相山铀矿是我国最大的火山岩型铀矿, 其赋矿围岩是一套火山侵入杂岩, 主要由流纹英安岩、碎斑熔岩和晚期的次火山岩组成. 采用SHRIMP, LA-ICP-MS和LA-MC- ICP-MS对相山地区早阶段的流纹英安岩和晚阶段的流纹英安斑岩进行了高精度的锆石U-Pb同位素年代学及锆石Hf同位素组成特征的研究. 结果表明, 流纹英安岩的锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(135.1±1.7) Ma, 流纹英安斑岩的年龄为(134.8±1.1) Ma. 这表明这些岩石的形成时代为早白垩世, 而不是前人认为的侏罗纪. 这一新年龄数据具有重要的地质意义, 它表明相山火山侵入杂岩应形成于早白垩世时期, 此时在该区的构造背景己演变为太平洋板块向亚洲大陆俯冲而产生的弧后拉张阶段. 流纹英安岩归属于早阶段的溢出相岩石, 流纹英安斑岩则属于火山期后的浅成-超浅成侵入岩, 这预示着相山大规模的火山侵入活动可能是一次集中而短暂的活动. 相山流纹英安岩的锆石ε_Hf (t)为-5.7~ -8.5, 流纹英安斑岩的锆石ε_Hf (t)为-6.9~-10.1, 两者变化范围较小. 相山流纹英安岩的锆石的Hf模式年龄t_DM2介于1550~1720 Ma之间, 流纹英安斑岩的锆石的Hf模式年龄t_DM2介于1621~1823 Ma之间, 都与Nd模式年龄计算结果(1486~1911 Ma)相近. 结合岩石地球化学特征, 认为相山流纹英安岩及流纹英安斑岩可能是起源于相山基底早元古代-中元古代变质岩的部分熔融, 并且其源区无明显地幔物质的加入.

本文对位于北秦岭西部斜峪关群中的陕西铜峪铜矿床矿化地质特征和矿石、矿化岩、赋矿火山岩围岩的主量、微量元素地球化学特征进行了详细研究, 并对侵入于矿区南部的煤沟花岗闪长岩进行了单颗粒锆石LA-ICP-MS U-Pb精确定年、Lu-Hf同位素分析及岩石地球化学研究. 研究表明, 赋矿火山岩围岩为钙碱性岛弧火山岩, 成矿物质与火山岩围岩具有相同的物质来源. 铜峪铜矿床是古秦岭洋板片在472 Ma左右的俯冲事件中, 由俯冲板片脱水产生的高氧逸度流体进入地幔楔, 活化萃取地幔楔的Cu等金属元素并导致地幔楔部分熔融产生的钙碱性岩浆在岛弧区喷发形成的VHMS型矿床. 煤沟花岗闪长岩锆石U-Pb加权平均年龄为(439.3±3) Ma, 显示其形成与古秦岭洋板片在440 Ma左右的俯冲事件有关, 岩石具有高Mg^#, 富Ni和Cr, 轻重稀土强烈分馏, Eu异常不明显, 高Sr、低Y、高Sr/Y比值, 锆石Hf二阶段模式年龄集中在908~723 Ma之间, ε_Hf(t)>0, 表明煤沟花岗闪长岩体属于俯冲的古秦岭洋玄武质板片部分熔融产生的熔体与地幔楔发生交代作用形成的具埃达克岩性质的岛弧花岗岩. 铜峪铜矿床属形成于奥陶-志留纪之交((439.3±3)~ (472±11) Ma))岛弧环境中的VHMS型块状硫化物矿床, 与火山岩同期的火山喷流-沉积作用形成了该矿床的初始矿化; 初始矿体形成后, 伴随秦岭造山带印支期全面碰撞造山过程, 矿体和含矿层受到强烈的构造改造和叠加. 铜峪铜矿床与经典的VHMS型如日本黑矿型块状硫化物矿床存在差异, 其矿化地质特征显示出岛弧火山喷发沉积和构造叠加改造成矿的双重特点. 因此, 铜峪铜矿床应为岛弧火山喷发沉积-构造叠加改造型矿床.

叠合盆地具有多种赋存状态的气源, 除常规干酪根和古油藏外, 分散可溶有机质是其重要直接气源, 因其具有生气潜力大、分布空间广泛和催化作用参与而易于裂解的特征成为海相层系高演化区域气源的重要类型. 通过对海相层系长期演化、多样性生气聚集过程的地质地球化学分析, 利用三元地球化学示踪体系, 研究塔里木盆地和田河气田天然气的来源和聚集过程, 认为和田河气田天然气为深部分散可溶有机质高演化裂解成气沿断裂带长距离运移成藏的产物. 这一结论对进一步扩大塔里木盆地台盆区油气勘探领域具有重要意义.

