湖南省夏季极端降水异常时空特征及其成因分析

利用湖南省88站常规观测资料、NCEP全球再分析资料,采用EOF分解和合成分析方法研究了湖南省1961—2014年极端降水的年际变化异常和时空特征,以及极端降水异常的环流成因。并主要分析了由EOF方法分析得出的第一类极端降水形态(一致偏多或偏少型)与环流异常之间的联系。结果表明,湖南省夏季极端降水分布有较大的空间差异,且湖南省极端降水呈明显增强的趋势。由于极端降水的变化周期与大尺度环流固有的2～4 a周期相同,因此大尺度环流的变化是湖南省极端降水异常的主要成因。大尺度环流的变异引起中国东部经向排列的环流异常分布,使得高度场和风场等气候场产生变异,从而引起湖南省极端降水的异常。从极端降水偏多年与偏少年大气环流的差值场可以看出:湖南省处于显著差异区,湖南省极端降水偏多(偏少)主要是由于北方的偏北风加强(减弱)和经西太平洋—南海进入湖南地区的西南风加强(减弱)并在湖南地区产生辐合(辐散)。当夏季东亚副热带西风急流偏南时,湖南正处在偏南较强西风急流的南侧,较强西风急流所产生的抽吸现象使得上层空气辐散,增加了湖南省极端降水的强度。副热带高压强度偏强、位置偏南、偏西,使得东亚夏季风偏弱,导致气流辐合稳定在湖南省,造成极端降水偏强。前冬中东太平洋海温偏暖(EI Ni1o)/偏冷(La Ni1a),湖南地区的极端降水容易一致偏多/偏少。同时黑潮暖流区也是影响湖南极端降水变化的可能原因。     

湖南涝年主汛期降水低频振荡特征分析

本文基于1986—2015年湖南逐日降水数据以及同期NCEP/NCAR再分析资料,分析旱涝年主汛期(5—7月)降水低频振荡特征,并利用位相合成方法研究涝年主汛期20～50 d低频环流演变特征。结果发现,湖南地区20～50 d和10～20 d的低频降水方差贡献比都具有南高北低的分布特征,10～20 d的低频振荡在旱涝年中皆较普遍存在,而20～50 d的低频振荡只在涝年普遍存在,20～50 d低频振荡对涝年有一定的指示意义。对涝年主汛期20～50 d低频降水进行位相合成发现,在活跃位相(中断位相),夏季南亚高压和西太平洋副热带高压(简称西太副高)纬向异常接近或者重叠(分离),湖南地区降水偏多(偏少),且两个高压的强度、范围、以及脊线位置和湖南地区主汛期降水关系较密切。南海反气旋(气旋)、河套地区槽(脊)系统以及湖南地区的垂直速度和比湿配合度高,且随位相变化存在明显的周期振荡,其中南海反气旋(气旋)和河套地区槽脊系统配置与湖南低频降水有着高度的时间一致性,湖南地区的低频垂直速度和低频比湿较低频降水有一个位相的超前滞后关系。此外,随着位相的演变,低频南北风高值区皆有明显的北传特征。     

湖南沃溪金矿区及其外围烃汞叠加晕找矿方法的应用效果

为解决沃溪矿区鱼儿山矿段及其外围的红岩溪—马儿桥矿段深部找矿问题,在区内开展了构造叠加晕和烃汞综合气体测量试验工作.通过对已知矿区鱼儿山矿段的不同地质体、不同标高烃汞组分演化规律和矿体上部土壤形成的地球化学烃汞异常的特征研究,总结土壤地球化学异常场结构、叠加特点及其空间对应关系来开展深部找矿预测,并对外围的红岩溪—马儿...     

湖南沃溪W-Sb-Au矿床成因的流体包裹体证据

系统研究了沃溪WSbAu矿床层状矿体的流体包裹体特征,均一温度集中在120～180℃,盐度变化于2.9%～8.9% NaCl之间,由包裹体均一温度与盐度计算得出的流体密度介于0.94～0.96 g/cm3。流体包裹体稀土元素地球化学组成表明,成矿流体为一种进化的海水,即海水在海底下沉积柱循环过程中萃取矿质,形成120～180℃温度的低密度成矿流体。当其回返上升到海底后,形成悬浮热液柱,并与冷海水逐渐掺和,发生化学和机械－化学沉积,在海底形成层状矿体。流体包裹体均一温度和盐度的变化范围与很多沉积喷流（SEDEX）矿床极为相似,暗示与这些矿床具有相似的成因机制。同一矿层、条带状矿石中同一条带的石英中包裹体均一温度和盐度的规律性变化,支持沃溪WSbAu矿床的同生热水沉积成因观点。     

