西藏改则县拉果错蛇绿岩构造属性:来自岩石学、地球化学、年代学及Lu-Hf同位素的制约

拉果错蛇绿岩是狮泉河-阿索-嘉黎蛇绿岩带中出露最完整的蛇绿岩组合之一,对恢复和反演该缝合带所代表洋盆演化具有重要意义。然而,目前拉果错蛇绿岩的成因及构造环境还不清楚,时代也存在争议。选择拉果错蛇绿岩中的斜长花岗岩和堆晶辉长岩作为研究对象,开展了野外勘查及剖面的测制,以及地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及Lu-Hf同位素研究,并结合区域地层、岩浆岩等相关资料,探讨了拉果错蛇绿岩的构造属性。拉果错斜长花岗岩和辉长岩野外呈整合接触,地球化学特征表明二者具有同源性,具有与E-MORB(富集大洋中脊玄武岩)相似的稀土元素配分形式和微量特征;Lu-Hf同位素显示岩浆源区为亏损地幔,由多种组分组成,可能来源于亏损地幔和Ⅱ型富集地幔二组分混合的地幔源区;斜长花岗岩和辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年分别获得184.1±0.79Ma和183.5±2.2Ma的谐和年龄,代表了拉果错蛇绿岩的形成时代。研究表明,拉果错蛇绿岩形成于具有强烈大洋中脊玄武岩特征的弧后盆地环境。     

The geothermal formation mechanism in the Gonghe Basin: Discussion and analysis from the geological background

The Gonghe Basin, a Cenozoic down-warped basin, is located in the northeastern part of the Qinghai-Xizang (Tibetan) Plateau, and spread over important nodes of the transfer of multiple blocks in the central orogenic belt in the NWW direction. It is also called “Qin Kun Fork” and “Gonghe Gap”. The basin has a high heat flow value and obvious thermal anomaly. The geothermal resources are mainly hot dry rock and underground hot water. In recent years, the mechanism of geothermal formation within the basin has been controversial. On the basis of understanding the knowledge of predecessors, this paper proposes the geothermal formation mechanism of the “heat source–heat transfer–heat reservoir and caprock–thermal system” of the Gonghe Basin from the perspective of a geological background through data integration-integrated research-expert, discussion-graph, compilation-field verification and other processes: (1) Heat source: geophysical exploration and radioisotope calculations show that the heat source of heat in the basin has both the contribution of mantle and the participation of the earth’s crust, but mainly the contribution of the deep mantle. (2) Heat transfer: The petrological properties of the basin and the exposed structure position of the surface hot springs show that one transfer mode is the material of the mantle source upwells and invades from the bottom, directly injecting heat; the other is that the deep fault conducts the deep heat of the basin to the middle and lower parts of the earth’s crust, then the secondary fracture transfers the heat to the shallow part. (3) Heat reservoir and caprock: First, the convective strip-shaped heat reservoir exposed by the hot springs on the peripheral fault zone of the basin; second, the underlying hot dry rock layered heat reservoir and the upper new generation heat reservoir and caprock in the basin revealed by drilling data. (4) Thermal system: Based on the characteristics of the “heat source-heat transfer-heat reservoir and caprock”, it is preliminarily believed that the Gonghe Basin belongs to the non-magmatic heat source hydrothermal geothermal system (type II2₁) and the dry heat geothermal system (type II2₂). Its favorable structural position and special geological evolutionary history have given birth to a unique environment for the formation of the geothermal system. There may be a cumulative effect of heat accumulation in the eastern part of the basin, which is expected to become a favorable exploration area for hot dry rocks.     

Early Carboniferous ophiolite in central Qiangtang,northern Tibet: record of an oceanic back-arc system in the Palaeo-Tethys Ocean

Zircon U–Pb dating of two samples of metagabbro from the Riwanchaka ophiolite yielded early Carboniferous ages of 354.4 ± 2.3 Ma and 356.7 ± 1.9 Ma. Their positive zircon εHf(t) values (+7.9 to +9.9) indicate that these rocks were derived from a relatively depleted mantle. The metagabbros can be considered as two types: R1 and R2. Both types are tholeiitic, with depletion of high-field-strength elements (HFSE) and enrichment of large-ion lithophile elements (LILE) similar to those of typical back-arc basin basalts (BABB), such as Mariana BABB and East Scotia Ridge BABB. Geochemical and isotopic characteristics indicate that the R1 metagabbro originated from a back-arc basin spreading ridge with addition of slab-derived fluids, whereas the R2 metagabbro was derived from a back-arc basin mantle source, with involvement of melts and fluids from subducted ocean crust. The Riwanchaka ophiolite exhibits both mid-ocean ridge basalts- and arc-like geochemical affinities, consistent with coeval ophiolites from central Qiangtang. Observations indicate that the Qiangtang ophiolites developed during the Late Devonian–early Carboniferous (D₃–C₁) in a back-arc spreading ridge above an intra-oceanic subduction zone. Based on our data and previous studies, we propose that an oceanic back-arc basin system existed in the Longmuco–Shuanghu–Lancang Palaeo-Tethys Ocean during the D₃–C₁ period.     

