时间：2023-12-29 17:08:46
【关键词】等离子弧；喷涂；热焓
等离子喷涂层是通过向流经弧室的惰性气体与高温电弧发生热交换所得到的等离子射流中注入粉末这一过程而得到的。在此过程中，粉末颗粒经过等离子射流加热，熔化，并高速撞击到工件上，而形成致密的涂层。由此可见，等离子射流是连接粉末与工件的纽带，是涂层赖以形成的基本条件。在这一射流区域中，粉末颗粒将发生复杂的物理化学变化，并且工件表面状况（表面温度，氧化膜的形成等）也将受其影响。因此，等离子射流是形成涂层的关键所在。如何利用这种热源提高涂层质量，首先必须对等离子射流的特性加以研究，但是由于等离子射流的高温、高速特点，因此研究起来较为困难。过去有人用探针法和光谱法对等离子射流进行了研究。我们知道，位于等离子流场中的探针将对流场产生影响，从而影响精度，而光谱法虽然精度高，但设备昂贵，且测量时间很长。为了更简洁、迅速、直观地得到等离子射流的流场信息，本实验利用纹影法对等离子射流流场进行实验研究。如图1是等离子射流的彩色纹影照片，其中刀口平行射流轴线，因此该照片反映的是垂直轴线方向的气体密度梯度变化。由图可见，其射流可简化成图2形式。
如果忽略射流出口与喷咀壁之间的边界层，则此边界层随离开射流孔距离的增加而增加，一直到0点处。边界层覆盖了整个射流，致使射流整个呈倒锥形，并在射流出口处有一射流核心区。整个射流呈湍流态，湍流脉动很历害。按照湍流射流理论，可将流型简单地划分成如图2所示的几个区域，其中包括初始段，扩展段以及射流核心三部分，下面对其进行详细分析。
一、射流核心分析
首先我们分析射流初始端。如果设射流出口截面温度、速度、浓度分布均匀，按照湍流射流理论，射流存在一温度、速度、密度均为常数的一个三角形区域，且称为射流核心或“势锥”。显然该“势锥”的诸参数，如温度、速度及几何尺寸等应该与射流出口的温度、速度及几何尺寸有关，而湍流理论认为势锥的几何尺寸只决定于喷咀的几何尺寸，及砹鞯娜哦或Re数。
对于等离子射流，我们发现和传统的湍流射流并不完全一样，而是有其本身的特点。首先，在气流量不变的条件下提高等离子弧的电功率，射流变长、变粗。这是因为电功率提高，等离子射流出口的平均热焓和速度提高，因而在摄影条件不变的情况下，也就是在照片感光度与曝光时间不变的条件下，由于热焓的提高，而导致等温线向前移动，从而使得射流变长。但这并不意味着射流核心尺寸一定增大，湍流度增大，使得射流变粗。因此提高电功率，电弧射流所表现的特性与湍流理论相似。
其次，当固定电流不变，提高气流量时，弧柱变长，变粗。但实际上，电弧随气流量增大，冷却加强，从而使射流出口平均热焓降低。而这种射流变长与变粗的现象主要归结于以下几点。
（一）气流量的增大，导致阴极和阳极之间的电弧被吹出喷咀部分增大，辐射增大，而显得射流又粗又长；
（二）当电流不变，而气流量变化时，功率有所增加，因此射流热焓降低不是很快。
另外，还有一点，即气流量增大以后，是否会使等离子体偏离局部热力学平衡状态更严重。关于这一点，有待于进一步深入研究。总之，当电流不变，气流量增大后，射流核心的平均热焓降低，速度增高，导致Re数增高，使射流变粗。
二、射流边界的分析
我们知道，纹影照相反映的是流场的密度变化，而影响气体密度的主要因素是压力、温度和气体的组成成份。同时由湍流射流理论可知，对于不等温气体射流，其理想等离子体密度Pr≈0.7即射流的速度边界层厚度与温度边界层厚度之比约为0.7。可见等离子射流与低温气体射流相似，即射流热量扩散比动量扩散要快。另一方面，对纹影仪而言，其反映密度变化的灵敏度如果转化成马赫数变化的话为M=0.2。而转化成温度变化，则只需几度。因而可以说图1中反映的射流边界是温度或热焓边界，而相应的速度边界要比其更窄一些。图3示出了不同功率下射流的边界，其中参数为：工作气流量Q=2.2m3Mh，（a）I=225A，（b）I=275A，（c）I=325A。
