印度洋偶极子研究进展综述

印度洋偶极子（IOD）是影响亚洲气候异常的重要系统之一。自1999年IOD提出以来,国内外学者对其形成机理及其与ENSO相互作用的研究取得了很大进展。综述了近年来国内外学者关于印度洋偶极子的定义、时空分布特征、形成机理、与ENSO的关系、对东亚气候的影响等问题的研究成果,提出了目前该领域存在的科学问题。     

西太平洋副高脊线北抬至25°N的OLR特征及诊断分析

取西太平洋副热带高压脊线北抬至 2 5°N日期和射出长波辐射 (OLR)月平均资料为素材 ,确定副高脊线北抬至 2 5°N指数和异常年例 ,揭示异常年例的OLR特征 ,进行诊断判据分析 ;主要结果有 :(1 ) 6月东亚中低纬地区的OLR距平场由中纬向低纬若呈偏低 (高 )、偏高 (低 )、偏低 (高 )分布时 ,副高脊线北抬至 2 5°N易于偏早 (迟 ) ;(2 )在分析诊断判据时 ,上一年 1 1月侧重南半球澳大利亚地区OLR所显示的信息 ;而当年三月侧重西太平洋辐合区OLR所显示的信息。     

中国西部地区气温与太平洋海温的关系

利用1961~1990年我国西部(110 E以西)155个测站的地面月平均气温和同期太平洋地区月平均海温资料和经验正交函数(EOF)展开方法,研究了中国西部地区各个季节的气温距平时空分布规律以及西部地区气温距平与太平洋海温异常之间的相互联系。结果发现:利用EOF展开得到的特征向量和时间系数能够较好地反映西部地区实际气温异常的时空分布特征。El Nino和La Nina年西部气温距平分布(冬季除外)呈现基本相反的状况,即在El Nino年气温偏暖(冷)的区域,在La Nina年则是气温偏冷(暖)的区域。各季节西部地区的气温变化与太平洋海温异常存在着相互影响和作用。     

2011/2012年冬季中国气温异常的成因及前兆信号

采用国家气候中心整理的全国160站月平均气温资料、NCEP/NCAR再分析资料及NOAA全球海温资料,在探讨1986年以来中国冬季气温异常机理基础上,对2011/2012年冬季气温异常特征及其前兆信号进行分析。结果表明:地面西伯利亚高压、东亚冬季风及500 hPa乌拉尔山与贝加尔湖南侧的异常环流等系统是影响中国冬季气温的主要中高纬环流系统,而中低纬环流系统主要包括西太平洋副高环流和印缅槽。前期热带印度洋和中东太平洋关键区海温异常与后期冬季气温关联的环流系统有密切的关系:前期夏季7、8月西印度洋海温偏高时,冬季西伯利亚高压将偏强,有利于冬季风偏强和中国冬季气温偏低;而当8—10月中东太平洋海温偏高时,西太平洋副高将偏强偏大偏西,北界位置偏北,印缅槽偏强,中国气温容易偏高,反之亦然。两者对后期环流的影响存在一定的独立性,中国冬季地面气温异常是它们共同作用的结果。     

中国大陆科学探井岩性的VSP地震特征分析

中国大陆科学钻探(CCSD)井位于苏鲁超高压变质带南部,地处郯庐断裂东侧的东海县境内。VSP地震勘探为CCSD多学科研究内容之一,利用数字地震仪(HF300)和多级三分量数字检波器(GeoChain)对探井进行了VSP测量。结合VSP勘探结果和CCSD探井5000 m岩性资料,分析了井中岩性分段特征、超高压变质岩的地震响应特征和vp/vs比值特征,取得了若干具有科学意义的结论:(1)以榴辉岩的分布和组合特征进行的岩性分段比较合理,每段的VSP速度和测井密度等特征和岩性分布具有很好的一致性。(2)榴辉岩与片麻岩界面以及剪切带均可形成强反射,正/副片麻岩界面也可产生明显反射,透镜状和条带状岩体的反射同相轴呈现不同程度的弯曲,剪切带的反射同相轴连续性好。(3)榴辉岩以高波速(6.3 km/s)、低vp/vs值(1.2)和波组强而稀疏为特征,副片麻岩以较高波速(6.1 km/s)、高vp/vs值(1.8)和波组较稀疏为特征,正片麻岩以较低波速(5.8 km/s)、中等vp/vs值(1.5)和波组较密集为特征,而剪切带以强反射、vp/vs值最高(2.2)为特征,而且不论剪切带出现在哪种岩性中其vp/vs值都很高。该研究成果不但揭示了变质带的地震响应特征,同时为二维或三维地面地震解释提供科学依据,减少解释分析中的多解性和不确定性,能够有效地提高中国大陆科学钻探孔区地质构造解释的可信度,为其他学科研究提供依据。     