基于主成分分析的青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量评价

土壤质量评价是提高对土壤质量理解的关键环节。为了了解青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量的基本情况,在青藏高原腹地西大滩至安多地区,根据不同海拔梯度和植被盖度共采集了154个土壤样品。通过主成分分析（PCA）法确定了影响青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量的最小数据集（MDS）：全氮、全磷、全钾。根据影响土壤质量的最小数据集对青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量进行评价,得出了不同海拔、不同植被盖度下的土壤质量指数（SQI）。通过对不同海拔、不同植被盖度的土壤质量指数进行对比研究表明：随着海拔的升高,SQI呈增加的趋势,即海拔4 300～4 600 m（0.270±0.043） < 海拔4 600～4 900 m（0.326±0.061） < 海拔4 900～5 200 m（0.410±0.075）;随着植被盖度的增加,SQI也呈现增加的变化趋势,即植被盖度小于50%（0.262～0.265） < 植被盖度大于50%（0.336～0.344）。在分别考虑了有机质、盐分、土壤水分对土壤质量的影响下得出的土壤质量指数值与基于最小数据集得到的土壤质量指数相一致,说明基于主成分分析的最小数据集可以对青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量做出较准确的评价。     

青藏高原东部表土磁化率特征与环境意义

现代表土磁化率与气候因子关系的研究是黄土古气候重建的重要内容,在黄土高原地区取得了重要进展,但在青藏高原地区相对不足。在青藏高原东部系统采集了106个表土样品,分析了其磁化率的变化特征;并通过表土磁化率与气候因子的相关分析,讨论了气候因子对高原东部现代表土低频磁化率和频率磁化率的影响。结果表明：研究区表土磁化率特征主要受到温度和降水量的影响,水热组合差异影响表土磁化率值的高低。低频磁化率与气候因子的相关性较弱,总体上与温度的相关性优于降水量,可能表明其与气候因子的关系比较复杂;频率磁化率百分比与降水呈较好的正相关关系,表明该指标对降水量的变化更为敏感,可以用于青藏高原东部的古降水定量重建。     

季节性低温胁迫下陇东黄土高原油污土壤环境因子对耐冷混合菌场地生态修复的响应

为了揭示季节性低温胁迫下陇东黄土高原油污土壤环境因子对耐冷混合菌场地生态修复的响应机制,利用自主筛选构建的耐冷石油降解混合菌在甘肃省庆阳市庆城县马岭镇长庆油田陇东油泥处理站开展了为期7个月的场地修复实验,采用常规方法测定了不同季节土壤理化特性、酶活性和微生物群落特性等环境指标。结果表明：（1）在季节性低温胁迫下（9-11月）M2组（耐冷混合菌处理组）月平均降解率明显增加（P<0.01）,JZJ+M1组（金盏菊联合常温混合菌处理组）和M2组累计TPH降解率分别为15.37%±3.51%和28.64%±4.12%。（2）M2组土壤脱氢酶和多酚氧化酶在低温季节（LT）活性最高,且温度和处理存在显著交互作用（P<0.01）。在土壤营养元素方面,无论何种处理方式（JZJ+M1和M2）二者含量均为RT（常温季节）高于LT（P<0.05）,同时明显高于CK组（P<0.05）。（3）M2组土壤微生物群落Shannon-Wiener指数和均匀度指数在LT高于RT（P<0.05）。（4）NMDS和Pearson相关性分析结果显示,M2组在低温季节具有较高TPH降解率主要与土壤多酚氧化酶、脱氢酶、单月TPH降解率（μ2）和Shannon-Wiener指数有关,且均呈极显著正相关关系。通过分析环境因子的季节响应,优化场地修复在低温环境的降解条件、加速低温期石油烃降解速率,以期为陇东地区低温耐冷混合菌场地生态修复技术的推广应用提供参考和基础数据资料。     

