青藏高原北部多温型山谷冰川不同海拔处冰温变化研究 ——以祁连山老虎沟12号冰川为例

冰川温度是表征冰川物理属性和响应气候变化的关键指标。2010年7月至2011年11月在祁连山老虎沟12号冰川积累区（5 040 m）、多年平衡线处（4 900 m）和消融区（4 550 m）开展了活动层（22 m深,1 m间隔）冰温连续观测。2011年10月在冰川积累区4 971 m处钻得165 m深孔获取了115 m深层冰温廓线。研究发现：三个区域活动层下界的深度均在约17 m处,多年平衡线处冰温最低（-7.4℃）,消融区次之（-3.68℃）,积累区活动层下界冰温最高（-2.74℃）且波动最为持续,可能主要与常年积雪覆盖有关。冰温年波动随深度增加均逐渐降低,对气温变化的响应周期亦逐渐增大。与其他冰川最低温相比,老虎沟12号冰川冰温对气候变化响应敏感,过去50年来受全球变暖影响冰温显著增加。积累区深孔冰温显示50 m深度之下冰温呈线性上升,垂直增温率为0.033℃·m^-1,据此推测其底部冰温为0.02℃,主要与底部应变热有关。     

东天山北部古生代重大构造事件及其对中亚造山带演化的启示：基于1∶5万板房沟幅和小柳沟幅地质调查新证据

本文基于新疆哈密地区1∶5万板房沟幅和小柳沟幅区域地质调查新成果,对东天山北部古生代的重大构造事件以及演化历史进行了系统的梳理。基于下志留统与奥陶系之间角度不整合、下石炭统与泥盆系之间平行不整合以及上石炭统二道沟组与下伏岩系之间的角度不整合的确定,揭示奥陶纪与志留纪之交、泥盆纪与石炭纪之交以及晚石炭世期间存在几次重大构造事件。结合古生代不同时期沉积大地构造背景转换、岩浆活动构造环境转换以及构造变形格式转换的地质新纪录,提出奥陶纪与志留纪之交的造山事件为北部阿尔曼太洋闭合导致准噶尔—吐哈地块与阿尔泰地块碰撞的响应;泥盆纪与早石炭世之间的造陆构造事件可能是北部卡拉麦里洋盆初始汇拢碰撞的响应,其平行不整合以及下伏的志留纪—泥盆纪较稳定环境的沉积序列预示着介于卡拉麦里洋盆与南部北天山洋盆之间的准噶尔—吐哈地块为古亚洲洋盆体系中相对刚性的稳定陆块区,研究区作为准噶尔—吐哈地块的北部被动陆缘受卡拉麦里洋盆汇聚的影响较小;晚石炭世的造山事件则表现为响应卡拉麦里洋盆闭合后周缘前陆盆地的演化,是早石炭世沿卡拉麦里缝合带发生陆块碰撞以来挤压构造作用峰期的产物,其奠定了东天山北部北西-南东向构造基本格局。本文还重新界定莫钦乌拉断裂为北天山构造带(准噶尔—吐哈地块)与东准噶尔构造带的构造-地层分区界线,推断其为卡拉麦里缝合带向南东的延伸,并讨论了早石炭世受控不同构造体制的沉积和岩浆纪录的空间差异性,认为早石炭世北部莫钦乌拉山区域为与北侧卡拉麦里洋盆闭合后周缘挤压前陆盆地的发育过程,而南部博格达—哈尔里克山则总体呈现为响应南侧北天山洋盆闭合后的碰撞后伸展裂谷发育过程。     

南岭于都——赣县矿集区银坑示范区重磁资料探测花岗岩分布研究

银坑示范区位于中国东南部南岭东段于都—赣县矿集区内的银坑镇,具有良好的找矿前景。该区花岗岩与成矿关系密切。因此,系统探查花岗岩体分布是深部找矿的关键问题之一。笔者主要利用重力、磁力平面资料,并结合物性、地质、电法、地震等资料,综合研究了该区花岗岩空间分布特征。首先研究推断了该区6个花岗岩体的平面分布,其中,江背岩体、长潭岩体、高山角岩体为部分隐伏岩体;柳木坑岩体、葛凹圩浅部岩体和葛凹圩深部岩体为完全隐伏岩体。6个岩体总体走向为NE和NNE向。然后利用研究区内4条剖面重(磁)资料反演了花岗岩的空间分布,进一步揭示了上述6个岩体的空间分布特征,其推断成果与利用平面重、磁资料推断成果一致,也与电法、地震剖面解释结果一致。     

