Adventures in Data Analysis: The TAO Array and the 1997–1998 El Ni?o

Traditional undergraduate education in earth sciences does not emphasize data acquisition, analysis, or assessment. However, arrival of the information age dictates that earth sciences graduates be imbued with fundamental skills to organize, evaluate and process large data sets. Fortunately, the proliferation of remotely sensed data and its availability via the Internet provides many opportunities for earth science educators to meet these needs. Exercises to introduce students to data analysis have been designed utilizing data from the Tropical Atmosphere–Ocean (TAO) Array and the 1997–1998 El Niño episode in the tropical Pacific Ocean. The TAO Array is a grid of 69 buoys moored across the equatorial Pacific Ocean (8°N to 8°S and 95°W to 143°E) recording environmental data relevant to El Niño—Southern Oscillation (ENSO) processes. Data from the TAO Array is available in near-real-time (http://www.pmel.noaa.gov/toga-tao/realtime.html) or as archived ASCII files (http://www.pmel.noaa.gov/toga-tao/data-delivery.html) providing daily (sometimes hourly) records of environmental parameters for each buoy in the grid. Student exercises in data analysis begin with downloading data from buoy locations, parsing the data into spreadsheets, and organizing data by environmental parameter into yearly and monthly data sets. Analyses of reconstructed data include calculations of long-term averages of environmental parameters, seasonal climatologies, monthly climatologies and calculation of long-term, seasonal, and monthly anomalies. Finally, monthly anomaly maps produced by students are loaded sequentially into GIF-animation software to create time-series images illustrating the progress and development of the 1997–1998 El Niño event.     

安徽大别山北部榴辉岩的分布及主要特征

安徽大别山北部新发现的榴辉岩主要产于花岗质片麻岩及基性—超基性岩中 ,与大别山南部的榴辉岩在产出围岩、矿物组成及地球化学特征等方面均十分相似。现今榴辉岩南多北少的分布 ,主要是在中生代热隆构造体制下剧烈差异抬升剥蚀 ,中生代花岗岩大面积侵位所致。     

大兴安岭吉峰科马提岩地质地球化学特征

野外地质调查和室内岩石学研究表明,大兴安岭北段吉峰林场一带变质超基性岩为具有典型鬣刺结构的科马提岩。科马提岩系列由橄榄质科马提岩、玄武质科马提岩及拉斑玄武岩、辉长岩等岩石组成。科马提岩显示了从超镁铁质到镁铁质地球化学趋势,拉斑玄武岩具有从富镁到富铁的趋势,而上覆长英质火山岩则遵循钙-碱趋势。科马提岩稀土配分型式为类似于南非超镁铁质科马提岩的平坦型或轻稀土略富集而重稀土平坦型。科马提岩系列8件样品的Sm-Nd同位素数据构成一条相关性较好的等时线,等时线年龄为1727Ma±74.7Ma,I_Nd=0.510725±0.0000798,ε_Nd(t)=6.94±1.56,表明科马提岩形成于中元古代早期,其源区为亏损的软流圈地幔。这一地壳增生事件可能与松嫩地块从西伯利亚地台南缘裂解有关。      

罗布泊东阿奇克谷地雅丹地貌与库姆塔格沙漠形成的关系

阿奇克谷地位于罗布泊洼地之东, 93°E以西, 东西长约150km, 南北宽20~30km。为新生代北山与阿尔金山之间的地堑凹地的一部分, 与东面河西走廊的地堑凹地相通。根据出露的雅丹地层河湖相沉积样品所作的ESR测年(2272~10094kaBP)和本区的地质地貌特征可将阿奇克谷地演化与库姆塔格沙漠的发育史归纳为4个时期。①早更新世至中更新世罗布泊古湖扩大时期, 东部湖湾宽约50~60km, 向东延伸至93°15′E或更东; ②中更新世晚期山地上升与古湖湾退缩消失时期, 距今30万年前左右, 青藏高原强烈隆升, 阻挡了海洋水汽的进入, 亚洲内陆加速变干, 由于阿尔金山的左旋向东滑动, 在北面古湖区地层发生了与阿尔山斜交的羽毛状断裂谷群, 并因东北向的断裂上升与东西向的河西地堑谷地斜交, 阻断了疏勒河水不再向西流入罗布泊, 使东部湖湾向西退缩并逐步消失; ③中更新世晚期至晚更新世初, 暴雨径流与强烈的风蚀作用时期, 阿奇克谷地北部的洪积湖相沉积台地支沟口形成雅丹土丘群, 谷地南面库姆塔格沙漠北面羽毛状断裂谷群形成雅丹垄脊和风蚀谷, 谷地中央呈现出季节性的盐碱沼泽和零星雅丹土丘; ④晚更新世末至全新世库姆塔格沙漠扩大, 向北埋没了羽毛状断裂谷(风蚀谷)和雅丹垄脊, 形成了世界上独特的羽毛状沙丘。     