三、射流浓度边界层分析
由于对于喷涂来说，射流中的气体成份变化对飞行中的颗粒有影响，因此必须考虑浓度边界层的变化。传统的湍流射流理论中，物质扩散主要由Schmit数表示。Sc=0.70.75与Pr数基本相同，即质量扩散与热量的扩散相类似。因此可近似认为浓度边界与热焓边界相同。
参考文献：
[1]杨耀华.等离子喷涂和燃烧火焰喷涂技术[M].北京：国防工业出版社，1984
本文从循环流化床锅炉在启动运行中所碰到点火难、易结焦、磨损严重的问题出发，阐述了产生这些问题的机理，详细提出了解决这些问题的措施。
循环流化床锅炉以其具有的独特优点，是国内外目前竞相发展的燃煤技术。同时众所周知，循环流化床锅炉在启动运行中，还普遍存在着点火难、易结焦和磨损严重的问题，即人们常说的“三关”。如何闯过这“三关”，已成为循环流化床锅炉在推广使用中的主要课题之一。
一、点火关
对于不同的煤种和炉型结构，点火启动方法各有差异，但其共性的东西还是主要的。国产35-75t/h循环流化床锅炉一般都采用轻柴油点火，有床上点火和床下点火两种方式。由于床下点火具有点火快、省力、省油等特点，所以使用较为广泛。在实际操作运行过程中，一些用户由于开车准备工作不充分或操作运行经验不够，点火时总是容易发生炉膛灭火或结焦事故，从点火试运行到并汽往往要经历十次、二十次甚至更多的时间，既影响了整个工程进度，又浪费了大量的人力物力。
怎样才能顺利闯过点火这一关呢？
1．锅炉安装完毕验收合格后，首先应做冷态试验，其目的是检验炉子流化状况，了解布风装置阻力特性，发现锅炉在设计安装中存在的问题，提出解决办法。冷态试验内容主要包括：点火油枪雾化试验、布风均匀性试验、布风板阻力特性试验、料层阻力试验等。
2．烘、煮炉完成以后，根据冷态试验参数决定点火方案。点火前，在炉床上铺设一层点火底料，其厚度一般为350—800mm左右，太厚，虽着火初期比较稳定，但点火所需的流化风量大，加热升温时间长，还易造成加热不匀的现象；料层太薄，虽着火时间短、省油，但布风不均匀，底料局部被吹穿可能造成结焦，且着火初期床温不稳定，易受断煤或堵灰的影响，发生灭火或结焦事故。
底料粒度一般在0—13mm之间，如果太细，大量细颗粒易被流化风带走，使料层变薄；颗粒太粗，启动时需较大风量才能将底料流化起来，点火升温困难。一般来说，底料中的细颗粒流化时处于底料的上层，作为着火期的引火源，大颗粒起着在爆燃中吸收燃料热量、自身燃烧后又能储热维持床温的作用。底料热值一般应控制在2093—4186KJ/Kg(500—1000Kcal/Kg)范围内。热值太高，点火时温升速度快，点火难以控制，易造成超温结焦；若热值太低，床温升高困难，易发生挥发份析出并燃尽，但床温仍达不到着火温度的情况。
