基于 DEM 对喀斯特地貌山地及水系信息的提取--以桂林阳朔县为例

以30 m分辨率的SRTM－DEM数据为基础,通过GIS的空间分析功能,首先对数据进行坡度分析,通过坡度分级法将山地与平原划分,自动提取出山地的信息,再运用碎斑处理结合TM影像对结果进行修正;其次,在ArcGIS的水文分析（ Hydrology）模块下对 DEM进行数字地形分析,提取流域特征。经分析得到了研究区域的山地及河网特征信息,并与实际地形及河流水系大致吻合,改进了传统手工和野外调查为主的提取方法,初步实现了山地、水系信息的自动提取,为研究区域社会经济更好更快地发展具有一定的参考意义。     

Organic carbon inputs,common ions and degassing: rethinking mixing dissolution in coastal eogenetic carbonate aquifers

Caves deliver freshwater from coastal carbonate landscapes to estuaries but how these caves form and grow remains poorly understood. Models suggest fresh and salt water mixing drives dissolution in eogenetic limestone, but have rarely been validated through sampling of mixing waters. Here we assess controls on carbonate mineral saturation states using new and legacy geochemical data that were collected in vertical profiles through three cenotes and one borehole in the Yucatan Peninsula. Results suggest saturation states are primarily controlled by carbon fluxes rather than mixing. Undersaturation predicted by mixing models that rely on idealized end members is diminished or eliminated when end members are collected from above and below actual mixing zones. Undersaturation due to mixing is limited by CO₂ degassing from fresh water in karst windows, which results in calcite supersaturation. With respect to saline groundwater, controls on capacity for mixing dissolution were more varied. Oxidation of organic carbon increased pCO₂ of saline groundwater in caves (pCO₂ = 10^–2.06 to 10^–0.96 atm) relative to matrix porosity (10^–2.39 atm) and local seawater (10^–3.12 atm). The impact of increased pCO₂ on saturation state, however, depended on the geochemical composition of the saline water and the magnitude of organic carbon oxidation. Carbonate undersaturation due to mixing was limited where gypsum dissolution (Cenote Angelita) or sulfate reduction (Cenote Calica) increased concentrations of common ions (Ca²⁺ or HCO₃^?, respectively). Maximum undersaturation was found to occur in mixtures including saline water that had ion concentrations and ratios similar to seawater, but with moderately elevated pCO₂ (Cenote Eden). Undersaturation, however, was dominated by the initial undersaturation of the saline end member, mixing was irrelevant. Our results add to a growing body of literature that suggests oxidation of organic carbon, and not mixing dissolution, is the dominant control on cave formation and enlargement in coastal eogenetic karst aquifers. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

青藏高原东缘的地壳流及动力过程

黏滞性地壳流对地壳及上地幔变形作用及动力机制,是大陆新生代造山带的一个重要研究内容.青藏高原中下地壳存在部分熔融或含水物质的黏滞性流体,已为一系列地球物理及岩石学研究所证实.为研究青藏高原东缘地壳流的动力作用,本文用密集的被动源宽频带地震台的观测数据,反演了地壳上地幔精细速度结构和泊松比.研究表明,川西及滇西北高原的中地壳内普遍存在低速层,而高泊松比的地壳只分布在川西北地区.位于中地壳的黏滞性地壳流从青藏高原腹地羌塘高原流出,自北西向南东流入青藏高原东缘.这些黏滞性地壳流带动了上地壳块体水平移动,当它们受到刚强的四川盆地及华南地块阻挡时将发生分层作用,地壳流将分为二或更多分支不同方向的分流,向上的一支地壳流将对上地壳产生挤压,引起地面隆升,向下的一支地壳流将使莫霍面下沉加厚下地壳.黏滞性地壳流的运动在地壳中产生应变破裂发生强烈地震活动,地震的空间分布与震源机制也受到地壳流动力作用控制.

     

应用线性合成概率方法探讨青藏高原北部地区强震趋势

基于周期谱分析基础上的线性合成概率预测方法,对青藏高原北部地区Ms≥7.0、Ms≥6.5强震进行了试验性研究,并利用其结果作为预测依据,对青藏高原北部地区强震趋势做了初步估计.利用该方法,本文还对东昆仑断裂带1900年以来的Ms≥7.0强震进行了研究.     

