地磁场西漂的纬度变化和频散特征

用第8代国际参考地磁场模型和纬度剖面分析法, 研究了地球主磁场不同波长成分的西漂速度随纬度的变化. 结果表明, 各种波长成分的西漂速度均有明显的纬度依赖性, 其中, 一次波全球平均西漂速度为0.189?a, 最快的西漂(0.295?a)发生在北纬40皛45? 二次波的全球平均西漂速度为0.411?a, 最快的西漂(1.305?a)发生在南纬60? 波长更短的磁场成分西漂速度较小, 而且漂移只发生在较小的纬度范围内. 西漂速度的纬度依赖性不能用地核整体旋转解释. 西漂速度随磁场成分的波长而变化, 除了一次波外, 西漂速度随波长减小而逐渐减小, 即磁场西漂呈现负频散特征, 这一特点与Hide的磁流体波的理论预测结果也不符合. 为了合理地解释地磁场西漂, 必须全面考虑地核内部复杂的流动过程.     

白垩纪同褶皱重磁化组分揭示中扬子褶皱带构造旋转过程

为研究中扬子褶皱带的变形过程, 对重庆万州地区中三叠世灰岩和中晚侏罗世砂岩进行了古地磁研究. 系统热退磁表明, 侏罗纪样品受现代地磁场重磁化严重, 三叠纪样品分离出3个重磁化组分: 低温(0~200℃)、中温(200~360℃)和高温(400~460℃)组分. 低温组分分布于现代地磁场方向附近, 可能为黏滞剩磁. 逐步展平褶皱检验显示: 中温组分在褶皱展平至 33%±8%时获得, 相应古地磁方向为 D_ec = 11.2°, I_nc = 45.2° (α₉₅ = 4.5°, N = 34), 对应古地磁极位置79.3°N, 219.5°E (d_p = 3.6°, d_m = 5.7°); 高温组分在褶皱展平至50%±27%时获得, 在95%置信范围内取褶皱展平至 70%, 相应古地磁方向为D_ec = 24.2°, I_nc = 49.0° (α₉₅ = 3.6°, N = 23), 对应古地磁极位置为69.2°N, 195.5°E (d_p = 3.1°, d_m =4.8°). 与白垩纪参考古地磁方向或极位置比较, 上述重磁化组分揭示该地区在褶皱变形的中期经历了12.8°±3.5°的顺时针旋转, 而变形后期以来没有发生旋转. 结合前人数据, 认为中扬子褶皱带万州-香溪段部分弯曲是由弯山构造引起的; 湖北蒲圻地区在褶皱变形末期以来经历了27.5°±5.8°的顺时针旋转, 因此至少50%的构造旋转是由于弯山构造导致的. 中扬子褶皱带发生于侏罗纪末期和早白垩纪的褶皱造山事件也揭示了华南-华北地块碰撞可能一直持续到早白垩纪早期.     

高纬度太阳活动的纬度漂移

利用Carte Synoptique solar filament archive的暗条观测资料研究了高纬度太阳活动的纬度漂移. 定量分析了高纬度活动的两种漂移: 已知的太阳活动从中纬度(40°)向太阳两极的纬度漂移, 以及新发现的从太阳两极向太阳中纬度的纬度漂移. 在一个太阳活动周内从中纬度向太阳两极的纬度漂移的时间(约4.4 a)比从太阳两极向太阳中纬度的纬度漂移的时间(约6.6 a)要短约2.2 a, 这两种漂移的转换发生在太阳活动的极大期. 将来, 太阳活动发电机理论要考虑这种从太阳两极向太阳中纬度的纬度漂移. 太阳活动延伸周是从太阳两极向太阳赤道的连续纬度漂移活动周的一部分.     

华北地台蓟县系杨庄组古地磁新结果及其大地构造意义

对采自蓟县剖面的蓟县系杨庄组(~1350Ma)紫红色泥质白云岩样品开展了详细的古地磁研究, 成功分离出两个剩磁分量. 低温分量A在地理坐标系下与现代地磁场方向接近, 被解释为重磁化分量. 高温稳定剩磁分量B能够在99%置信水平上通过褶皱检验(褶皱的时代为中晚侏罗世) 和95%置信水平上通过倒转检验. 岩石磁学实验表明其携磁矿物为赤铁矿. 其平均方向在构造校正前为D/I = 77.6°/-24.3° (κ = 5.4, α₉₅ = 18.3°), 校正后为D/I = 72.2°/11.5° (κ = 24.6, α₉₅ = 7.9°, N = 15), 该分量被解释为原生剩磁. 相应的视磁极位置为(17.3°N, 214.5°E, dp/dm = 4.1°/8.0°). 对现有高质量古地磁极拟合结果表明, 华北地台、Laurentia、Baltica和Siberia大陆在1800~1350 Ma期间保持同一连接方式.     

