中国含煤岩系古地理及古环境演化研究进展*

随着含煤岩系沉积学从最初的旋回层理论到沉积模式,再到现阶段层序地层学理论的发展,中国学者已经在含煤岩系沉积学研究领域取得了显著的成果。(1)层序地层格架下基于可容空间增加速率与泥炭堆积速率之间平衡关系的厚煤层聚集模式受到重视,层序地层学提供了等时性地层单元,用于中国六大聚煤区等时性层序地层格架下岩相古地理的重建,为预测各聚煤期聚煤中心及富煤带的分布起到指导性作用。随着层序地层学理论的深入研究,煤相及沉积有机相的发育特征、研究方法以及划分方案也取得了新的进展。(2)近年来,煤系共伴生矿产已经成为当今煤地质学研究的热点问题之一,含煤盆地的煤层气、页岩气、天然气水合物、铀矿、三稀矿产、石墨等矿产资源具有重要的经济价值,部分共伴生矿产潜在的价值甚至超过煤炭本身。古地理作为研究煤系矿产资源的先决条件,与之联系密切,为这些矿产的研究和勘探提供极大的帮助。(3)煤作为泥炭地的产物和重要的沉积载体,其中蕴藏着丰富的“深时”古气候信息。以米兰科维奇旋回作为地层时间的“度量”工具,可以通过分析煤中碳的聚集速率,进而分析泥炭地的碳聚集速率、净初级生产力以及大气CO₂的变化趋势;而随着对煤中惰质组成因的重新认识,蕴含在煤中的古野火信息越来越受到重视,基于煤中惰质组的含量对地质历史中古泥炭地野火事件以及大气氧含量的估算也成为古环境研究的新方向。中国聚煤模式及聚煤古地理今后的研究需进一步加强对不同构造背景下含煤盆地的层序地层模式、各聚煤期的聚煤古地理及聚煤规律、有益煤系共伴生矿产的古地理重建、含煤岩系“深时”古气候信息以及大数据驱动下的含煤岩系古地理定量化研究等方面的探索。     

地球自由振荡与全球气温变化

2002年笔者曾发表了海边巨震对全球有降温效应的观点[1]。2004年底苏门达腊-安达曼发生Mw9.3巨震。据笔者观点巨震后气温应降低。而2005年3月杨冬红等[2]指出,按美国航天航空局学者的预测2005年将是地球有记录以来气温最高的一年(已有的最高年是1998年)。结果到了2005年底,实况     

香港巨牡蛎对3种微藻的选择性摄食研究

从微藻粒径大小、饵料密度以及营养价值角度,选取牟氏角毛藻（Chaetoceros muelleri）、亚心形扁藻（Platymonas subcordiformis）、球等鞭金藻（Isochrysis galbana）分别作为硅藻、绿藻和金藻的代表,开展了不同规格的香港巨牡蛎对3种微藻在同等密度、同等生物量混合条件下的摄食选择性研究。结果显示,香港巨牡蛎在两种不同混合藻条件下对3种不同微藻摄食选择性有显著性差异（P<0.01）。3种藻相同密度混合条件下,大、中、小3种规格香港巨牡蛎更倾向摄食粒径较大的亚心形扁藻,且贝类规格越大选择倾向性越低,摄食选择效率分别为0.32、0.35、0.48,对球等鞭金藻无明显选择性。3种藻等生物量混合条件下,香港巨牡蛎对亚心形扁藻和球等鞭金藻的摄食有选择性,且规格大小对选择效率影响显著（P<0.01）,个体越小选择性越强,小规格香港巨牡蛎倾向滤食亚心形扁藻（P<0.01）,大、中规格更倾向摄食粒径较小的球等鞭金藻。两种混合条件下,香港巨牡蛎都对牟氏角毛藻都有负的选择效率,而且牟氏角毛藻密度越高负值绝对值越大。微藻的细胞大小、形状、营养价值以及香港巨牡蛎的个体大小都对摄食选择性有着明显的影响,香港巨牡蛎的摄食选择性在现场海区中还明显受到生境及食物条件的限制。     

全球巨震的天文背景

分析了全球8．5M以上巨震的天文背景，分析结果表明，这些巨震大都发生在处于月亮轨道运动所对应的地震活跃期的地震带区，太阳活动的下降段与地球自转的加速期。这是就天文因素的长周期变化而言。对于天文因素的短周期变化，无论是对于地方时，地方恒星时与月相，都有集中发生在某一段时间的现象；对于地球自转的短周期变化更是比较明显，要么发生在其变化最快时期，要么发生在其变化的最慢时期。这一切都表明，这些地震的发生是受天文因素的影响的。天文因素是外界发震动力之一，长周期变化的天文因素可能是对地震的孕育、发展与发生起着调制作用，而短期变化的天文因素则是当其作用于远离平衡态的发震构造上时，引起系统的巨涨落，从而诱发地震。     

超新星核中的非奇异－奇异夸克物质相变

最近Ｇｅｎｔｉｌｅ等研究了超新星核区从核物质到夸克物质的一级相变．沿着他们的工作，本文研究从两味夸克物质到三味夸克物质的相变过程．我们发现相变时标小于１０－７秒．超新星的中心温度和核区的中微子总能量明显增大，这不仅会增加超新星爆发的成功机会，而且会提高复活激波的能量，同时会影响新生中子星的冷却．核区存在Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ对流．     