全球洋岛和洋底高原海山中的中酸性岩——数据挖掘及其意义

洋岛类型的海山和洋底高原类型的海山主要由玄武岩组成, 中酸性岩出露很少, 因此很少引起学术界的关注。 我们认为即便中酸性岩很少, 研究他们也是很有意义的, 因为这些中酸性岩不仅可能与洋岛和洋底高原玄武岩的构造背景有关, 也可能与洋岛和洋底高原在形成中酸性岩时的温度和压力变化有关, 这对正确认识洋岛和洋底高原形成的地球动力学背景是很有意义的。 本次研究收集了 GEOROC 数据库中的数据总量为 44 404 个, 经过清洗留下有效数据 3 908 个, 分为洋岛中酸性岩（OIG）、洋底高原中酸性岩（OPG）和洋底高原中酸性岩中的岛弧部分（OPAG）3 类。 学术界通常认为, 洋岛代表热点, 洋底高原温度相对较低, 属于大火成岩省。 然而, 本文对全球洋岛和洋底高原的中酸性岩浆岩的研究表明, 分布在洋岛和洋底高原的中酸性岩主要是板内环境的富碱性的粗面岩和碱性流纹岩, 洋底高原边缘可能受俯冲带的影响, 部分中酸性岩具有岛弧的地球化学特征。 按照中酸性岩的 Sr-Yb 分类, 可知洋岛中酸性岩大多属于南岭型和广西型, 洋底高原海山中酸性岩主要属于南岭型, 广西型很少, 指示洋底高原中酸性岩形成的深度比洋岛浅, 温度也比洋岛低, 同时表明中酸性岩大多形成的压力较低而温度很高, 指示伴有高热中酸性岩的洋岛和洋底高原是地球上的热点。 本文认为, 洋岛和洋底高原中酸性岩并非学术界普遍认为的是玄武岩和碧玄岩分离结晶形成的, 因为洋岛和洋底高原岩浆岩如果是双峰式分布的话, 则不大可能是分离结晶的, 其中的酸性岩部分可能是玄武岩部分熔融形成的。 同时有些岩浆演化的关系表明, 中酸性岩在哈克图解中与玄武岩受不同因素制约, 说明并非演化的关系。     

2013年甘肃岷县漳县6.6级地震前后重力场动态变化

利用青藏高原东北缘2011-2013年期间的流动重力观测资料,系统分析了区域重力场动态变化及其与2013年7月22 H岷县漳县6.6级地震发生的关系.结果表明:1)测区内重力场异常变化与主要断裂带在空间上关系密切,反映沿主要断裂带(段)在2011-2013年期间发生了引起地表重力变化效应的构造活动或变形.2)岷县漳县6.6级地震前,测区内先出现了较大空间范围的区域性重力异常,后在震源区附近产生了局部重力异常及重力变化高梯度带,其中,甘肃临夏与岷县一带重力差异变化达150×10 8ms-2以上;这些可能反映岷县漳县地震前,区域及震源区附近均产生与该地震孕育、发生有关的构造运动或应力增强作用.3)重力场1a尺度动态变化图像和差分动态演化图像均反映岷县漳县6.6级地震孕育过程的最后2a出现较显著的流动重力异常变化,地震发生在NE向重力变化高梯度带上、重力变化零值线附近和等值线的拐弯部位.4)基于流动重力异常变化在岷县漳县6.6级地震前做过一定程度的中期预测,尤其是地点判定.     

基于激光雷达手段的海南地区重力波与其波谱的季节分布特性研究

利用子午工程海南激光雷达对我国海南地区上空进行持续观测,通过3年的累积观测数据对我国低纬度地区重力波活动的季节分布特性进行研究,依据重力波线性理论对海南地区上空的大气密度扰动规律、空间功率谱及时间频率谱进行分析,并通过选择波长在1 km至8 km范围内具有特定波长以及具有波动周期为60 min至25 min的特定频率的重力波辅助研究大气密度扰动的季节变化规律,总结得出海南地区重力波活动具有夏季大、春秋季小、而冬季依然频繁的季节性分布规律.结合海南地区特殊的地理位置与当地季节性气候特征分析得出海南地区上空重力波活动季节性变化的可能原因为青藏高原地形及我国南海地区存在的热带强对流与赤道潜流共同作用的结果.     