3．点火过程分底料预热、着火和过渡三个阶段。首先启动引风机、一次风机，各风门开到冷态试验确定的正常流化位置，保持一定的炉膛负压，投油枪，注意观察烟气发生器出口烟温（≤950--1000℃），否则开大冷风门降温。底料预热过程应缓慢升温，采用油量和风量控制床温，待床温升至400--450℃时，可少量间断投煤，密切注视床温变化。当床温升到700℃以上时，若给煤正常，燃烧稳定时可解列油枪。一般来说床温在300℃以下时，因物料吸热量大，温升较快，到300--450℃时温升较慢，450℃以上时投煤一段时间后温升又开始加快，说明投入的煤开始着火，床温接近600℃时，加入炉内的煤开始大量着火，此时应加大流化风量，控制温升速度以防止结焦。当锅炉负荷达到30%--40%以上时可投入二次风助燃。值得注意的是，点火燃料宜采用发热值较高的烟煤，特别是燃煤中不要掺入煤矸石、造气炉渣、石灰石等其它不易燃烧的燃料或原料。
一次成功的点火过程，主要应注意的是床料厚度、床料筛分特性以及床料性质及配比，操作中严格控制点火风量。实践证明，每一种型式的循环流化床锅炉其点火特性都有一定的差别，需要运行管理人员在实际操作中不断摸索和总结，找出最佳点火升温方案，确保一次点火成功。
二、结焦关
循环流化床锅炉正常运行时炉膛温度一般控制在850--950℃左右。实际操作运行中，不论在点火升温阶段还是正常运行阶段，都有可能引起结焦事故。一旦发生结焦，将严重影响锅炉设备的安全经济运行，且打焦时易损坏布风板、风帽、炉墙及水冷壁管等部件。
结焦主要分高温结焦和低温结焦两种型式。高温结焦是点火升温阶段经常发生的事故，升温时燃煤发生爆燃，造成床温迅速升高，当温度达到灰熔点以上时，使炉膛结成一个整体的焦块表面。在正常运行过程中，若料层厚度控制不当或给煤机与风机自动调节不好，或配风阀开度过大、过猛，导致分离器分离下来的大量高温灰进入炉膛而引起超温而结焦。低温结焦一般发生在点火升温阶段，如果底料过薄且不均匀，烟煤撒播不当，易在局部形成高温，此时流化风量少，热量传递不及时，局部会形成焦块。
实践表明，影响循环流化床锅炉结焦的主要因素有以下几点：
1.炉膛温度过高，超过燃料煤灰熔点温度；
2.料层太厚或不均匀，造成流化风量过大或过小；
3.点火底料厚度及热值、入炉煤粒度、灰熔点值等；
4.工人操作水平，工厂自动化程度高低，仪表指示的正确性。
点火升温阶段，可燃物要在很短的时间内着火燃烧，易造成床温迅速上升而进入爆燃阶段，此阶段底料本身的吸热量远小于放热量，多余的热量如果不及时被风带走，势必造成床内结焦。因此，控制爆燃成为点火升温中必不可少的一项重要手段。
如果点火底料热值过高，爆燃期温升加快，爆燃时间延长。因此一旦发现爆燃期温升速度很快，应及早停油枪。另外，根据爆燃初期温升速度趋势及早调整风量对控制爆燃也很重要。点火成功后，分离装置投入，带负荷时随时观察回料管内循环灰量的大小及床温变化情况。根据操作经验，应严格控制料层厚度，掌握适当的放灰时间。放灰时可根据燃料性质、负荷、床温波动来控制，防止返料灰进入炉膛太多而引起床温无法控制而结焦。在锅炉正常炉内压火时，应严格避免炉内进入冷风，冷风的进入可能造成未燃烧的可燃物燃烧而局部超温结焦。
总之，控制稳定的床层温度，是防止炉内结焦的关键，而影响炉温的因素主要是燃料发热量、风量及返料量等。实际运行中燃料的品质会经常发生变化，即使给煤量不变也会引起床温的变化。另外，入炉煤粒度的变化会引起返料量的变化。在负荷不变时，风量增大，床温也将发生变化（在床压一定的情况下床温下降）。为了保证运行中床温稳定在900℃±50℃之间，一般可不通过改变循环量来控制，而主要是通过风量和煤量进行控制。稳定负荷运行时，可在小范围内改变风量和煤量或同时改变风量和煤量来调节床温，床温高时，减煤或增风，床温低时，减风或增煤。锅炉满负荷运行时，风量一般可保持不变，床温波动时，通常可以通过改变给煤量来稳定床温。
转贴于 三、磨损关
