Redox evolution of western Tianshan subduction zone and its effect on deep carbon cycle     

《地学前缘(英文版)》2020,11(3):915-924

Knowing the phase relations of carbon-bearing phases at high-pressure(HP) and high-temperature(HT) condition is essential for understanding the deep carbon cycle in the subduction zones.In particular,the phase relation of carbon-bearing phases is also strongly influenced by redox condition of subduction zones,which is poorly explored.Here we summarized the phase relations of carbon-bearing phases(calcite,aragonite,dolomite,magnesite,graphite,hydrocarbon) in HP metamorphic rocks(marble,metapelite,eclogite) from the Western Tianshan subduction zone and high-pressure experiments.During prograde progress of subduction,carbonates in altered oceanic crust change from Ca-carbonate(calcite) to Ca,Mg-carbonate(dolomite),then finally to Mgcarbonate(magnesite) via Mg-Ca cation exchange reaction between silicate and carbonate,while calcite in sedimentary calcareous ooze on oceanic crust directly transfers to high-pressure aragonite in marble or amorphous CaCO3 in subduction zones.Redox evolution also plays a significant effect on the carbon speciation in the Western Tianshan subduction zone.The prograde oxygen fugacity of the Western Tianshan subduction zone was constrained by mineral assemblage of garnet-omphacite from FMQ-1.9 to FMQ-2.5 at its metamorphic peak(maximum P-T) conditions.In comparison with redox conditions of other subduction zones,Western Tianshan has the lowest oxygen fugacity.Graphite and light hydrocarbon inclusions were ubiqutously identified in Western Tianshan HP metamorphic rocks and speculated to be formed from reduction of Fe-carbonate at low redox condition,which is also confirmed by high-pressure experimental simulation.Based on petrological observation and high-pressure simulation,a polarized redox model of reducing slab but oxidizing mantle wedge in subduction zone is proposed,and its effect on deep carbon cycle in subduction zones is further discussed.  相似文献   

The isotopic signature of monsoon conditions,cloud modes,and rainfall type          下载免费PDF全文

Costijn Zwart  Niels C. Munksgaard  Alain Protat  Naoyuki Kurita  Dionisia Lambrinidis  Michael I. Bird 《水文研究》2018,32(15):2296-2303

This work provides a comprehensive physically based framework for the interpretation of the north Australian rainfall stable isotope record (δ¹⁸O and δ²H). Until now, interpretations mainly relied on statistical relationships between rainfall amount and isotopic values on monthly timescales. Here, we use multiseason daily rainfall stable isotope and high resolution (10 min) ground‐based C‐band polarimetric radar data and show that the five weather types (monsoon regimes) that constitute the Australian wet season each have a characteristic isotope ratio. The data suggest that this is not only due to changes in regional rainfall amount during these regimes but, more importantly, is due to different rain and cloud types that are associated with the large scale circulation regimes. Negative (positive) isotope anomalies occurred when stratiform rainfall fractions were large (small) and the horizontal extent of raining areas were largest (smallest). Intense, yet isolated, convective conditions were associated with enriched isotope values whereas more depleted isotope values were observed when convection was widespread but less intense. This means that isotopic proxy records may record the frequency of which these typical wet season regimes occur. Positive anomalies in paleoclimatic records are most likely associated with periods where continental convection dominates and convection is sea‐breeze forced. Negative anomalies may be interpreted as periods when the monsoon trough is active, convection is of the oceanic type, less electric, and stratiform areas are wide spread. This connection between variability of rainfall isotope anomalies and the intrinsic properties of convection and its large‐scale environment has important implications for all fields of research that use rainfall stable isotopes.  相似文献   

地面稠密观测资料在强对流天气监测预警中的研究进展     

李佩芝  周长春  华维 《云南地理环境研究》2020,(1):53-58

综述国内外数篇论文,从强对流天气监测、预报预警、模式同化3个方面总结分析了近年来地面稠密观测资料的应用与优劣之处。综述表明:地面加密自动站、风廓线雷达、地基GPS、雨滴谱仪等多种观测仪器组成的地面稠密观测网具有时间尺度密集、覆盖面积广泛、能捕捉较多细微变化的优势,通过该观测网所得数据总结出的一系列指示性指标在强对流监测预警中具有重要的指示意义。但因中国地形天气情况复杂多变、数据缺失、仪器造价昂贵等问题,导致该观测网所得指示性指标不能适用于中国全境,应根据该观测网数据分析总结适应本地的预报指标。  相似文献   