广东黄坌早三叠世古地磁结果及其构造地质意义

对广东黄坌剖面早三叠世大冶组122个岩芯样品的岩石磁学和古地磁研究表明, 样品的载磁矿物以含钛的磁铁矿为主. 热退磁显示2~3组分量. 低温分量与现代地磁场方向一致, 100~400℃分离出一组叠加剩磁, 为燕山期的重磁化. 400~530℃退磁区间获得稳定的特征剩磁(层面坐标下D=51.1°, I=15.3°, α₉₅=5.0°), 并通过了广义的褶皱检验和倒转检验, 表明高温分量为原生剩磁. 对应虚磁极位置: 38.5°N, 212.7°E, d_p=2.6, d_m=5.1. 它与扬子地块同时代的极位置在95%的置信区间内重叠, 表明在早三叠世时, 南华地块与扬子地块已经拼贴. 已发表的南华地块上的早三叠世古地磁数据表明, 它们的磁倾角接近, 但偏角变化较大, 在投影图上早三叠世古磁极分布于一个以南华地块为中心的小圆上, 暗示了中国南方广泛存在的局部旋转导致各地的古地磁极不一致.     

天山现今地壳快速缩短与南北地块的相对运动

基于天山及塔里木地区１９９２～１９９９年间多次全球定位系统（ＧＰＳ）大地测量,直接观测到跨天山西段（７６°Ｅ）约 ２０ｍｍ／ａ的地壳快速缩短及天山东段（８７°Ｅ）约４ｍｍ／ａ的汇聚变形,且跨天山带的南北向汇聚变形从西到东递减．天山南缘ＧＰＳ点所代表的现今运动方向基木与天山褶皱带走向正交,塔里木盆地整体上对天山褶皱带形成正向挤压．塔里木盆地内部变形较小或基本不变形,整体上作为刚性块体,以９５．７°Ｅ,４０．３°Ｎ（甘肃省安西）为欧拉极,相对于稳定的西伯利亚地块作顺时针旋转,角速率为０．６４°／Ｍａ．哈萨克地台及准噶尔盆地间有明显相对运动,在亚洲构造运动格架上,准噶尔盆地可能是一个独立的活动地块。     

强磁暴期间场向电流分布及其对行星际条件的响应:CHAMP卫星观测

利用CHAMP卫星磁场测量数据, 研究2003年11月超强磁暴期间顶部电离层全球大尺度场向电流分布特征及行星际条件的控制作用. 结果表明: (1) 磁暴期间场向电流密度比平静期大大增强, 昼与夜及冬与夏半球不对称; (2) 发现沿纬度积分的场向电流密度主要受太阳风动力学压强而不是行星际磁场的控制; (3) 磁暴期间场向电流低纬边界向赤道扩展, 最低可达45°MLat; 向阳侧此扩展直接受南向行星际磁场Bz的控制, 相应的行星际-磁层-电离层作用时间尺度约25 min; 当南向IMF B_z小于−30 nT时, 场向电流朝赤道的扩展出现非线性饱和; 而在背阳侧, 这一扩展及恢复, 比行星际参数的变化滞后约3 h, 但与表征磁层环电流的Sym-H指数几乎同步变化; (4) 磁暴主相期间, 背阳侧强场向电流纬度分布范围达25°以上, 并出现多达10片以上的多电流片结构.     

全球陆地年降水场的长期变化(1948 ~ 2000年)

研究了1948-2000年全球陆地年降水场的长期变化,结果表明在1978年前后全球年降水量突变减少,平均每年减少0.54 mm.模糊聚类方法将36个纬圈的年平均降水量划分为6个纬带,研究了6个纬带的年降水量的长期变化.指出,除了北半球高纬度(60°-90°N)降水略微增加以外,各纬带的平均降水量都表现为减少,35°S-35°N的降水量减少最为显著.降水量减少最多的地区是热带,平均降水减少为0.98mm/a.划分了1948-2000年的全球旱涝年,指出旱涝年有明显的年代际变化.研究指出,在暖事件全球陆地平均降水量每年减少15.4 mm,而在冷事件年则增加14.4 mm.20世纪70年代末开始频繁发生的ENSO事件可能是全球年降水量减少的一个重要的原因.     