贵州岩溶地区能源生态足迹及其效率的动态变化评价

为了把握贵州岩溶地区的能源生态足迹和能源生态足迹效率的动态变化情况,文章采用基于生态足迹模型的能源生态足迹效率的定量研究方法,利用1978-2011年的历史数据计算,分析了贵州岩溶地区能源生态足迹和能源生态效率的动态变化特征。研究结果表明,在研究时段,贵州岩溶地区能源生态足迹和能源生态足迹产值呈阶段性递增趋势,能源生态足迹强度呈阶段性下降趋势,能源生态足迹产值虽有所提高,但仍低于全国平均水平。社会经济发展与能源足迹灰色关联分析结果表明,贵州岩溶地区经济发展与能源消耗关系十分密切,高能耗经济问题比较突出。     

西藏班公湖岛弧带含硫化镍超基性岩的源区性质与基底背景

青藏高原班公湖一怒江成矿带上的超基性岩型硫化镍矿化是近年来在西藏地区发现的矿化新类型.文章根据成矿带西段班公湖地区含镍超基性岩体的岩石地球化学和Sr、Pb同位素分析结果,论述了含镍超基性岩浆的源区性质及生成条件,并根据锆石U-Pb LA-ICP-MS年龄测定结果,探讨了藏西北地区的基底背景.研究发现,班公湖地区的含镍超基性岩体以富集大离子不相容元素Rb、Th、U、Sr、Pb,亏损Ba、K为特点,高场强元素亏损Nb、Ti,富集Ta;稀士元素相对球粒陨石亏损强烈,但轻稀土元素相对富集.这些特点一致反映出含矿岩浆产生于受俯冲沉积物熔体交代的富集型岩石圈地幔源区.岩浆的生成深度较浅,为尖晶石二辉橄榄岩相,源区部分熔融程度较低,大体在10%左右.岩石中集中出现一批24.79亿年的残留锆石年龄,标志着当时班公湖中特斯洋盆沉积物的物源区较为单一,主要来自太古代末-元古代初的古老基底,并且推测太古代与元古代之交(25亿年)有可能是藏西北的一个古陆壳快速生长期.     

西藏冈底斯造山带几乎同时形成的两套埃达克岩为什么一套含矿一套不含矿？

野外地质调查结合锆石U-Pb年龄测定和岩石化学成分分析,发现西藏冈底斯碰撞造山带晚中新世发育两套埃达克岩.一套呈NS向岩墙产出,锫石U-Pb-LAICP-MS年龄为15.6～16.8 Ma,地球化学上以富Na2O、贫K2O、Sr/Y比值高为特点,不含矿;另一套呈岩株产出,锆石 U-Pb SHRIMP 年龄为14.0～15.3 Ma,地球化学上以富K2O、贫NaO、Sr/Y比值低为特点,伴随着大规模的斑岩型铜钼矿化.两套埃达克岩都高度富集大离子不相容元素(LILE)Rb、Ba、Th、U、K、Sr、Pb,强烈亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Ti,反映出俯冲组分对岩浆源区的明显影响,具备岛弧岩浆作用的基本特征.比较而言,含矿埃达克岩更富集Rb、Th、U、K、Pb,而不含矿埃达克岩更富集Sr;不含矿埃达克岩的高场强元素Nb、Ta、Ti亏损更加强烈,Zr、Hf相对富集.两套埃达克岩都是形成于碰撞后地壳伸展的同一地球动力学背景下,其岩石地球化学差异主要与岩浆源区有关.研究表明,含矿埃达克岩的岩浆源区较浅,位于下地壳底部,参与岩浆作用的俯冲组分以沉积物熔体为主,岩浆的氧化性较强,并且经历了更多的分异过程.不含矿埃达克岩的岩浆源区较深,位于岩石圈地幔上部,参与源区岩浆作用的俯冲组分主要是板片流体,岩浆氧化性较低,岩浆分异过程较少.两套埃达克岩含矿与不含矿的原因包含了源区物质组成和岩浆生成条件两方面的差异.