西太平洋海山磷酸盐的常量、微量和稀土元素地球化学研究

本文对主要取自于西太平洋我国调查区内不同海山、不同水深、不同产状的13个磷酸盐样品进行了常量、微量和稀土元素测定,以探讨与大洋富钴结壳密切伴生的磷酸盐的常、微量和稀土元素地球化学的特征。分析结果表明,调查区磷酸盐中主要氧化物的平均值与赤道太平洋的相近,暗示两者可能有相似的形成环境和形成机制。磷酸盐中微量元素Sr、Ba、Co、Cu、Ni及U丰度分别变化于862×10~(-6)～2181×10~(-6)、29×10~(-6)～3429×10~(-6)、6.3×10~(-6)～115×10~(-6)、23×10~(-6)～263×10~(-6)、12×10~(-6)～825×10~(-6)及4×10~(-6)～11×10~(-6),丰度多数低于泥质岩平均值,其CaO/P_2O_5、F/CO_2、Sr/P_2O_5值及常量、微量元素间的相关关系,清晰地显示了磷酸盐的种类、成分与结构、形成的地质背景和元素的主要组合特征。磷酸盐的稀土丰度为136.50×10~(-6)～853.70×10~(-6);Ce~*变化于0.01～0.18之间;(Ce/Yb)_N值变化于0.01～0.21之间。研究证实,不同产状磷酸盐的稀土元素配分模式基本一致,曲线相互平行,基本不呈现交叉现象,均呈Ce强烈亏损,轻、重稀土分馏程度大及重稀土富集的型式。调查区、赤道太平洋、中太平洋磷酸盐的稀土元素丰度、Ce~*、Ce/Yb值以及它们与海水稀土元素配分模式相似的特征,也进一步显     

从微体化石看西太平洋暖池的形成与演化

通过对南海大洋钻探ODP第184航次的ODP1143站和ODP1146站以及中德合作"太阳号"95航次的南沙海区17957-2柱状样中微体化石进行定量分析,提取了近18MaB.P.以来南海上部海水垂向结构的变化.结果发现11.5～10.6MaB.P.之间和3.6～3.3MaB.P.以来南海温跃层深度的南北梯度明显增大,指示了西太平洋暖池雏形的开始和现代暖池的最终形成,且分别对应于印度尼西亚海道和巴拿马地峡的关闭.此后,南沙海区的温跃层深度自约0.9MaB.P.逐渐变浅,至约0.15MaB.P.又再变深,反映了西太平洋暖池的减弱和再次加强.因而,晚新生代西太平洋暖池的形成和演化呈现阶段性.     

东北印度洋两类主要的深水沉积序列及其对喜马拉雅隆升的响应

东北印度洋存在两种典型的深水沉积序列,它们分别分布在孟加拉深海扇与东经90°海岭。深海扇以浊流沉积和半远洋沉积作用为主,沉积组份主要来自喜马拉雅山系直接剥蚀的物质材料; 海岭以远洋沉积作用为主,沉积组份主要来自海洋环境下生成的钙质浮游生物壳体。两类沉积序列在物质组成和形成机理上存在着根本差别,但在聚积过程中都受到以喜马拉雅隆升为代表的构造运动的显著影响。本文应用DSDP218、ODP717、ODP758及其它来自东北印度洋的资料和样品,通过沉积学、微古生物学与古海洋学的综合研究,实现了9 Ma以来扇区近源相、远源相和岭区沉积记录中的事件对比。我们的工作表明,在东北印度洋所记录的众多与喜马拉雅山系隆升有关的地质事件中, 35 Ma和08 Ma代表了最具规模和影响的两个演化阶段。     