基于GIPL2模型的青藏高原活动层土壤热状况模拟研究

青藏高原活动层土壤热状况,对深入了解高原活动层的厚度变化特征、下垫面的热力作用以及对气候变化预测均有重要意义。利用GIPL2模型模拟青藏高原多年冻土区不同植被状况下活动层土壤热状况。模拟结果表明：模型在高寒草原（QT06）试验点模拟效果较好,高寒沼泽草甸（QT03）试验点的模拟效果较差,高寒草甸（QT01）、高寒荒漠草原（QT05）和高寒草原化草甸（QT04）试验点的模拟效果介于高寒草原试验点和高寒沼泽草甸试验点之间。QT01、QT03、QT04、QT05和QT06的土壤温度模拟值与观测值相比,均方根误差分别为0.67、1.29、0.73、0.7和0.56℃;相关系数分别为0.99、0.87、0.98、0.98和0.96;平均误差分别为0.37、0.61、0.31、0.45和0.16℃。QT06模拟结果较好,原因在于此点土壤质地变化不大,模型的分层与所取的参数更加接近此点的实际状况。QT03模拟结果较差,可能由于此地区土壤中存在砾石,在导热率参数化方案中没有考虑砾石含量,导致模拟结果偏差较大。总体而言,GIPL2模型对青藏高原活动层土壤热状况的模拟具有一定的优势,是一种模拟多年冻土区活动层土壤热状况较为理想的模型。     

基于MODIS数据的青藏高原冰川反照率时空分布及变化研究

冰川反照率对冰川融化具有重要影响,以2000-2013年MODIS的MOD10A1逐日积雪反照率数据资料为基础,分析了青藏高原冰川反照率的时空分布及变化。结果表明：冰川年平均反照率变化范围是0.42（枪勇冰川）~0.75（PT5冰川）,其中夏季平均反照率变化范围是0.45（来古冰川）~0.69（东绒布冰川和古里雅冰川）。冰川反照率空间分布并没有明显的规律性,而冰川反照率的变化速率空间分布规律明显——南部较大往北减小,北部反照率出现增大现象。研究区内大部分冰川反照率呈波动降低的趋势,年平均反照率和夏季平均反照率变化速率最大值都出现在枪勇冰川,分别是-0.015 a^-1和-0.019 a^-1。木吉和木孜塔格冰川年平均和夏季平均冰川反照率都增大,木吉冰川是由于2012年的高反照率引起的,而木孜塔格冰川主要与该地区气温降低、降水增多有关。     

青藏高原新生代古高度研究：现状与展望

青藏高原新生代古高度研究是地球系统科学研究中的一个热点、难点和重点,它是解决地球深部动力学、地貌地形演化和气候变化等各部分相互关系的一个关键突破口。目前以古生物和氧同位素为代表的各种古高度计被用来重建青藏高原新生代的古高度历史,但是不同的研究方法所得到的结果并不一致,关于青藏高原何时隆升到现在的海拔高度存在晚上新世、晚中新世和始新世等不同认识。因为古高度结果的差异,所以对于青藏高原新生代的构造隆升过程和动力机制也存在大的争议。本文首先详细的阐述了部分古高度计的应用原理及其各自的优缺点,收集总结了78条青藏高原古高度研究的成果,梳理了目前青藏高原新生代古高度研究的历史和现状。然后在此基础上讨论了目前高原古高度研究的特点和存在的问题,即地层年代学、氧同位素和古生物古高度计结果的协调、“以点带面”、区域研究程度差异较大、替代性指标的多解性、古纬度影响、地质时期温度递减率的不确定性、全球气候变化的影响等特点和问题。最后就存在的特点和问题指出在恢复青藏高原新生代古高度时所需要完善和注意的方面,其中最重要的是注重地层年代学的可靠性。     

陇中盆地及周边地区主夷平面演化与高原隆升

陇中盆地及周边地区是青藏高原向北东方向扩展的最前缘部位,其地貌演化过程的研究对于深入理解高原的隆升与扩展过程具有重要意义。鉴于夷平面在探讨高原隆升年代、幅度和过程方面的可靠性,首先总结陇中盆地及周边地区夷平面相关研究的前期成果,并结合最新年代数据,确定了不同区域主夷平面的发育和解体年代;再利用古河道拟合等方法定量评估了相关夷平面的隆升量;最后探讨了主夷平面的性质及其隆升过程。研究发现,陇中盆地及周边的地区的高海拔低起伏地貌面是被抬高的先存夷平面;不同区域主夷平面的发育与解体时间整体同步,它们自晚渐新世开始发育,并于晚中新世8~6 Ma左右解体;模拟结果表明,美武高原主夷平面自晚中新世以来相对陇中盆地隆升了约1 400~1 600 m,并且早更新世以来的隆升速率明显大于晚中新世-早更新世时期。