南祁连党河南山中段科克巴斯陶玄武岩年代学、地球化学特征及其地质意义

与柴北缘和北祁连相比,南祁连研究程度偏低,对其各个阶段的构造演化缺少精确时限。对分布于南祁连党河南山中段的科克巴斯陶玄武岩进行了岩石地球化学及锆石U-Pb年代学研究,定年结果显示,该玄武岩成岩年龄为713±4.6Ma,为新元古代震旦纪。岩石地球化学分析表明,科克巴斯陶玄武岩SiO2含量为45.08%~49.81%,MgO为4.37%~6.67%,Na2O为2.95%~3.71%,K2O为0.28%~1.92%,TiO2为1.40%~2.01%,与拉斑玄武岩平均值相似。Nb/Y-SiO2图解显示科克巴斯陶玄武岩属亚碱性系列拉斑玄武岩。其ΣREE为(75.47~124.00)×10^-6,LREE/HREE为4.2~6.19。(La/Yb)N为3.67~6.18,(La/Sm)N为1.83~2.64,球粒陨石标准化稀土元素配分曲线图呈轻稀土明显富集的右倾型。原始地幔标准化微量元素蛛网图上,岩石以富集Sr、K、Rb、Ba为特征。岩石地球化学特征显示科克巴斯陶玄武岩岩浆为具OIB性质的地幔源区,其形成于板内洋岛构造环境。结合区域地层对比及锆石测年成果,将原划定的志留系巴龙贡嘎尔组进行了重新解体,由南至北,分别为志留系巴龙贡嘎尔组变砂岩段、新元古界震旦系天峻组火山岩段和中新元古界拐杖山组片岩段。     

大兴安岭北部雄关地区倭勒根岩群大网子岩组火山岩地球化学特征

雄关地区的倭勒根岩群大网子岩组主要为变碎屑岩夹变流纹岩和变粗面安山岩.利用ICP-MS仪器对变粗面安山岩进行锆石U-Pb年龄测定,结果显示变粗面安山岩锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为443.8~783.8 Ma,获得ICP-MS锆石U-Pb同位素谐和年龄为463.7±2.1 Ma,加权平均年龄为463.6±6.4 Ma（ⁿ=10,MSWD=0.073）.所测锆石振荡环带较发育,Th/U值一般为0.42~1.76,具有岩浆成因特征.该年龄代表粗面安山岩形成年龄,认为其形成于中奥陶世,与区域大网子岩组形成时代（寒武纪-早志留世）一致.大网子岩组粗面安山岩属碱钙系列准铝质岩石,铕异常不显著,相对亏损高场强元素,富集大离子亲石元素.岩石具有壳幔混源特征,形成于陆缘环境,与古亚洲洋壳俯冲有关.     

大兴安岭北段巴升河岩体锆石U-Pb年代学及其地质意义

大兴安岭北段扎兰屯地区巴升河岩体由碱长花岗岩组成.采用LA-ICP-MS方法对碱长花岗岩开展锆石U-Pb测年,结果为297.8±3.6 Ma,岩体形成于早二叠世.该岩体4个样品的全岩地球化学等特征显示：巴升河岩体中碱长花岗岩具有富Si、高K、富碱的特征,属于弱过铝质钾玄岩系列,同时,样品∑REE偏高,Eu负异常明显,富集大离子亲石元素,具有A型花岗岩特征,综合前人研究成果及同位素年代学特征,认为兴安地块与松嫩地块拼合的时间早于298 Ma.     

新疆西天山卡特巴阿苏金矿床锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

卡特巴阿苏大型金矿床位于新疆西天山中部那拉提北缘断裂带南侧,找矿前景较好。为查明矿区容矿岩浆岩的成因及其与矿床形成的联系,对主要矿石类型含金蚀变二长花岗岩和含金石英硫化物脉进行LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb测年和地球化学研究。结果表明,锆石稀土元素显示较陡的左倾配分模式,具有明显的正Ce异常和负Eu异常,指示岩浆锆石成因。根据锆石Ce异常值,获得含矿岩石有关岩浆岩氧逸度对数值(Log(fo_2))为-29.2～5.1,指示岩浆具有较高的氧逸度,有利于金在岩体中初步富集。同时,氧逸度具有较大的变化范围,指示岩浆演化过程中,存在明显的上地壳混染。应用锆石Ti温度计,获得含金蚀变二长花岗岩锆石结晶温度为765～975℃,反映岩浆来自下地壳缺水条件下的部分熔融。含金石英硫化物脉锆石具有较低的结晶温度(641～823℃),可能与早期角闪石的分异结晶有关。以上2种矿石类型的锆石U-Pb年龄分别为350.4±1.6Ma和348.9±1.4Ma,代表了容矿二长花岗岩的结晶年龄。岩体结晶年龄早于前人报道的矿床成矿年龄,表明岩体侵位与成矿作用无直接关系。     