显生宙罕见的巨鲕及其鲕粒形态多样性的意义:以湖北利川下三叠统大冶组为例

上扬子区早三叠世印度期的地层,从西向东由滨岸相砂泥岩(飞仙关组)到台地碳酸盐岩(大冶组),代表了一个二叠纪与三叠纪之交的大规模碳酸盐台地淹没事件之后、三叠纪早期缓坡型台地的生长发育过程。受制于三叠纪早期的两个海侵—海退旋回,早三叠世印度期大冶组中的鲕粒滩相灰岩经历了自西向东的进积作用。上述沉积作用过程的结果,在湖北利川的三叠系大冶组顶部发育厚层块状鲕粒滩相灰岩;该鲕粒灰岩,较大的粒径以及多样的宏观形态,成为一个窥视鲕粒成因的典型地点。这些主要由碳酸盐泥晶粘聚而成的粒径多超过2 mm的鲕粒,包括同心鲕粒、椭圆鲕粒、复合鲕粒、不规则鲕粒、核心不太清楚的鲕粒等多种类型。这些粒径超过2 mm的巨鲕,不但代表了显生宙较为罕见的沉积学现象,而且有可能代表了二叠纪末期生物大灭绝之后荒凉海底环境的沉积响应,为进一步了解成因还未完全明了的鲕粒所代表的碳酸盐世界提供了一个有意义的实例。     

强电荷屏蔽下的电子俘获率

分析了电荷屏蔽对超新星前身星环境下的电子俘获反应的影响，分析中强电荷屏蔽势能采用了最近人们利用线性响应理论给出的结果，对核素^56Co，^56Fe，^56Mn电子俘获率的分析计算表明，在低温高密情形下，电荷屏蔽对电子俘获反应的影响较先前的分析的影响程度略小，但电荷屏蔽对电子俘获反应的影响仍然显著。     

巨鲕的微生物成因:来自重庆石柱地区下寒武统的证据

巨鲕的产出时代多见于新元古代和早三叠世,而寒武纪的巨鲕却鲜见报道。近期,笔者在重庆石柱地区下寒武统天河板组中发现厚约35cm的透镜状巨鲕灰岩。在该层巨鲕灰岩中,巨鲕粒径一般为5～7mm,最大可达9mm,约占岩石组分的55％,与大量强烈重结晶的正常鲕粒伴生。钙质生物壳体较常见,颗粒间见亮晶方解石胶结物。研究区巨鲕最外圈纹层上常见蓝细菌化石,形成发育不完全的突起状“夭折的纹层”;巨鲕内的暗色纹层中亦见杂乱交错的、有一定重结晶的蓝细菌等微生物化石。故推测其为微生物成因形成的,且早寒武世频繁的强风暴背景和蓝细菌等微生物的积极参与是该层巨鲕形成的必备条件。     

印尼8.7、 8.5级巨震对云南地区地震活动的远震触发分析

在收集整理印尼8.7、 8.5级巨震活动特点基础上, 分析了这两次巨震对云南地区地震活动的远震触发特征。 依据腾冲、 昆明两个台站的数字波形资料, 对这两次巨震的触发特点进行了分析。 认为云南地区2004年12月26日后地震活动的显著增强, 是由印尼8.7级巨震的长周期面波触发引起的。 8.5级地震后, 云南地区地震活动没有引起触发, 主要原因是8.7级地震已引起相关地震活动, 短期内断层不足以积累使其破裂的能量所致。 远震触发的地区与高热流地区一致。     

普通黑烟囱热液系统及巨羽流形成的基本数学模型

建立了一种新的管状模型来模拟普通黑烟囱体的热液循环系统,分别用达西方程、湍流方程、Ergun方程和“浮压力差”方程来描述热液循环不同关键环节处的动力学系统,用一个温度场的对流-扩散方程来描述反应区的热能交换及系统的温度变化规律.在联立几个方程并用有效的数值算法及Matlab语言编程求解后,得出了系统中温度、压力及物质流速随时间的变化曲线,并对黑烟囱体内部的动态热平衡和压力平衡进行了分析.在普通黑烟囱体系统模型的基础上进一步建立了巨型羽状流(巨羽流)生成的数学模型.选择胡安·德富卡(Juan de Fuca)洋脊热液喷口对巨羽流的形成进行了模拟,其结果与Baker根据实测数据估算的近似值吻合很好.在上述模型的基础上进一步探讨了巨羽状流形成的一系列条件及主要参数对巨羽流生成周期、温度和最大物质流速等的影响.主要结论如下:巨羽流系统可以由普通黑烟囱系统发展演化而成,其实际过程是普通黑烟囱流系统活动所形成的热液沉积在一定程度上会堵塞热液喷溢通道(相当于形成盖层),造成热液在海底之下积蓄和升温,从而导致浮压力差增大,经过2~3 a(浮压力差达到盖层破裂极限值)则可形成巨羽流系统,巨羽流产生时的热源温度必须超过500℃,喷出热液的最高温度为413℃左右(与实际观测到的海底热液的最高温度一致).当反应区热源温度增大时,产生巨羽流的临界时间明显变短(可能不到1 a),而临界温度(巨羽流生成时的温度)及巨羽流的最大物质流速几乎不随其变化;随着渗透率的增大,巨羽流的最大物质流速也随之增大,但其增速随渗透率的进一步增大而变缓,并逐渐趋向一个相当于下渗流无摩擦阻力时的极限稳定值.