵入后发生沉淀而减小。研究成果对深入评估区域内盐水层CO2地质封存的环境风险和利用CO2分离提取盐湖卤水中的铀元素提供理论依据。     

内蒙古达来诺尔湖湖泊沉积物中敏感粒度组分沉积环境及地层分析

对达来诺尔湖北岸岸边(DL-0)、湖中心(DL-1)和湖南岸(DL-2)3个点的岩心沉积物进行了详细的岩性分析、粒度分析和粒度参数垂向分布序列分析。对沉积环境变化较为敏感的粒度组分的分析发现DL-0与DL-1和DL-2井岩心沉积物敏感粒度组分的峰值有较大差别,其粒度分布范围相差较大,表明湖北岸岸边、湖中心和湖南岸的沉积物来源和沉积环境的时空差异。敏感粒度组分含量随深度变化的初步分析表明,湖北岸岸边(DL-0)和湖中心(DL-1)两个点的沉积环境较为稳定;而位于湖南岸(DL-2)点的沉积环境变化比较大,包含了5个明显的沉积波动旋回,并对达来诺尔湖由北至南进行了沉积地层分析。在达来诺尔湖水下1.5m内主要是粒径0~200μm的颗粒,岩性为粘土、粉砂和砂,以粘土和粉砂为主,随着深度的增加,黏土含量增大,粉砂和砂含量减小。     

基于多光谱遥感的扎龙湿地湖泡水深反演研究

以扎龙湿地龙泡子为研究对象,利用58个实测水深数据和季相最接近的Quick Bird数据,建立湖泊水深的反演模型。探索性地建立了单波段和多波段组合的线性(多元)回归模型、指数模型、二次多项式模型、微分模型和对数模型等;通过对比模型的决定系数R2,比较模型精度;线性模型、对数模型、指数模型和幂指数模型的R2小于0.5,而二次多项式模型和多元线性回归模型的R2大于0.5,精度相对较高;筛选出拟合度较高的模型,用20个实测验证样本,采用相对误差和均方根误差进行模型精度评价;最后,利用精度较高的模型,进行龙泡子水深反演计算。水深反演结果表明,用选出的模型反演得到的龙泡子水深基本一致,为170~200 cm,即使有稀疏的水草覆盖,依然可以表现出水深渐变的趋势。以蓝、绿、红和近红外波段多光谱遥感反射率为自变量,建立的线性湖泡水深反演模型y=123.990-3.332B1+183.859B2-237.133B3-37.143B4(y为水深;B1、B2、B3和B4分别为蓝、绿、红和近红外波段的水体反射率),能较好地反演扎龙湿地湖泡的水深。     

准噶尔盆地玛湖凹陷百口泉组相对湖平面升降规律研究

准噶尔盆地三叠系百口泉组相对湖平面升降规律认识不清,制约了对百口泉组沉积体系分布与演化的分析。在高分辨率层序地层学理论指导下,综合钻井、测井等资料,采用传统定性分析与定量的测井小波变换分析相结合的方法,对准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡区三叠系百口泉组进行高精度层序地层划分,将百口泉组定量划分为1个长期层序,4个中期层序,16个短期层序,126个超短期层序;对126个超短期层序进行Fisher图解的定量分析,结果显示百口泉组沉积时期湖平面升降总体表现出持续上升的特征,内部又可划分为多个次级湖平面升降旋回,百口泉组一段（T₁b₁）、百口泉组二段（T₁b₂）、百口泉组三段（T₁b₃）与三次湖平面持续上升过程相对应,百口泉组三段（T₁b₃）湖平面达到百口泉组时期的最大规模。通过对比前人研究成果和钻井地质信息,认为相对湖平面升降曲线具有很高的可信度。     

南京湖山地区大石碑断层性质及成因探讨

南京湖山地区大石碑断层位于大石碑向斜北西翼,在北东方向人工开采的剖面上表现为正断层性质。通过对大石碑 断层及其附近断层和节理的构造要素测量分析、构造应力场求解等研究,文章认为该断层以右行平移断层为主,兼有正断 层的性质。印支期该区在北西-南东方向挤压构造应力场作用下,形成北东方向的褶皱（宁镇山脉）、北西方向的右行平移 断层和北北西方向左行平移断层,其中北西方向的右行平移断层在北东方向的剖面上表现出正断层的假象,是断层效应的 一个典型教学实例。     

行星地质工程原位测试方法

作为行星地质学与行星工程学的交叉学科,行星地质工程学科直接支撑行星探测、行星科研站与基地建设、行星资源开发与未来人类移居,相关研究已迫在眉睫。与地球相比,行星地质体在物质、结构与环境3个方面存在较大差异,决定着行星地质体工程特性与地球具有很大的差别,开展行星地质工程原位测试是准确获取行星地质体工程特性的最直接方式。文章把月球探测和火星探测任务中地质工程原位测试方法分为5类:触探试验、铲斗试验、钻探试验、地球物理探测和摄影测量,分别分析了各类原位测试方法的原理与科学载荷,对比各种方法中不同测试仪器的差异;利用月球工程特性原位测试结果梳理总结了月壤工程特性,包括粒度分布、密度、孔隙比、抗剪性、压缩性和承载力,分析了月壤和火壤工程特性的变化规律,并指出了与地球土壤物理力学特性的差异;未来应以行星探测任务为载体,结合地面低重力模拟测试平台和物理力学本构理论研究,研制小型轻量、自动智能的工程特性原位测试科学载荷,获取更加准确的行星土壤和岩石的工程特性参数,支撑月球科研站、基地建设和火星取样返回等深空探测任务。