近期青藏高原长江源区急剧升温的冰芯证据

长江源区作为整个青藏高原20世纪以来增温幅度较大的地区之一得到了普遍的关注. 通过对2005年在各拉丹冬峰北部果曲冰川平坦的粒雪盆(33.58°N, 91.18°E, 5720 m a.s.l.)钻取的1支冰芯多参数的定年, 获得了长江源地区近70 a来大气降水中δ¹⁸O的历史记录. 利用各拉丹冬冰芯δ¹⁸O与该区域气象台站夏季气温(7~9月)之间显著的正相关性, 恢复了近70 a来各拉丹冬地区夏季气温的变化历史: 1940s气温较低, 1950s~1960s中期气温较高, 1970s中期气温下降到近70 a来的最低值, 1980s仍然处在一个低温期, 而1990s以来气温急剧升高的趋势延续到了21世纪初期. 各拉丹冬冰芯恢复的气温记录在1970s以来的增温率(0.5℃/10 a)要明显的高于各拉丹冬地区和北半球, 而1990s以来的增温率(1.1℃/10 a)约为1970s以来的2倍, 表明近期的增温有加速趋势且高海拔区域对全球变暖的响应更为敏感.     

苏州花岗岩断裂带中含铀矿物的裂变径迹年代学研究

一、江苏南部地质背景 苏南位于中国东部新华夏系第二隆起带,秦岭东西构造带的南支东段在本区北部复合的地带。在燕山期区内北东向及东西向构造明显得到加强,还生成了北北东向构造形迹。在上述构造发育过程中,还伴生了北西西向(290°—300°)及北北西向(340°—350°)的断裂构造形迹。喜山期,特别是晚第三纪以来,沿活动性较强的断裂带内有玄武岩喷发。苏南西部多位     

马航MH370残骸漂移轨迹分析和预测

2014年3月8日,马航MH370航班在从吉隆坡飞往北京的途中失联.2015年7月29日,位于南印度洋西侧的法属留尼汪岛发现疑似属于该航班的残骸,后经法国检方证实该残骸来自失联的MH370航班.首先从观测数据入手,对印度洋表面漂流浮标数据进行分析,发现有11个经过南印度洋疑似坠机海域的表面漂流浮标最终经过留尼汪岛海域,其中有2个向西北方向漂移的浮标耗时500 d左右,与残骸实际漂移时间相近,从观测事实的角度证实了飞机残骸漂移至留尼汪岛的可能性.基于Leeway海上漂移理论和蒙特卡洛方法,建立了南印度洋海上目标漂移轨迹预测模式.分析处理了南印度洋的再分析风场、流场数据作为动力强迫场,在疑似坠机海域设置大量的漂移目标,设置相隔5 d不同初始时刻的3组实验,每组实验包括风漂系数为1.2%,1.5%和1.8%三种情况,对目标进行500 d的漂移轨迹预测,预测结果与表面漂流浮标轨迹分析结果基本一致,说明漂移轨迹预测模式性能是可靠的.结果显示,不同初始时刻3组实验的目标大部分最终位于印度洋10°~35°S之间,且都有一定数量的目标能够漂移到留尼汪岛海域,平均概率为16‰.这些漂移到留尼汪岛海域的浮标轨迹类型可分成三类:第一类是先向东北漂移,到达澳大利亚西部海域时再向西北漂移,在15°S附近受南赤道流的影响再向西漂移;第二类为先向北再向西漂移;第三类为向西北漂移.这也从侧面验证了之前相关部门推算的MH370航班在南印度洋的坠落区域及搜寻区域大致正确.     

南海北部孤立内波的现场观测

利用1998年5~6月期间CTD、温度链和ADCP现场定点连续观测的海温、海流时间序列等资料, 分析南海北部东沙岛附近孤立内波的特征. 结果表明: 在观测期间, 该观测点孤立内波的振幅可达100 m, 在深水区的传播方向为准西向, 波致流的最大流速达2 m/s, 周期介于10~20 min间, 船上雷达测到其西向传播速度可达2 m/s; 最强海洋孤立内波是在1998年5月14~16日出现, 与全日潮大潮发生的时间同步.     