Stormflow threshold behaviour in a subtropical mountainous headwater catchment during forest recovery period

Forest ecohydrological feedbacks complicate the threshold behaviour of stormflow response to precipitation or wetting conditions on a long-term scale (e.g. several years). In this study, the threshold behaviours in an evergreen-deciduous mixed forested headwater catchment in southern China were examined during 2009–2015, when damaged vegetation was recovering after the great 2008 Chinese ice and snowstorm. The non-uniqueness of the thresholds and the slow and rapid responses of stormflow at the outlet of the catchment in different hydro-climate datasets with different maximum values of gross precipitation (P) and sums of precipitation and antecedent soil moisture index (P + ASI) were assessed. The thresholds of P and P + ASI required to trigger stormflows (i.e. ‘generation thresholds’) and the transition from slow to rapid responses of stormflow (i.e. ‘rise thresholds’) were compared both seasonally and annually. The results indicated significant differences in the analysed datasets, highlighting the need to compare thresholds with care to avoid misinterpretation. Seasonal variations in threshold behaviours in the catchment suggested that vegetation canopy interception contributed to higher rise thresholds, and wetter conditions resulted in higher runoff sensitivity to precipitation during the growing and rainy seasons. Furthermore, the generation thresholds were higher in the dormant season, possibly due to drier soil moisture conditions in the near-channel areas. During the vegetation recovery period, the annual generation thresholds increased, however the rise thresholds did not exhibit a similar trend. The rapid stormflow response above the threshold decreased, possibly due to transpiration and interception of the recovered vegetation. However, the slow stormflow response to small rainfall events below the thresholds was higher in wetter years but lower in drier years, suggesting that the total water input dominated the stormflow response during small rainfall events. In conclusion, the seasonal and annual variations in threshold behaviours highlight that vegetation recovery and hydro-climatic conditions had a notable impact on the stormflow response.     

大兴安岭天保工程区生态系统服务变化研究

利用Landsat和MODIS遥感数据和InVEST模型,评估了1990―2015年大兴安岭天保工程区实施前后生态系统土壤风蚀量、生境质量和碳储量的时空变化,并通过地理探测器方法对生态系统服务时空变化分布与趋势进行驱动因子探测和交互作用探测分析。结果表明：① 从空间分布来看,额尔古纳市南部、鄂温克族自治旗西北部、科尔沁右翼前旗的土壤风蚀量大,生境质量差,碳储量低。② 2000年天保工程实施之后,森林面积显著增加,土壤风蚀量减少1.14%,生境质量增加0.49%,碳储量减少幅度为0.12%,低于2000年以前的0.64%。③ 土壤风蚀量主要受植被类型、土壤类型的影响,生态系统类型、植被类型对生境质量、碳储量空间异质性的影响显著大于其他因素,海拔、坡度2种地形因子对土壤风蚀量、碳储量的解释能力很小。温度、降水2种气候因子对土壤风蚀量、生境质量和碳储量的解释能力不固定,但仍是不可或缺的因素。     

1990-2020年间念青唐古拉山中段北坡边坝地区冰川变化及气候响应

念青唐古拉山作为青藏高原东南缘重要山古冰川分布区,受季风影响,各区域冰川变化特征差异明显。论文通过Landsat TM/ETM+/OLI资料、ASRTMGDEM与气象数据,采用比值—阈值法、目视解译和VOLTA模型,结合实地考察,对1990—2020年间念青唐古拉山中段北坡边坝地区现代冰川进退状况、面积变化、冰储量变化以及冰川变化对气候变化响应特征进行研究。结果表明：① 1990—2020年5条冰川(玉贡拉冰川、玛拉波冰川、祥格拉冰川、孔嘎冰川、贡日—庚东冰川)末端高程逐渐升高,面积和冰储量分别减少30.38 km²和4.64 km³,总体缩减并呈现加速趋势。② 冰川冰储量减少0.14~1.92 km³,总体变化率为0.40%·a^-1。2020年上述5条冰川储量占1990年冰川储量的比例分别为0.70、0.99、0.98、0.91和0.82,显示出冰川规模越大,在短时间尺度的变化量越小。③ 气象数据分析显示,1990—2020年研究区冰川变化受气温升高主导,平均气温变化率为0.51 ℃。水热组合呈现温度升高—降水减少,且在最后10 a日益显著,预测未来冰川变化仍受气温控制并呈加速退缩趋势。④ 区域对比研究表明,念青唐古拉山冰川面积变化总体呈退缩状态,但各区域冰川变化特征差异明显。同时,不同研究方法对同一冰川区冰储量模拟结果相差较大,相对误差范围为34.45%~115.49%,精确的冰储量可对比研究方法仍有待进一步研究。