湖南春播育秧期不同低温阴雨分布型的环流特征

利用1961—2013年湖南80个台站的逐日降水、平均气温、日照资料和NECP/NCAR再分析资料、海温资料,分析了近53年湖南省播种育秧期低温阴雨日数的主要分布类型与同期大气环流背景场及前冬海温分布特征。结果表明:(1)湖南省低温阴雨日数空间分布主要类型为全省一致型和南北相异型。(2)当欧亚大陆中高纬度受东亚大槽的影响,加上低层冷暖空气汇合和较好的湿度条件,有利于发生偏多型低温阴雨;相反,当欧亚大陆中高纬度受高压控制,加上低层中东部整体受异常北风和负相对湿度的影响,则易发生偏少型低温阴雨。当湖南北部受低槽的影响,且为相对湿度大值区时,易发生北多南少型低温阴雨;而当湖南南部受低槽和地形影响出现南岭静止锋,南部为相对湿度大值区时,则易发生北少南多型低温阴雨。(3)低温阴雨偏多(少)年前冬赤道中东太平洋以及阿拉斯加湾海温偏暖(冷),西北太平洋和北美洲以东的北大西洋海温偏冷(暖)。北多(少)南少(多)型前冬赤道中东太平洋以及阿拉斯加湾海温偏暖(冷),北美洲以东的北大西洋海温异常偏暖(冷)。     

湘西钨锑金矿床成矿的特征性地质标志

湘西钨锑金矿床主要分布于雪峰隆起之前寒武系浅变质岩系中,不同元素（矿物）组合的金矿床具有一系列特征性的成矿地质标志。     

湖南锡田花岗岩锆石U-Pb年代学及钨锡成矿时代的探讨

华南是世界上最大的花岗岩省之一,其中中生代花岗岩最为发育,与之相伴生的是大量钨锡多金属矿床,花岗岩的成因演化因与这些矿床的成矿作用密切相关而备受关注。湖南锡田花岗岩体是该区的一个典型岩体,主要由黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩和细粒花岗岩组成,并伴生有钨锡矿床。本文以湖南锡田花岗岩体为研究对象,对其中不同类型的岩石进行了详细的岩石学和锆石SIMS与LA-ICP-MS U-Pb定年工作。分析结果表明,锡田花岗岩体存在晚三叠世(227~233Ma)和晚侏罗世(150~154Ma)两期岩浆活动,早期的岩浆活动主要分布在岩体北部和中部,晚期岩浆活动仅在岩体中部及东部矿体附近可见,两期岩浆活动具有相同的岩性组合。另外,对含矿花岗岩的锆石U-Pb定年结果表明该地区可能存在晚三叠世的成矿作用,结合前人的工作推断锡田地区钨锡矿的形成受晚三叠世和晚侏罗世两期岩浆事件的影响。     

湘东新元古代沉积岩的地球化学和碎屑锆石年代学特征及其构造意义

本文对湘东湘乡-醴陵地区和湘东南桂阳地区的新元古代浅变质沉积岩进行了岩石地球化学研究和锆石U-Pb定年及锆石Lu-Hf同位素分析。研究显示两个地区的碎屑沉积岩具有相似的中等的成分成熟度,但大的K₂O/Na₂O变化指示不同沉积岩经历了不同程度的风化淋滤作用。两个地区多数样品的稀土分配模式与澳大利亚后太古代页岩(PAAS)的稀土分配模式相似,但总体具有更高的含量,尤其是重稀土。湘东地区板溪群沉积岩含有更高的相容元素(如Sc, Cr, Ni),说明源区具有更多的中基性组分,而湘东南震旦纪沉积岩主要由再循环物质组成。碎屑锆石U-Pb定年结果表明湘东新元古代沉积岩中含有大量850~800Ma的碎屑锆石,而缺少1000Ma左右的碎屑锆石,显示了与扬子地块的亲缘性。而湘东南新元古代沉积岩中含有丰富的Grenville期和一定数量的~2.5Ga的碎屑锆石,相似于华夏地块物质组成。表明扬子地块和华夏地块在西南地区的分界线很可能就从湘东的湘乡-醴陵地区和湘东南的桂阳地区之间通过。前人对华南早古生代沉积岩中碎屑锆石的年代学研究显示湘东和湘东南地区的早古生代沉积岩的物质组成均相似于华夏地块,指示它们的源区是东南的华夏地块。因此,从新元古代到早古生代,湘东地区的沉积物源区发生了重大改变,暗示在新元古代晚期(震旦纪)与早古生代(中寒武世)之间发生过一次构造运动,使华夏地块逐渐隆起或使湘东-湘西盆地进一步沉陷,从而使湘乡-醴陵地区从早古生代开始接受了来自华夏地块的碎屑物质。这期构造运动可能与泛非构造事件相关。     