2013年夏季南极南设得兰群岛周边海域透光层水团结构          下载免费PDF全文

周梦潇  朱国平 《极地研究》2020,32(1):90-101

南设得兰群岛位于德雷克海峡南侧, 南经布兰斯菲尔德海峡与南极半岛相望。该区域一直是南大洋海洋学研究的热点区域, 近些年已成为南极磷虾渔业的重要作业区。透光层作为海洋生物活动最为集中的区域, 也是海洋中生产力最为丰富的区域。了解透光层水团的特性及变化, 一方面可为南极半岛海洋学研究提供基础信息, 同时也可为南极磷虾等中上层海洋生物的分布及其致因提供科学支撑。通过分析2013年1月至3月南设得兰群岛周边海域5个断面的透光层温、盐数据, 本研究梳理了该区域的水团属性和分布。结果显示, 南设得兰群岛北侧较深水区水团垂向结构明显, 由上至下依次为南极夏季表层水、冬季水和绕极深层水。位于南设得兰群岛南侧的布兰斯菲尔德海峡内, 威德尔海过渡水特征几乎占据了整个布兰斯菲尔德海峡。但布兰斯菲尔德海峡西南侧水团结构较为复杂, 包括了威德尔海过渡水、别林斯高晋海过渡水和德雷克海峡水等。阐明南设得兰群岛周边复杂的水团结构对于进一步开展南大洋生物-物理相互作用研究具有重要的科学意义。  相似文献   

南海北部陆缘珠江口盆地岩石圈热结构   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

唐晓音  黄少鹏  张功成  杨树春  胡圣标 《地球物理学报》2018,61(9):3749-3759

沉积盆地岩石圈热结构特征是岩石圈构造-热演化过程的综合反映和盆地热史恢复的约束条件，对盆地动力学研究和油气资源评价具有重要意义.由于海洋勘探难度大、勘探程度低，相对于大陆地区，边缘海盆地比较缺乏岩石圈热结构方面的研究.本文在收集整理珠江口盆地及邻区大地热流数据的基础上，补充收录了自2003年以来发表的新数据，绘制了研究区最新版的大地热流等值线图；基于中美合作双船地震剖面揭示的深部地壳结构计算了研究区的壳-幔热流、深部温度以及"热"岩石圈厚度.研究表明，珠江口盆地地壳热流介于18.7~28.6 mW·m^-2，地幔热流介于36.9~91.4 mW·m^-2，壳幔热流比值0.23~0.75；由陆架、陆坡至中央海盆，在地壳热流逐渐减小的情况下地表热流逐渐递增，说明地表热流分布主要受深部热作用控制；盆地"热"岩石圈厚度介于34.0~87.2 km，平均65.5 km，反映出显著拉张减薄的特征.  相似文献   

地震油气储层的小样本卷积神经网络学习与预测   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

林年添  张栋  张凯  王守进  付超  张建彬  张冲 《地球物理学报》2018,61(10):4110-4125

地震储层预测是油气勘探的重要组成部分，但完成该项工作往往需要经历多个环节，而多工序或长周期的研究分析降低了勘探效率.基于油气藏分布规律及其在地震响应上所具有的特点，本文引入卷积神经网络深度学习方法，用于智能提取、分类并识别地震油气特征.卷积神经网络所具有的强适用性、强泛化能力，使之可以在小样本条件下，对未解释地震数据体进行全局优化提取特征并加以分类，即利用有限的已知含油气井段信息构建卷积核，以地震数据为驱动，借助卷积神经网络提取、识别蕴藏其中的地震油气特征.将本方案应用于模型数据及实际数据的验算，取得了预期效果.通过与实际钻井信息及基于多波地震数据机器学习所预测结果对比，本方案利用实际数据所演算结果与实际情况有较高的吻合度.表明本方案具有一定的可行性，为缩短相关环节的周期提供了一种新的途径.  相似文献   

下扬子及周边地区深部泊松比结构及深部动力过程约束研究   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

张昌榕  张贵宾  江国明  吕庆田  徐峣 《地球物理学报》2018,61(11):4418-4435

下扬子及周边地区存在着丰富的地质构造和多金属矿产资源，其深部结构和动力学过程已成为地学界研究的热点.为了更好地讨论下扬子及周边地区的深部动力学过程和岩浆活动机制，本文基于均匀网格层析成像方法提出了非均匀网格远震层析成像方法，利用大量的天然地震相对走时残差数据反演获得了下扬子及周边地区深至700 km范围内的三维S波和P波速度结构，并根据纵横波的比值关系计算出泊松比异常.由于S波速度比P波对流体的反应更加敏感，所以泊松比异常反映了物质是否包含流体或者物质的软硬、冷热程度.本研究结果显示：（1）长江中下游成矿带下方的上地幔内存在明显的高泊松比异常，而地幔过渡带内则存在明显的低泊松比异常；（2）大别造山带及其南侧的中扬子地块的上地幔中下部及地幔过渡带内都存在明显低泊松比异常，且呈现东深西浅的空间分布特征.结合已有的地质、地球物理和地球化学等资料，我们认为长江中下游成矿带下方的地幔过渡带内滞留着古太平洋俯冲板块，其上地幔内则赋存着软的上地幔热物质，为深部成矿提供了热量或幔源物质.因此，古太平洋板块的俯冲对长江中下游成矿带的形成发挥了至关重要的作用.  相似文献   