大洋岩石圈拆沉与大陆下地壳拆沉：不同的机制及意义——兼评“下地壳＋岩石圈地幔拆沉模式”

拆沉作用(delamination)是地球科学中一个重要的科学问题。本文认为,大洋岩石圈拆沉和大陆下地壳拆沉是不一样的:(1)拆沉的物质不同。大洋岩石圈拆沉的物质包括大洋地壳、岩石圈地幔甚至一部分软流圈地幔,它们共同进入地幔深部;而大陆下地壳拆沉仅仅限制在下地壳,不包括岩石圈地幔。(2)拆沉的动力不同。大洋岩石圈拆沉是由板块俯冲引起的,是地幔对流的产物,因此是一种快速的主动的拆沉;而下地壳拆沉是由于下地壳加厚使下地壳密度增加引起的,还要求其下刚性的岩石圈地幔转变成塑性的软流圈地幔才有可能发生。因此下地壳拆沉要克服许多阻力才能实现,使拆沉成为一个漫长的过程,是慢速的和被动的拆沉。(3)拆沉的过程不同。大洋岩石圈拆沉是由板块俯冲触发的,俯冲导致碰撞,大洋岩石圈从根部断裂,拆沉进入地幔。大陆下地壳拆沉由地壳加厚开始,使下地壳转变为榴辉岩相;随后,岩石圈地幔减薄,直至全部转化为软流圈地幔;下地壳发生部分熔融,形成大规模的(埃达克质)岩浆,使下地壳榴辉岩的密度大于下伏的地幔,从而引发拆沉。大陆下地壳拆沉不大可能是整体进行的,可能是一块一块地被蚕食、被拆沉的。(4)拆沉后的效应不同。大洋岩石圈地幔拆沉,使热的软流圈地幔上涌,从而引发了一系列地质效应:如岩浆活动、地壳抬升、构造松弛以及随后的造山带垮塌等。而下地壳拆沉只引起地壳减薄,高原和山脉垮塌,并不伴有大规模的岩浆活动和地壳抬升等过程。(5)拆沉与岩浆活动的关系不同。主动拆沉导致大规模岩浆活动,而被动拆沉是在大规模岩浆活动的基础上开始的。此外,文中还对"下地壳 岩石圈地幔拆沉"模式提出了质疑,认为该模式有许多难以理解的问题和太多推测的成分,而且与现在保存的地质事实不符。     

北极地区地质构造及主要构造事件

北极地区范围很广,北极圈面积达2 100×10⁴ km²,区域地质复杂。通过对北极地区区域地质编图,笔者认为前寒武纪主要由波罗的、劳伦和西伯利亚三大克拉通,以及其间的微板块或地块组成。主要造山带包括新元古代-早寒武世的贝加尔造山带、晚志留世-早石炭世的加里东造山带、晚古生代-早中生代的海西造山带、晚中生代的上扬斯克造山带、新西伯利亚造山带与楚科奇-布鲁克斯造山带。根据北极地区区域地质构造特征,显生宙以来经历的构造事件大致包括:新元古代-早寒武世的贝加尔运动,致使波罗的古陆与斯瓦尔巴-喀拉地块碰撞造山;晚泥盆世-早石炭世的加里东运动,在劳伦古陆周边形成规模巨大的加里东造山带;晚古生代的海西运动,波罗的古陆与西伯利亚古陆的碰撞造山形成海西造山带;北极阿拉斯加-楚科奇微板块裂离加拿大边缘,侏罗纪加拿大海盆开始张开;早白垩世,阿拉斯加-楚科奇微板块继续与西伯利亚碰撞,阿纽伊洋(Anyui Ocean)消亡,形成上扬斯克-布鲁克斯造山带。受北极调查程度影响,许多问题有待进一步研究。