黄土丘陵区小流域侵蚀产沙对坡耕地退耕响应的137Cs法

通过赵家沟小流域1993年前后坝库泥沙淤积量和¹³⁷Cs含量的对比, 分析了黄土丘陵区梁峁坡地退耕后流域输沙模数和沟谷地、沟间地相对产沙量的变化. 梁峁坡耕地大面积退耕后, 短期内流域产沙量不但没有减少, 反而有所增加; 沟间地输沙模数和相对产沙量迅速减少, 沟谷地输沙模数和相对产沙量增加. 1994~1996年3年的输沙模数为29650 t·(km²·a)^-1, 是该流域多年平均输沙模数13413 t·(km²·a)^-1的2.2倍. 沟间地输沙模数不断下降, 从1994年的14335 t·(km²·a)^-1下降到1995年的7034 t·(km²·a)^-1和1996年的3517 t·(km²·a)^-1, 沟谷地平均输沙模数变化于44944和62136 t·(km²·a)^-1之间, 远高于1993年前的21118 t·(km²·a)^-1. 沟间地相对来沙量从1994年的23%减少到1995年的15%及1996年的6%, 而沟谷地相对来沙量从1994年的77%增加到1995年的85%及1996年的94%. 退耕后耕作土逐渐密实, 抗蚀性增强, 侵蚀减弱, 但土壤密实后入渗率降低, 梁峁坡地产流量增加, 梁峁坡地流入沟谷的径流量加大, 加剧了沟谷地的冲沟侵蚀和重力侵蚀, 沟谷地的侵蚀量和相对产沙量增大, 从而导致流域产沙量增加.     

澳大利亚板块漂移对南半球气候与环境影响的数值模拟

利用美国NASA(National Aeronautics and Space Administration)的GISS全球海洋-大气耦合模式, 研究了14 Ma BP在与现代情景不同下的澳大利亚板块位置对南半球中高纬度大气环流的影响. 模拟结果表明, 14 Ma BP澳大利亚板块偏南时, 副热带地区大洋上反气旋加强, 副热带高压加强, 高纬60°~70°S一带气旋性环流加强, 绕极地低气压加深, 造成当时南极涛动变强, 南极涛动指数AOI (Antarctic Oscillation index)波动周期缩短. 同时, 14 Ma BP降水与地表气温也发生了相应的变化. 在环40°S一带大部分地区降水量减少, 而在60°~70°S多数区域降水增加; 南太平洋高纬度地表气温下降, 威德尔海及其北侧海域地表气温升高. 此外, 由于气温和风场的变化, 南极海冰也发生了变化, 罗斯海附近及其西侧靠近南极大陆地区海冰较现在增加, 威德尔海附近海冰较现在偏少.     

江山-绍兴碰撞带的磁组构特征及其构造地质意义

江山 绍兴碰撞带北段诸暨 绍兴一带磁化率各向异性研究表明 :碰撞带内不同类型的变质岩、沉积岩的磁组构均具有最小磁化率主轴最集中的特点 .磁组构最小磁化率主轴的平面投影表明 ,这一地区的主压应力方向为北西 30～ 6 0°,集中于陈蔡北西～南东方向 ,主压应力往南北两侧璜山和王家宅呈弧状散开 ;最小磁化率主轴倾角显示 ,华夏地块往北西方向推移 ;最大磁化率主轴相对比较分散 ,但尚在置信圆内 ;最大磁化率主轴与线理呈小角度相交 ,指示了江山 绍兴碰撞带还具有左旋平移的特征 .不同时代岩石磁组构的对比结果显示 ,江山 绍兴碰撞带的最后强烈碰撞的时间为晚三叠世之后至晚侏罗世 ,而后以左形剪切走滑持续到燕山期末 .     

平流层中部甲烷的赤道反对称输送

利用卤素掩星试验(HALOE)的资料研究平流层中部甲烷混合比的准两年变率. EOF分析结果表明, 准两年周期是平流层中部甲烷混合比年际变化的主要周期, 而其中关于赤道的反对称性又是平流层中部甲烷准两年变化最主要的分量, 解释了年际时间尺度变化59.3%的方差, 而对称性只解释了约30%的方差. 这种反对称在10°~20°的纬度比10°之内更显著. 对平流层中部垂直运动的异常分析表明, 年循环的异常是造成这种赤道反对称输送的主要因素; 而在南北纬10°之间, 纬向风的准两年变化依然是最重要的动力输送因子.     