鄂尔多斯盆地的火山岩主要有两种: 一种是盆地相火山岩; 一种是(盆地)边缘相火山岩, 边缘相火山岩除了盆地边缘的火山岩外, 还包括盆地北部的阴山造山带地区的火山岩. 根据新的重力和航磁资料解释了鄂尔多斯盆地及其周缘的基底断裂, 在盆地东部比对了航磁解释的断裂与地震解释断裂的一致性, 确立了断裂发育的地质年代. 航磁异常显示了盆地南部的北东向断裂有两个异常带, 认为是古生代前形成的火山岩岩性基底, 这些北东向断裂是早期(太古宙-新元古代)火山物质上涌的通道, 也是陆核两侧的火成岩和沉积岩逐次拼贴的位置. 寒武纪后, 盆地内部较为稳定, 但是盆地周缘在晚古生代、中生代经历多次火山活动, 并伴随形成盆地周缘的近南北向、近东西向基底断裂, 产生大量火山物质, 并在盆地中部发现来自周缘的火山凝灰岩, 盆地边缘也发现多处火山物质出露, 通过生储盖配置, 提出盆地边缘形成于印支期-燕山早期及海西晚期的火成岩圈闭是有利勘探目标, 盆地内部的火山岩是今后勘探探索的方向.

中华苏门答腊兔(Nesolagus sinensis sp. nov.)系广西崇左三合大洞早更新世巨猿动物群兔形类的惟一代表, 也是亚洲首次发现的苏门答腊兔化石种类. 本文对化石种(新种)的形态特征作了描述, 并与印度尼西亚和越南的两个现生种及其相关属种进行了比较. 形态学研究表明, 化石种个体较小, p3前内褶沟极弱等性状比现生种原始, 但系统发育过程中也像现生种一样仍保留幼体发育特征, 表明它可能是苏门答腊兔的直接祖先. 新种与中新世晚期的云南禄丰长褶翼兔(Alilepus longisinuosus)有密切亲缘关系, 它很可能是由类似于长褶翼兔的祖先类型演化而来的. 根据已知材料分析, 苏门答腊兔的起源中心可能是中国西南部.

基于月球大地测量参数在月球探测中的基础性作用以及目前能够获取的测量数据类型, 选取嫦娥一号测高地形数据及Lunar Prospector月球重力场模型作为数据源, 采用地形逼近方法, 解算了月球主惯性矩、主惯性轴指向、月球赤道半径、极半径、平均半径、月球形状扁率及质心与形心偏移量(D_COM-COF)等大地测量参数, 得到地形逼近三轴椭球体和三轴水准椭球体, 并与国内外已有研究成果进行比较分析, 认为新计算的三轴水准椭球能较精确地反映月球质心与形心的不重合状况以及偏移的方向和量级.

汶川地震前一年多开始, 位于龙门山断裂带西南端的姑咱台钻孔应变仪, 记录到异常应变变化. 这种异常变化以短周期(数分钟至数小时)的“毛刺”形态为特征. 在全国100多个钻孔应变台中, 姑咱台距震中最近, 也只有该台记录到这种异常变化. 该台钻孔应变观测的良好的自检结果, 说明了观测应变变化的可靠性. 这种持续出现的异常变化与季节变化明显不同步, 不是环境干扰因素造成的. 异常变化与长期趋势变化以及同震阶跃变化的一致性, 进一步说明这种异常应该是构造运动的表现. 超限率分析结果显示: 这种异常变化在汶川地震主震前逐渐增大, 震时特别剧烈, 震后逐渐衰减, 显示了与该地震相当密切的相关性. 这种变化的机制可能是当地附近的小尺度岩石破裂. 2008年2月27日康定Ms4.5地震造成最大的典型“毛刺”. 小波分解结果表明: 主震前, 比较长周期的异常成分出现得比较晚, 这是破裂尺度在增大的表现. 姑咱台的观测应变变化与唐山地震前观测到的应力变化有相似之处.

中国西北的新生代地貌演化与喜马拉雅-青藏高原隆升过程有密切关系, 因而受到学术界的广泛关注. 这些信息往往在各类沉积序列中得到保存. 本文对西部黄土高原华家岭山地相对平坦部位覆盖的中新世风成红土堆积进行研究. 所选剖面(NL-VII)厚134.7 m, 至少包含110层野外可识别的古土壤, 其磁化率地层与秦安地区的QA-I中新世风成红土剖面可以进行详细的旋回对比, 指示了NL-VII剖面的年龄为18.7~11.8 Ma, 与小哺乳动物化石指示的年龄段一致. 上述结果进一步证明了中新世风尘堆积广泛分布的特征, 同时也表明, 包括华家岭山地和秦安等地基岩高地抬升在内的西部黄土高原地貌分异过程发生于中新世早 期. 山地上保存的基本连续的风尘堆积序列指示了华家岭山地基底在18.7~11.8 Ma期间并未经历强烈的构造运动, 否则会导致风尘堆积的显著侵蚀. 由于该地区紧邻青藏高原东北 缘, 我们认为, 上述风成红土序列指示了中新世约18~12 Ma期间是青藏高原东北部构造相对稳定的一个时期.