东昆仑东段新生代高原隆升重大事件的沉积响应

根据新生代沉积盆地的地层序列、环境演变及地貌和水系变迁分析将研究区新生代高原隆升过程划分为5个重大事件.首次在研究区内海拔5400m的主夷平面上发现古土壤、岩溶角砾岩及钟乳石等, 认为沱沱河组上段细碎屑沉积及五道梁组石膏沉积(中新世) 是主夷平面形成期的沉积响应, 提出了主夷平面的高程具有东西向排列的盆岭地貌特点, 这种高程差异反映了后期构造隆升的不均衡, 应该是上新世以来差异断块抬升的结果; 早更新世中期(1525.5ka后) 一套河流砂砾卵石沉积是青藏运动C幕的沉积响应, 体现在布尔汗布达山的强烈上升和成山; 早更新世晚期(1113.9~836.3ka) 先湖滨砾石沉积, 后转为河流砂砾卵石沉积, 是昆黄运动在研究区的沉积响应, 并体现在马尔争-布青山的强烈上升和成山, 中更新世早期冰碛物的发育说明昆黄运动后研究区已隆升达到"水汽冻结高度"; 研究区T5阶地沉积前的强烈下蚀, 柴达木盆地内陆水系溯源侵蚀切过布尔汗布达山主分水岭, 袭夺了昆南断裂带原由西向东流向共和古湖的东西向水系并到达阿拉克湖一带, 晚更新世洪冲积角度不整合于中更新世洪冲积之上等是共和运动的具体表现.      

天山山区近40a夏季降水变化及与南北疆的比较

利用新疆1959-1998年的降水资料,分析了天山山区近40a来夏季降水变化特征,并与南疆、北疆进行了比较.结果表明:天山山区近40a来的夏季降水在干湿阶段、最干最湿年份、降水变化的周期方面均与南北疆有别;天山山区夏季降水空间上的同步性变化比南疆及北疆弱一些;天山山区近40a来夏季降水年代际变化与北疆较为相近.新疆近40a来夏季降水最多的年代是90年代,天山山区偏多12%,南疆偏多25%,北疆偏多21%.     

祁连山西段小冰期以来的冰川变化研究

根据航空摄影相片、地形图、遥感影像数据,分析了祁连山西段自小冰期至1990年的冰川变化,得出该地区在小冰期至1956年间冰川面积减小幅度为16.9%,冰川储量减少了14.1%;1956-1990年间冰川仍以退缩为主,此时段冰川面积和储量减小量占1956年时相应量的10.3%和9.3%.分析认为冰川退缩主要与1956-1966年时段气温偏高、降水偏少有关,而且该流域区对应于1956-1966年间强负物质平衡的冰川退缩可能出现于1960年代中期至1970年代中期.     

大兴安岭火山喷发带北段中性、中酸性火山岩地球化学特征及其地质意义

通过对大兴安岭北段晚侏罗世吉祥峰组中酸性火山岩的岩石地球化学研究,发现其中存在高Sr低Y型火山岩,即文献上所称的埃达克质岩,笔者认为中酸性火山岩的岩浆起源于下地壳玄武质岩浆,为玄武质岩浆底辟上侵引起地热梯度增加、下地壳中-基性变质火成岩石部分熔融的之混合岩浆,是古太平洋板块向西伯利亚板块斜向俯冲过程中,蒙古-鄂霍次克海槽封闭,陆壳碰撞使地壳加厚,形成兴蒙造山带时所引起的一系列构造岩浆活动。其形成时的构造环境应是在滨太平洋构造域背景下受古亚洲构造域的影响和限制,并非是滨太平洋构造活动带的单一活动所致。早白垩世上库力组酸性火山岩属陆壳重熔型(S型)火山岩,其形成可能与印度-澳大利亚板块朝北偏东方向推挤运移、中国东部岩石圈拉张引起的下地壳拆沉作用有关。      

大兴安岭中南段中生代中基性火山岩岩石学地球化学研究

大兴安岭中南段中生代火山岩的成因和形成时的构造背景涉及南蒙古-兴蒙造山带的后期构造演化及区内众多的铜、银多金属矿床的形成,因而对其成因的研究具有重要意义。在野外工作基础上,对大兴安岭中南段中生代中基性火山岩进行了较为系统的岩石学和元素地球化学研究。结果表明,火山岩的岩石类型为玄武粗安岩、粗面安山岩、英安岩及粗面岩,属钙碱性岩石系列;玄武粗安岩、粗面安山岩、英安岩及粗面岩的常量元素以富集SiO2,Na2O,K2O和亏损Fe2O3,FeO,MgO,CaO等为特征,微量元素以富集亲石元素和亏损铁族元素及Nb,Ta为特征;火山岩的稀土元素分配模式为轻稀土富集型;(^87Sr／^86Sr)．为0．7045～0．7077,且主要集中在0．7045～0．7055的区间内,εNd(t)多数为正值。火山岩是地幔物质部分熔融的产物,形成于张性构造环境,它们是天山一兴安造山带后造山期软流圈或地幔柱上涌所引起的岩石圈伸展作用、内蒙古-吉黑印支造山带造山期后的伸展作用和蒙古-鄂霍茨克残余洋“剪刀式”闭合所形成的拉张作用等综合效应的响应事件。     

山西宁武吕梁山北段第四纪冰川遗迹的发现及意义

山西宁武吕梁山北段,平均海拔约2000米,相对高差数百米至千米左右,属中山区。第四纪冰川遗迹十分发育,类型多种多样,特征明显。冰川遗迹有:U形谷、刃脊、角峰、冰斗、冰窖及分布于U形谷中的大量冰川漂砾、冰碛、冰水堆积、冰臼、变形砾石、条痕石等。该区古冰川遗迹的大量发现,不仅证明了我国东部中低山区有大量第四纪冰川运动存在,而且冰川规模之大完全出乎人们意料之外。为研究该区古气候、古环境演化提供重要依据,为我国第四纪冰期划分和对比提供重要资料和证据。