纳米Fe-In2O3颗粒膜的巨磁光Faraday效应

研究了射频溅射法制备的纳米“铁磁金属-半导体基体”Fe-In₂O₃颗粒膜的巨磁光Faraday效应. 实验结果表明, 当Fe体积百分比为35%时, 颗粒膜样品的室温Faraday旋转角θ_F数值达到10⁵ (°)/cm数量级. Fe_0.35(In₂O₃)_0.65颗粒膜样品的Faraday旋转角θ_F随温度的变化关系表明, 当温度低于10 K时, θ_F数值随温度的下降而迅速增大, 在温度T = 4.2 K时Faraday旋转角θ_F达到10⁶ (°)/cm. 通过研究颗粒膜低场磁化率χ(T)与温度的关系以及不同温度下的磁滞回线, 证明当温度降低到临界温度T_P = 10 K时, 颗粒膜中发生“铁磁态-类自旋玻璃态”转变. Fe_0.35(In₂O₃)_0.65颗粒膜样品的Faraday旋转角θ_F在温度低于 10 K时的迅速增大, 可能是由于纳米“铁磁金属-半导体基体”Fe_0.35(In₂O₃)_0.65颗粒膜样品在处于“类自旋玻璃态”时存在sp-d交换作用造成的.     

华南大陆S波三维速度结构与郯庐断裂带的南延

利用我国地震台站记录的Rayleigh波观测资料, 通过适配滤波频时分析技术进行数据处理, 获得了穿越我国东南及陆缘地区的Rayleigh波频散. 运用随机反演理论取得了东南大陆及陆缘地带4°×4°网格的纯路径频散数据. 在网格反演的基础上求得了该区S波的三维速度结构. 同时结合该区人工地震深部探测速度结构剖面综合研究了该区构造格局与断裂延深和延伸. 研究结果表明: 华南大陆Moho界面埋深为30～40 km, 并由西向东逐渐减薄, 在陆缘与浅海地域为25～28 km, 具有明显的分区特征. 上地幔低速层埋深为60～100 km, 变化幅度较大. 郯庐断裂跨过长江后在64～96分格(NS)和65～97分格(NS)之间地带向南延伸, 垂直错动幅度可达10 km, 可伸抵170 km左右的深处, 并在海南岛东侧附近潜入海域. 太行山-武陵山-苗岭-越北山区巨型重力梯度带南段深部Moho界面与软流层顶面均向南加深下倾, 并伸入海域. 它可能与郯庐断裂带汇合, 这条重力梯度带与郯庐断裂带均受到东西向潜伏构造的作用与影响.     

日照边缘区电离层对2003年10月28日大耀斑的响应

利用国际GPS服务中心(IGS)的GPS观测数据, 分析了2003年10月28日特大耀斑期间日照边缘区域的电离层总电子含量(TEC)的响应特点. 计算结果表明, 这是有相关记录以来最强烈的一次电离层总电子含量突增事件, 在地面太阳天顶角80°到110°的空间范围内, 观测到了明显的由耀斑辐射引起的总电子含量突增. 在太阳天顶角90°区域的TEC增加值大约为7 TECU, 在110度附近的总电子含量的增加值大约在1~2 TECU. 总的来看, 太阳天顶角越大, TEC增幅越小, 但在天顶角大于90°的区域TEC随天顶角的减少的速度要大于天顶角90°以内的区域.     

配位聚合物[Co2(C3H4N2)4(C10H2O8)]n的晶体结构、磁性及光-电性能

采用溶液热合成方法, 得到了新颖的Co(Ⅱ)配位聚合物单晶体. 它是以[Co₂(C₃H₄N₂)₄(C₁₀H₂O₈)]为重复单元、用均苯四甲酸根为桥而联成的一维无限链状聚合物. 该配合物单晶属三斜晶系, 空间群P 1, ( — ) a = 0.9610(1) nm, b = 0.9684(1) nm, c = 0.7924(1) nm, α = 96.695(9)°, β = 102.741(6)°, γ = 116.551(5)°, V = 0.6236(2) nm³, Z = 2, R₁ = 0.0342, wR² = 0.0990. 表面光电压光谱测试结果表明, 它在300~800 nm范围内, 表现出了较明显的光伏响应带. 另外从该化合物的变温磁化率研究结果可以看出, 该聚合物具有弱的反铁磁物质行为.