湘东北地区连云山花岗岩的成因及地球动力学暗示

江南古陆是华南地区一个重要的花岗岩和金及金多金属矿床集中区。位于该区中段的连云山晚中生代花岗岩具有高的SiO₂ (69.41%~75.14%)和Al₂O₃ (13.61%~17.46%)、相对偏低的铁镁质 (0.92%~3.14%)以及变化范围较大的Na₂O (2.04%~3.83%)、K₂O (1.94%~4.94%)和CaO (0.82%~3.24%)等氧化物含量;在微量元素和稀土元素组成上,Y (5.2×10^-6~18.0×10^-6)和Yb (大多数在0.29×10^-6~0.70×10^-6)丰度普遍偏低、而Sr/Y (多数在55与82之间)和(La/Yb)_N (大多数在31与111之间)比值较高,且普遍表现LREE强烈富集的REE配分特征。结合Sr (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_i=0.71008~0.73852)-Nd (ε_Nd(t)=-9.95~-12.37)-Pb (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb _i=17.972~19.959)同位素组成,以及野外地质和岩相学特征,连云山岩体为典型的强过铝质花岗岩,并显示埃达克质岩地球化学亲和性,是玄武质岩浆底侵作用下由加厚的下地壳部分熔融产生的岩浆经同化混染和分异结晶而形成,其源岩可能主要为变杂砂岩、长英质片麻岩和变英云闪长岩。结合区域构造演化,我们推测晚中生代连云山花岗岩是三叠纪时期华北板块和扬子板块碰撞导致地壳加厚及随后的太平洋板块向华南大陆俯冲导致华南大陆伸展、减薄的联合作用构造背景下,主要由古元古代连云山群(?)物质部分融熔而产生。连云山花岗岩的成因及地球动力学背景的研究将有助于深刻揭示湘东北地区金和金多金属矿产形成的地球动力学机制。     

中国东北暖季气温变化特征及其与海温和大尺度环流的关系

利用1980~2014年CRU TS3.24月平均气温数据和NCEP/NCAR再分析资料,分析了中国东北暖季（5~9月）气温的时空变化特征及其相应的大气环流状况。结果表明:中国东北暖季气温主要表现为全区一致型和南北反位相型两个模态,二者总解释方差高达86%。全区一致型具有明显的年代际变化特征,并在1990年代中期发生了显著的年代际突变,而南北反位相型具有明显的年际和年代际变化特征。全区一致型增暖对应着中国东北地区上空500 hPa位势高度的正异常和850 hPa的反气旋环流异常。当500 hPa位势高度南北反相时,对应于中国东北暖季气温的南北反位相型。进一步分析表明中国东北暖季气温的全区一致型及其1990年代中期的年代际突变与日本海及黑潮延伸区的海温异常及太平洋年代际振荡和大西洋多年代际振荡指数紧密相关。菲律宾以东的西太平洋、北太平洋中部、我国东南沿海、靠近北美东北部的北大西洋等海域的海温异常对中国东北暖季气温全区一致型的出现具有一定的预测作用。而南北反位相变化型与黑潮延伸区的海温异常关系显著,与大尺度指数的相关普遍不明显。在1990年代中期突变前,南北反位相型受到ENSO事件的影响,之后影响不显著。     

京津冀平原地区灰霾天气的年代变化

首次利用高时空密度机场逐时能见度和天气现象的历史数据(1961～2006年), 对京津冀平原地区的灰霾天气现象进行了分析研究。初步的研究结果表明:(1)该地区的灰霾天气具有年代演变特征, 从20世纪90年代开始, 该地区的灰霾天气从局地性演变为区域性;(2)20世纪70年代中期至20世纪90年代初期, 该地区的大城市(如北京和石家庄)灰霾天气日数呈增加的趋势, 而中小城市却呈现出下降的趋势;考虑到这一时期经济高速增长的现实, 而中小城市的灰霾却表现出减少的趋势, 这一现象从污染控制的角度值得关注和借鉴;(3)20世纪70年代以前, 北京与石家庄的灰霾日数基本相同(100 d左右), 但20世纪70年代中期以后石家庄地区急剧增加并大幅超出, 超出的幅度近100 d左右;考虑到城市化对灰霾的影响以及北京地区的城市化水平远大于石家庄地区, 这一现象值得进一步深入研究。     

利用露头、井震及地球化学综合厘定层序界面

侏罗系为鄂尔多斯盆地主要的含煤和含铀岩系,目前对侏罗系层序界面的识别主要依靠野外露头、录井岩性等进行宏观厘定,但在宏观特征无明显差别的地层中,层序界面厘定往往存在人为经验识别的随意性。为此,通过东北缘露头剖面和近千口钻孔电测曲线等常规识别工作,综合二维地震剖面和化学蚀变指数（CIA）垂向上的变化,在鄂尔多斯盆地东北缘侏罗系中识别出3个长期旋回层序界面（TSB1—TSB3）和7个中期旋回层序界面（SB1—SB7）。由于CIA垂向上的变化反映了延安组和直罗组沉积期古气候环境的变化,可将其用于层序界面厘定。综合识别层序界面不仅可以提高识别的准确性,而且可以赋予关键层序界面古沉积环境属性,减弱人为经验识别的影响,从而为整个盆地侏罗系层序地层的划分对比提供可靠依据。      