国产循环流化床锅炉通常都选用较低的循环倍率，炉膛内烟气流速约为4.5—5m/s，应该说所产生的磨损是比较轻微的。但是在局部及截面缩小处，其磨损程度是正常的几十倍甚至上百倍。常见磨损比较严重的地方有：埋管、炉墙、水冷壁管系统、分离器、过热器、省煤器、空气预热器等。
（一）、埋管磨损
埋管直接布置在炉膛布风板上方的沸腾区，其磨损程度是可想而知的，从以下函数关系可知：
其中：E—磨损量 ωT—沸腾床中烟气流速
DP—颗粒平均值 Vf—沸腾床中颗粒浓度
气流速度、粒子直径、灰粒子浓度越大，磨损量就越大，与磨损量影响最大的是烟气流速、颗粒直径次之，灰粒子浓度影响最小。因此，对于设计有埋管的循环流化床锅炉主要应采取以下措施：
1．降低入炉煤粒度。尽管磨损量与颗粒直径成平方关系，而与气流速度成立方关系，但粒径愈小所需要的气流速度就越低，可见减少颗粒直径不仅本身减少了对受热面的磨损，而且还因为颗粒直径的减少降低了对埋管受热面的磨损。
2．在埋管受热面磨损严重部分加装防磨鳍片，以保护管子表面不被磨损，并且在鳍片与鳍片之间还形成了由粒子组成的颗粒膜，对鳍片的磨损起缓冲作用。
3．埋管材质可选用高温高硬度和抗氧化性能好的合金材料。如果要降低成本，至少应将鳍片材料采用合金钢。同时还可以采用管壁加厚，在管壁表面涂刷高温耐磨涂料等措施。
4．在实际操作运行过程中尽量使风室床压不要超过规定值，一旦超过时就必须放渣保持料层厚度减少对埋管的磨损。
5.希望有关设备制造厂在锅炉设计时尽量避免设计埋管受热面。
（二）、炉墙磨损
目前在炉墙设计和耐磨材料的选取上各家锅炉厂都有不同的方法，但同时也多少存在着一些缺陷。耐火材料的选取范围应该是比较大的，而实际运行中总是出现这样或那样的炉墙磨损现象，甚至出现垮塌事故。有关资料表明：对炉膛高温且易受冲刷的区域应根据各自磨损特点采用不同耐火防磨材料，象目前使用较广的碳化硅砖、刚玉砖、高铝砖(Al2O3≥65%)等材料都可根据炉墙所处的位置局部采用。粘合剂材料选用HF-135高温强度浇筑料和用磷酸溶液做合料的SiC浇筑料都比较理想，一般能比磷酸盐质砼寿命长2-3倍。同时，锅炉设备在安装时要特别强调其筑炉质量。
（三）、水冷壁管系统的磨损
不论是膜式水冷壁还是光管水冷壁，在实际运行中都不同程度地存在着磨损现象。由于炉膛四角形成涡流的机会最多，因此往往磨损最为严重的就产生在这些地方。有些运行厂在主床四角被冲刷面在加装磨条的基础上采用高温耐火防磨涂料喷涂在受热面上，有些局部受烟气冲刷的区域也可以采取该措施。另外建议锅炉设计时对膜式水冷壁（包括尾部烟道等）的四个角最好做成具有一定半径的圆弧形，以尽量减少烟气扰动。
（四）、分离器磨损
不论是清华大学还是中科院或者是其它科研设计单位的技术，烟气分离器从型式到布置都不尽相同，但其基本原理是一致的。要使达到烟气和灰粒分离的目的，就必须使烟气形成一定的涡流，这时烟气流速增加，对分离器内壁形成强烈冲刷。长此下去，必然导致分离器内部磨损。为了减少分离器的高温磨损，目前锅炉设计时尽量将主分离装置如旋风分离器、平面流分离器等布置在中温或低温区，但这样布置以后大大增加了烟气对一级过热器的磨损，所以一般在炉膛出口一级过热器进口设置了相对阻力较小的百叶窗式、迷宫式等型式的一级分离装置。不管什么样的分离器，其内壁都采用具有耐高温、耐磨的材料做内衬，据资料介绍象SiC瓦、高铝质瓦等应用都比较广泛。
随着我国耐温耐磨材料的不断研制发展，相信循环流化床锅炉分离器的磨损问题在不远的将来一定能得到彻底解决。
（五）、过热器、省煤器、空气预热器的磨损