飑线对定点地形变观测的影响特征与机理——以陕西关中盆地为例     

杨小林  危自根  杨锦玲  王党席 《中国地震》2019,35(3):465-475

2013年7月31日～8月1日陕西关中盆地爆发了一次强飑线灾害性天气过程,为揭示此次飑线生命史期间对定点地形变观测的影响特征与机理,本文结合多普勒天气雷达和气象资料,系统分析了关中盆地内4个地形变观测数据。结果表明:(1)飑线过境时的短时气压突变是造成定点地形变的主要原因,引起最大的地倾斜和地应变分别达9.70×10~(-3″)和21.02×10~(-9);(2)气压变幅与地形变的弹性响应量具有较好的线性关系,二者持续时间较一致,为2～4h,其中,钻孔体应变的动态气压系数达4.04×10~(-9)/h Pa;(3)宝鸡、乾陵和华阴台对飑线的响应能力较好,西安台则较差;(4)除水管仪外,垂直摆、洞体应变和钻孔体应变等对飑线的响应均较为灵敏。上述结果有助于合理识别和科学推定飑线所导致定点地形变异常变化的物理本质,进而减少实际业务中的误判;同时,还能为定点地形变观测台站的科学选址、仪器的优化布设及不同空间尺度大气负荷模型的实证等提供重要的参考依据。  相似文献   

基于裂隙尖端放电机制的深部岩体损伤自电特征分析   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

刘静  刘盛东  曹煜 《地球物理学报》2018,61(1):323-330

在大规模深部岩体损伤过程中发生的裂隙尖端放电现象往往引发地下雷电，对该现象发生机理、表现规律的揭示有助于地震、岩爆等的临灾预报.不同于在岩土体中液固耦合界面上发生的自然电场异常机理，在岩土体内部发生的裂隙尖端放电可谓是引发自然电场异常的另一重要微观机制.本文基于现有裂隙尖端放电的研究成果，详细阐述了裂隙尖端放电发生的过程，解释了岩体损伤过程中自然电场异常产生的微观机理，并结合室内实验成果论述了自电位的主要特征；进行了理论推导，认为在大尺度岩体连续损伤过程中，自电位具有含脉冲状波动并整体下降的特征；开展了原位测试，结果证明人工采掘扰动下的深部岩体连续破坏的过程中，自电位在破坏前期缓慢下降，在破坏过程中会出现脉冲状波动，随着破坏程度的加剧整体呈现波动中下降的规律，与理论推导、室内实验结论都相符.对比室内实验和原位测试成果发现，随着研究目标的空间尺度由mm级别扩展到m的级别，自电位波动的幅值也从数十个mV扩展到数百甚至上千mV，故认为在利用自电位波动规律来预测岩体破坏状态时，须受研究对象的空间尺度的约束.此外，在原位测试中发现，自电位对岩体损伤过程的响应较直流电阻率而言具有时域上的超前优势，并对此现象进行了解释.  相似文献   

深度神经网络拾取地震P和S波到时   总被引：8，自引：0，他引：8       下载免费PDF全文

于子叶  储日升  盛敏汉 《地球物理学报》2018,61(12):4873-4886

从地震波形数据中快速准确地提取各个震相的到时是地震学中的基础问题.本文针对上述问题提出了利用深度神经网络拾取到时的新方法，建立了用于地震到时提取的17层Inception深度网络模型，在对原始三分量数据进行高通滤波和归一化处理后输入网络直接输出到时信息.整个过程基于神经网络自适应提取波形特征，自动输出结果.通过对100组加了不同强度的噪声数据进行了可靠性检验，相比于其他方法神经网络方法对于噪声具有较高的容忍度以及稳定性，并且与地震目录数据有较高的相似性.相比于AR-AIC+STA/LTA，深度神经网络虽然运算速度稍慢，但整个过程不需设定时窗与阈值，同时具有更高的可用性，并且可以迭代升级以提高精度.此方法作为人工智能方法，为波形到时拾取提供了新思路.  相似文献