胶莱盆地东北缘龙口- 土堆矿区金矿床成矿规律研究

海阳市龙口- 土堆金矿床是胶莱盆地东北缘金矿床的重要典型矿床之一。金矿床位于胶莱盆地东北缘一个微凸起,以NE向断裂面为界。矿体严格受断裂构造控制,主要矿体受控于NE走向、SE倾的左行压扭性断裂构造,并在构造的引张和产状变化部位形成厚大矿体;矿床成因为岩浆期后中低温热液构造蚀变岩型金矿;成矿时间集中在119±10Ma。成矿热液中硫源可能与脉岩来自同一或类似源区,在上升成矿过程中又萃取了围岩荆山群中的硫及成矿物质。胶莱盆地东北缘金成矿带成矿流体相似,均为岩浆水混合大气水。主成矿期成矿流体为中高温、低盐度的CO2- NaCl- H2O体系。成矿期次划分为热液期和表生期两个阶段。     

竖向扩建填埋场变形离心模型试验研究

填埋场扩建是增大库容的重要手段,而其引起的沉降变形对填埋场及内部构筑物的稳定性有重大影响。针对扩建填埋场自重应力作用下的沉降变形问题,采用能够模拟我国固废工程特性的人工固废开展了平原型填埋场竖向扩建的离心模型试验。结果表明,堆体自重应力沉降随固废龄期增大而减小,最大沉降可达到堆体初始高度的20%。新老堆体界面不均匀沉降随老堆体龄期增大而减小,界面水平位移最大值出现在新堆体坡肩附近,且随坡比增加和龄期减小而增大。坡比越小,龄期和垃圾坝的作用越明显。垃圾坝对填埋堆体变形的影响随其相对高度减小而减弱。试验结果略大于常用的填埋场一维沉降计算结果,为填埋场增容及中间衬垫设计和稳定评估等提供了参考。     

钻孔岩心黏土混浊水电导率、黄铁矿、pH相关性分析及其在古沉积环境复原的应用:以渤海湾西岸平原DC01孔为例

为探讨复原海岸平原沉积环境和精确划分海陆相地层的有效方法,对渤海湾西岸海河以南平原深达30 m的DC01孔岩心以约20 cm间距取样,测试黏土混浊水电导率（EC）、黄铁矿质量分数（w（FeS₂））和pH值,并开展相关分析研究。结果显示,EC与w（FeS₂）正相关（相关系数r为0.47）,而EC与pH以及w（FeS₂）与pH均负相关（r分别为-0.43和-0.52）。根据EC值的大小将DC01孔自下至上分成5个带（Ⅰ—Ⅴ）,进一步分别对5个带的EC、w（FeS₂）及pH做相关分析,结果显示,Ⅱ带相关性最为突出：EC与w（FeS₂）的相关系数为0.83,极强正相关;EC与pH的相关系数为-0.77,强负相关;w（FeS₂）与pH的相关系数为-0.45,呈中等程度负相关。根据Ⅱ带的EC和w（FeS₂）极强正相关、且EC和w（FeS₂）均明显偏高以及多发育黑色泥炭和腐殖质黏土等特征,推断Ⅱ带为受海水影响的盐沼环境;结合AMS¹⁴C测年结果,推测8 260~7 470 cal.B.P.期间,海水曾经影响到DC01孔的位置。另外,Ⅳ带的EC值也偏高,但w（FeS₂）却较低,其EC与w（FeS₂）的相关系数为-0.03,不呈正相关关系,其原因是因为接近地表的上部沉积物因淋溶作用,在Ⅳ带形成淀积层导致EC异常偏高;最上层的Ⅴ带为淋溶层,这样就导致钻孔上部（深6.7 m以上）Ⅳ带和Ⅴ带EC与w（FeS₂）的相关性出现异常。因此在讨论沉积物上部沉积环境时,将EC与w（FeS₂）综合分析可以更精确地划分钻孔岩心的沉积环境。     