锅炉尾部三大器（过热器、省煤器、空气预热器）的磨损引起爆管在用户中是相当令人头痛的事情。长期以来，一些锅炉制造厂和用户采取拉稀管束、在弯头处加护板、迎风处加白钢防磨板等措施，且在局部加装防磨板，并进行磨喷涂处理，但还是没有解决根本问题。特别是入炉煤掺有煤矸石或造气炉渣时磨损更为严重。建议用户在锅炉产品定货时就应及早采取措施，针对燃料特性与锅炉制造厂协商，采取有效的防磨措施，尽量延长锅炉的使用寿命。
四、结束语
1.熟悉循环流化床锅炉的基本原理和操作要点，是成功点火启动 的基础；保证合格的燃煤入炉粒度，是正常流化燃烧的条件。
2.控制稳定的床层温度，是防止炉内结焦的关键。
[关键词]流化床、Unipol、反应器
[中图分类号]F407.7 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0168-01
前言
目前，在化工、石油、冶金、核工业等部门流化床反应器已得到广泛应用。流化床反应器在现代工业中的早期应用为20世纪20年代出现的粉煤气化的温克勒炉，但现代流化反应技术的开拓，是以40年代石油催化裂化为代表的。
一、流化床反应器的分类及结构
按流化床反应器的应用可分为两类：一类的加工对象主要是固体，如矿石的焙烧，称为固相加工过程；另一类的加工对象主要是流体，如石油催化裂化、酶反应过程等催化反应过程，称为流体相加工过程。
流化床反应器的结构有两种形式：①有固体物料连续进料和出料装置，用于固相加工过程或催化剂迅速失活的流体相加工过程。例如催化裂化过程，催化剂在几分钟内即显著失活，须不断予以分离后进行再生。②无固体物料连续进料和出料装置，用于固体颗粒性状在相当长时间（如半年或一年）内，不发生明显变化的反应过程。
近年来，细颗粒和高气速的湍流流化床及高速流化床均已有工业应用。在气速高于颗粒夹带速度的条件下，通过固体的循环以维持床层，由于强化了气固两相间的接触，特别有利于相际传质阻力居重要地位的情况。但另一方面由于大量的固体颗粒被气体夹带而出，需要进行分离并再循环返回床层，因此，对气固分离的要求也就很高了。
二、UnipoITM聚丙烯流化床反应系统
某石化企业UnipoITM聚丙烯装置流化床反应系统主要是由4台工艺设备组成：A、流化床反应器。B、产品出料系统。C、循环气压缩机。D、冷却器。Unipol聚丙烯工艺是一套简单、精致的系统，其特点是使用气相流化床反应器。与一些竞争者使用的液相工艺不同的是，Unipol聚丙烯工艺设计更简单，并且不需要有处理、分离和回收溶剂的设备。Unipol聚丙烯工艺由一台或两台气相流化床反应器组成。反应器内部没有移动部件或机械气固分离系统。单台反应器可生产均聚物以及使用乙烯或丁烯生产无规共聚物。要想生产抗冲共聚物，则使用第二台反应器将关键的弹性体成分直接聚合到增长的树脂颗粒中。反应器内的充分混合特性决定了产品的高度均一性。
UnipoITM聚丙烯工艺已按最低限度的单元操作情况对聚合工艺进行了简化。在发生反应的树脂颗粒流化床中，气体单体为流化介质并用于：床层的充分混合；催化剂的快速及均匀分配；促进反应区的热量及物质传递、及将反应器内的反应热输送到外部换热器。在UnipoITM聚丙烯系统中，当气体以低速流经床层时，气体将通过颗粒物之间形成的空隙，床层也只是静止的填料床。UnipoITM聚丙烯反应器中的流化为密相气固聚集型流化。
三、流化床一般特性