湘东北金井地区花岗岩成因及地球动力学暗示：岩石学、地球化学和Sr-Nd同位素制约

出露于湘东北地区的燕山期花岗质岩岩体,呈岩基或岩株状广泛侵位于中元古界冷家溪群浅变质碎屑沉积岩中, 部分岩体为白垩纪红层覆盖。文章详细研究了金井岩体的岩石学、地球化学及Sr-Nd同位素特征,并与其围岩冷家溪群进行了对比。该岩体具有较高的SiO2(71．44-74．31wt．％)、K2O(3．86-4．98wt．％)和Na2O(3．24-3．84wt．％),以及较低的 FeO Fe2O3 MgO TiO2(均小于3％),结合高含量的Al2O3(13．25-14．89wt．％)及高ASI值(普遍大于1．1),为典型的强过铝质(SP)高钾钙碱性花岗岩。金井花岗岩富硅、碱和高Sr、Ba丰度、高LILE／HSFE和LREE／HREE比值,低镁铁质及REE 含量,表明金井岩体为高度分异的花岗岩,其源区的残留物中黑云母含量高。REE配分图和原始地幔多元素标准化图谱上 Rb、Th、U、K和LREE相对富集,而Ba、Sr和高强场元素(Nb、Ta、P和Ti)相对亏损,Eu可变的负异常(δEu:0．53-0．78),表明存在角闪石、黑云母、堇青石、磷灰石和钛铁矿等分异演化的影响,类似于同碰撞型花岗岩地球化学特征。高Rb／Sr(3-6)、低 Sr／Ba(0．2-0．7)、高P2O5含量(0．09-0．15wt．％)、低Al2O3／TiO2比值(40-70<100)、Zr含量(100-150ppm)以及FeO／MgO 等特征表明该过铝质花岗岩浆可能是在高温(±800℃)高压(-8kbar)奈件下、经中下地壳变质沉积岩黑云母脱水熔融形成。 CaO／Na2O的差异(>0．4和<0．2两组)以及Nd同位素的不同(高Nd和低Nd两组),类似于围岩冷家溪群砂质和泥质沉积岩特征,以及高Sr[(87Sr／86Sr)i=0．72204-0．72540]、低Nd[εNd(145 Ma)=-10--12]等均表明花岗质岩浆主要起源于中元古代冷家溪群变质砂岩(高Ca)和变质泥岩(低Ca)的部分熔融或中下地壳物质的熔融,但有少量地幔物质的加入。结合印支期以来华南及湘东北地区地球动力学演化史,作者认为金井燕山期花岗岩形成于陆内碰撞造山晚期,是160-140Ma 陆内俯冲(A型俯冲)碰撞造山作用增温减压体制达到鼎盛阶段的产物,标志湘东北地区由此全面转入陆内伸展阶段。     

湘中HJC铀矿区黑色页岩土壤重金属污染地球化学分析

本文以湘中HJC铀矿区黑色页岩土壤为研究对象,对黑色页岩土壤重金属污染进行了地球化学分析。通过测制A、B、C、D等土壤剖面并系统取样,借助ICPMS等分析技术,对土壤、成土母岩、玉米等进行了系统的主量元素、重金属和其他微量元素（稀土元素）分析。结果表明,矿区黑色页岩土壤具富Al2O3、Fe2O3,而贫CaO、Na2O的化学组成特征,其化学风化指数CIA值在79~84之间。土壤因继承成土母岩的元素富集特征而富集V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Cd、Sn、Sb、Tl、Pb、Th、U等多种重金属,其中Mo、Cd、Sb、U的富集最强。土壤重金属综合富集指数（EI值）在3~9之间,各剖面EI值大小顺序是：D>A>B>C, 以D剖面土壤重金属综合富集最强。土壤重金属污染富集因子（F）评价结果显示：矿区土壤普遍存在Cd、Mo、Sn、Sb、U等重金属污染,其中Mo、Cd、Sb等的污染最强,达显著（3级,2 < F < 20）污染程度以上。重金属污染效应既表现为Sc、Cd、Sn、Sb、U、Tl、Pb等生物毒性重金属在玉米中的富集,又表现为Mo、Co、Ni、Cu、Zn等生物有用金属在玉米中的明显亏损。黑色页岩即为土壤重金属污染的污染源。土壤重金属污染与重金属在成土母岩和土壤中的富集程度(Ks、EI、F)、重金属的活动性（Change%）等多种因素有关。重金属污染主影响因子的Pearson相关系数分析显示：Cd对土壤构成持久性污染,Mo、Sn、Sb、U等的污染程度可随土壤风化的进行因淋失而趋于降低,而Zn、Mn、Ba、Co、Ni、Th等目前未达到污染水平的重金属则可因次生富集而在未来引发污染。