凤成石:异性石族矿物N(5)位贫钠的空位类似物新种

作为异性石族矿物新种凤成石是首个该族已知成员中N(5)位贫Na且以空位居优的类似物,其理想化学式为:Na_(12)□_3Ca_6(Fe~(3+),□)_3Zr_3Si(Si_(25)O_(73))(H_2O)_3(OH)_2。它发现于我国东北辽宁省凤城市赛马钠质碱性正长岩内,多呈它形-半自形晶产出,单个晶体粒径1~7mm,最大粒径者>1.5cm。与之共生的矿物有微斜长石、正长石、钠长石、霞石和钠角闪石亚族矿物、霓石、榍石和闪叶石族矿物、"贫钠的层硅钛铈矿"("Napoor rinkite")、钛铌钙铈矿、钠锆石、锆石、铁金云母、氟磷灰石、富稀土的羟硅磷灰石和何作霖矿等。矿物为半透明-透明,玻璃光泽,条痕白色,性脆,摩氏硬度约5,偶见不完全解理和裂开,一轴晶正光性。N_e=1.607,N_o=1.603。凤成石属三方晶系,具R3m空间群;a=1.42467(6)nm,c=3.00330(2)nm,V=5.27908(50)nm~3,Z=3。6条强粉晶衍射线[面网间距(衍射强度)(指标化)]是:0.7186(55)(110),0.5761(44)(113),0.4187(53)(123),0.3201(47)(028),0.2978(61)(135)和0.2857(100)(044)。16点矿物成分的电子探针等分析均值为:Na_2O 11.64%,K_2O 0.52%,CaO 8.96%,MgO 0.07%,SrO_3.53%,BaO 0.02%,MnO0.10%,FeO 0.69%,Mn_2O_30.92%,Fe_2O_35.98%,La_2O_30.12%,Ce_2O_30.23%,Nd_2O_30.13%,Sc_2O_30.01%,TiO_20.38%,ZrO_211.72%,Nb_2O_50.23%,SiO_251.73%,Cl 1.13%,H_2O 2.09%,O≡Cl-0.26%,总量100.14%。根据晶体结构精测和(O+OH+F+Cl)=78计算的矿物经验化学式:[(Na_(3.00)Na_(3.00))Σ_(6.00)(Na_(5.28)K_(0.33)□_(0.39))]_(12.00)□_(2.71)Sr_(0.20)REE_(0.09))_(3.00)Ca_(4.80)Sr_(0.82)Fe_(0.29)~(2+)Mg_(0.05)Mn_(0.04)~(2+))_(6.00)(Fe_(2.25)~(3+)Mn_(0.35)~(3+)Cr_(0.08)□_(0.32))_(3.00)(Zr_(2.86)Ti_(0.09)Nb_(0.05))_(3.00)(Si_(0.87)Ti_(0.05)□_(0.08))_(1.00)Si_(1.00)(Si_(24.00)O_(72.00))[(H_2O)_(2.93)O_(1.00)(OH)_(0.07)]_(3.00)[(OH)_(1.04)Cl_(0.96_]_(2.00)。矿物实测密度2.93g/cm~3;计算密度2.88g/cm~3。基于野外和室内研究,借鉴有关合成异性石族矿物的实验资料,凤成石由一类富REE、U、Th、Zr、和挥发分的钠质碱性正长岩岩浆直接结晶而成。     

高原东北缘康拉德界面存在的地震学证据及构造意义初探

康拉德界面既是上地壳和下地壳的分界面, 也是地壳内部花岗岩与玄武岩的分界面, 其对于研究地壳稳定性、区域地质构造活动和地块演化历史等具有重要的指示意义。位于青藏高原东北缘的甘东南地区是多个地块的交汇区域, 发育了多个断层和多次历史大地震。根据早期的研究结果, 在构造活动比较强烈的大陆地壳内康拉德界面有可能是缺失的, 但在该区域近震波形资料中清楚地记录到了振幅要比直达波大2~3倍的来自康拉德界面的震相。通过波形模拟和走时拟合, 对这些震相进行了进一步核实。该结果提供了青藏高原东北缘存在康拉德界面的直接地震学证据。本文研究结果表明在构造活动活跃区域也可能存在康拉德界面, 同时该结果对于该区域震相的准确识别、地震三要素的准确计算等也具有重要的参考价值     

内蒙古土默川平原地下水水文地球化学特征及其成因

通过水文地质调查、水样采集,结合地下水流动系统、统计分析、吉布斯图、Piper三线图和相关性分析,对土默川平原地下水水化学特征进行研究。结果表明,该区地下水呈弱碱性,水化学类型以HCO3-Ca型和Cl-Na型为主。潜水水化学成分主要受水-岩相互作用和蒸发浓缩作用影响,承压水水化学成分主要受水-岩相互作用过程控制。79个潜水样品中方解石和白云石饱和指数小于0的分别为1个和5个,56个承压水样品中饱和指数小于0的均为20个。区域地下水的弱碱性环境、高Na+、低Ca2+为高氟水的形成提供了条件,受蒸发浓缩作用影响潜水高氟区主要分布于托克托县城以东地下水的滞留排泄区;受含水层介质的影响承压水高氟区主要分布于湖积台地区域。局部区域地下水的强还原环境,铁、锰氧化物和氢氧化物的还原性溶解以及HCO–3的竞争吸附是形成高砷水的重要原因,受哈素海湖相沉积物的影响潜水高砷区主要分布在哈素海—高泉营一带;受铁氧化物、氢氧化物还原性溶解及地下水径流条件的控制,承压水高砷区主要分布在平原中部大黑河沿岸。