流化床反应器是道公司低压气相法聚丙烯制造工艺（即，UnipoITM工艺）的核心。总起来讲，密相流化床表现特征与相同密度的液体相似。流化床的某些特性如下所述：①、流化固体易于通过反应器内部的开口；②、压降与深度的关系与液压情况相似并可用于测定床层高度及密度；③、床层的压降保持稳定且并不随气体流速的增加而升高；④、固体颗粒在气泡驱动下连续运动，这导致固体的迅速扩散及充分混合；⑤、由于床层内的导热及固体混合效果较好，流体床基本上在径向及轴向上保持等温状态；⑥、流化床与反应器壁或浸人流化床的任何表面之间的导热效果较好。
四、流化床反应器的优缺点及适用过程
含有流化床的UnipoITM聚丙烯反应器设计结构简单，该反应器为一筒形塔，壁厚与反应器操作压力对应，且在维持某一纵横比的同时其直径及高度设计符合单元的处理能力要求。
流化床与反应器壁之间的导热效率极高。UnipoITM聚丙烯反应器是按分配板上方无浸人物质情况设计的。所有导热均在外部换热器中进行、且离开反应器的气体均通过冷却水冷却。此后，这部分冷却的气体及所包含的未反应的单体、共聚单体及其它惰性组分和补充单体及共聚单体将循环回到流化床反应器底部。反应器的生产速度将由进入及离开流化床的流体之间的热函差在减去非保温反应器壁上的热量损失后决定。
流化床内的固体粒子像流体一样运动，由于流态化的特殊运动形式，使这种反应器具有如下优点：①、由于可采用细粉颗粒，并在悬浮状态下与流体接触，流固相界面积大，有利于非均相反应的进行，提高了催化剂的利用率。②、由于颗粒在床内混合激烈，使颗粒在全床内的温度和浓度均匀一致，床层与内浸换热表面间的传热系数很高全床热容量大，热稳定性高，这些都有利于强放热反应的等温操作。这是许多工艺过程的反应装置选择流化床的重要原因之一。③、流化床内的颗粒群有类似流体的性质，可以大量地从装置中移出、引入，并可以在两个流化床之间大量循环。这使得一些反应再生、吸热放热、正反应—逆反应等反应耦合过程和反应—分离耦合过程得以实现。使得易失活催化剂能在工程中使用。④、流体与颗粒之间传热、传质速率也较其它接触方式为高。⑤、由于流固体系中孔隙率的变化可以引起颗粒曳力系数的大幅度变化，以致在很宽的范围内均能形成较浓密的床层。所以流态化技术的操作弹性范围宽，单位设备生产能力大，设备结构简单、造价低，符合现代化大生产的需要。
流化床反应器的缺点：①、气体流动状态与活塞流偏离较大，气流与床层颗粒发生返混，以致在床层轴向没有温度差及浓度差。加之气体可能成大气泡状态通过床层，使气固接触不良，使反应的转化率降低。因此流化床一般达不到固定床的转化率。②、催化剂颗粒间相互剧烈碰撞，造成催化剂的损失和除尘的困难。③、由于固体颗粒的磨蚀作用管子和容器的磨损严重。
虽然流化床反应器存在着上述缺点，但优点是主要的。流态化操作总的经济效果是有利的，特别是传热和传质速率快、床层温度均匀、操作稳定的突出优点对于热效应很大的大规模生产过程特别有利。
流化床反应器比较适用于下述过程：热效应很大的放热或吸热过程要求有均一的催化剂温度和需要精确控制温度的反应，催化剂寿命比较短，操作较短时间就需更换（或活化）的反应；有爆炸危险的反应，某些能够比较安全地在高浓度下操作的氧化反应，可以提高生产能力，减少分离和精制的负担。
流化床反应器一般不适用如下情况：要求高转化率的反应，要求催化剂层有温度分布的反应。对于一般的工业流化床反应器，需要控制和测量的参数主要有颗粒粒度、颗粒组成、床层压力和温度、流量等。这些参数的控制除了受所进行的化学反应的限制外，还要受到流态化要求的影响。实际操作中是通过安装在反应器上的各种测量仪表了解流化床中的各项指标，以便采取正确的控制步骤达到反应器的正常工作。在UnipoITM聚丙烯反应器壁上设置有较多的取压点，通过变送器可以测定床层高度、床层不同段上的FBD及分配板和床层上的压降情况。利用变送器的测量信息可以监控流化性能及对反应器性能进行控制。