历史土地利用数据集是解释过去人类活动及其影响、定量评估土地利用变化对气候变化和碳循环影响、检验模型模拟结果的基础. SAGE(“全球土地利用数据集”)和HYDE(“全球历史环境数据集”)是国际上已被广泛应用的代表性的全球土地利用数据集, 但其数据的准确性并未得到充分地评估. CNEC数据(Cropland data of Northeast China)重建的是东北三省过去300年耕地覆盖变化数据, 该数据所利用的数据源为历史文献和调查、统计资料, 并经过订正和归一化处理, 能够较好地反映耕地变化的实际情况. 以CNEC数据为参照, 分别从东北地区、分省和网格3个空间尺度对SAGE和HYDE数据集中东北地区的耕地数据精度进行了评估. 结果表明, SAGE和HYDE数据集中东北地区的耕地重建结果无论总量还是空间分布都存在显著的误差, 其反映的耕地面积增长与空间变化过程也与研究区历史开垦过程相左. 其中, SAGE数据集对东北历史耕地数据的估计普遍偏高, 并且没有反映出东北地区耕地面积阶段性增长的特点; HYDE数据集的耕地总量虽然具有一定可比性, 但是年代际变化和各时间断面空间分布与历史真实情形不符. 全球数据集在东北地区的重建误差可能来源于两方面: 一是依据现代耕地分布格局回推历史耕地分布的方法不能反映现实开垦进程, 二是遥感资料提取的现代耕地数据存在误差.

利用考虑了辐射能量传播的热力学过程和边界层运动的动力学过程相耦合的全球纬向平均的二维能量平衡模式, 半解析地研究了反照率的变化和对于荒漠演化的关系. 先根据目前反照率的纬向分布, 模拟出包括温度、纬向风、经向风和垂直运动在内的气候状态, 然后分析以反照率的大小和分布表征的荒漠带的分布, 研究气候对不同反照率的响应, 以此来分析荒漠气候的演变. 有意思的是, 这一简单的气候模式可模拟出三圈经圈环流; 另一个有意思的结果是, 当荒漠和植被交界处的温度值高到某一临界值后, 气候会对应着两个平衡状态, 一个是反照率增加荒漠带南移(北半球), 对应着现在的气候状态变化趋势, 另一个则是当反照率增加, 植被带北扩, 荒漠带变窄. 这种双平衡气候态是否存在需要用具备更多物理过程的模式来验证.

利用敦煌地区戈壁下垫面2004年6月的原始湍流观测资料, 评价了该站动量和感热通量的质量空间分布, 在通量资料的质量控制下, 初步确定了戈壁下垫面的湍流输送特征. 湍流通量的质量评价显示, 动量通量在白天和夜间都经常存在较差的质量, 在白天出现的较差质量主要受湍流动量发展非充分的影响; 动量和感热通量在大气处于不稳定时并且风向为东风或西风时质量总体较好. 近地层的无量纲化各风速分量与稳定度之间基本满足1/3次幂关系, 符合Monin-Obukhov相似理论. 分析显示, 测站周围的人工物对观测有明显的干扰. 在剔除干扰后, 戈壁下垫面的动量粗糙度约为0.59 mm, 附加阻尼在白天的变化比较离散, 初步给出白天时取κB⁻¹=3.1的建议. 还讨论了不同的热力参数化方案在戈壁下垫面的适用性, κB⁻¹=3.1的方案能够较好描述戈壁下垫面在夏季白天的热力输送.

研究发展一种分辨遗传延伸(Discriminant Genetic Algorithm Extended, DGAE)模型, 用于东亚区域沙尘暴(Sand Dust Storm, SDS)过程季节活动特征的诊断和预测. 采用 1980~2006年的常规气象资料, 包括地面加密观测、高空资料以及NCEP再分析资料, 研究大气三维环流结构与SDS活动的地域、季节和年度差异时空分布特征, 构造SDS季节预测模型. 在SDS季节预测从多级分辨进一步推进其分辨延伸中, 引入遗传算法, 采用遗传概率替代多级分辨的后验概率, 表达遗传的继承和变异的双重特征, 构造遗传延伸的非线性适应度函数, 求解其最大适应度的空间分布, 以最大概率的类别决定预报场, 实现判别的遗传延伸, 建立东亚区域性SDS季节预测模型. 该模型应用于2007~2009年中国北方春季沙尘暴天气过程预测, 给出高分辨的沙尘暴天气过程强度级别和区域预测分布, 为SDS季节预测提供有意义的参考.

流体湍流发展的宏观原因是速度剪切效应和温度剪切效应共同作用的结果. 从这一观点出发, 利用内蒙古草原地区春季近地层通量观测资料, 得到了描述不同稳定度条件的湍流强度的相似性函数, 计算了当地春季晴天湍流强度, 并与实验观测湍流强度进行比较分析. 结果表明, 内蒙古草原地区春季层结不稳定时, 相似性函数与稳定度之间满足“2/3规律”; 中性条件下结构函数为常数; 层结稳定时结构函数形式比较复杂. 计算的湍流强度与实际测量湍流强度之间存在良好的相关性, 体现了相似性函数的准确性及湍流强度定理在草原地区的适用性.