参考文献
[1]肖志英，流化床反应器设备设计计算[M]，河南化工，2004（4）
关键词:呼吸式双层玻璃幕墙外墙装饰特点优势
中图分类号： TU74文献标识码： A
随着人类人口的增加、资源的减少、环境的破坏，节能环保的概念已经深入人心。在传统的建筑外墙装饰施工中所用的玻璃虽有一定的节能装饰作用，但随着科技的发展它们已经不能满足市场和人们的需要了。为了适应新的时代新的变化，产生了呼吸式双层玻璃幕墙。呼吸式双层玻璃幕墙具有保温、节能、防噪、防尘的特点，它还能随着天气的变化自动的改变自身的特性，有很好的装饰效果。所以要根据呼吸式双层玻璃幕墙的特点，加强其在建筑外墙装饰施工中的应用。
1呼吸式双层玻璃幕墙工作原理
玻璃幕墙（Glazed Curtain Wall），是指由支承结构体系与玻璃组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑护结构或装饰结构。墙体有单层和双层玻璃两种。呼吸式双层玻璃幕墙又称双层幕墙，是由内外两层立面构造组成，形成一个室内外之间的空气缓冲层。外层可由明框、隐框或点支式幕墙构成。内层可由明框、隐框幕墙、或具有开启扇和检修通道的门窗组成。也可以在一个独立支承结构的两侧设置玻璃面层，形成空间距离较小的双层立面构造。内外幕墙之间形成的空气缓冲层是一个通风间层，在这个空间中空气处于流动的状态，热量在这个空间中流动，形成热量缓冲层，从而调节室内的温度。
2呼吸式双层玻璃幕墙的形式分类
2.1 按气流的组织形式分类
(1)在水平方向上以幕墙柱间为单位，在垂直方向上以一层为单位。从楼板面进风，在顶棚下面排风，直上直下，每个单位单独进行排风和进风。这种组织形式有利于气流便捷的流通；(2)在每一个幕墙柱间的竖直方向都打通，形成排风竖井，相邻柱间各层要隔开，从一层的下部进风口进风，从这一层的上部排风口排风。但这种形式的双层玻璃幕墙不适宜高层建筑，柱间隔太小，不方便清洁；(3)排风口和进风口错开，以便气流转向相邻柱间排风口的形式是一个便于清洁幕墙的形式；(4)设置一个总的排风口，把各层进风都收集到总的排风口排出，借助房屋的高压差形成强烈的通风气流。
2.2 按构造原理分类
2.2.1 封闭式内循环体系式
按照双层幕墙的构造原理可以把双层幕墙分为外循环式双层幕墙和内循环式双层幕墙。在内循环式双层幕墙中，外层幕墙采用中空玻璃、隔热型材形成封闭状态。内层幕墙采用单层玻璃或单层铝合金门窗，成可开启状态。利用机械通风，空气从楼板或地下的风口进入通道，经上部排风口进入顶棚流动。由于进风为室内空气，所以通道内空气温度与室内温度基本相同，因此可节省采暖与制冷的能源，对采暖地区更为有利。这种形式的幕墙适合冬季寒冷的北方建筑。利用内循环式双层幕墙的通风间层和建筑物的排风管相连，形成一个空气可以自由流动的循环系统。夏季可以利用此循环系统将室内的空气排出室外，冬季则可以把利用玻璃幕墙产生的温室效应积蓄的热量传到室内，节约能源。
2.2.2 敞开式外循环体系式
敞开式外循环体系式也就是外循环式双层幕墙。在外循环式双层幕墙中，外层幕墙采用单层玻璃，在其下部有进风口， 上部有排风口。内层幕墙采用中空玻璃、隔热型材，且设有可开启的窗或门。它无需专用机械设备，完全靠自然通风将太阳辐射热，经通道上排风口排出室外。从而节约能源和机械运行维修费用。夏季开启上下通风口，进行自然排风降温。冬季关闭上下通风口，利用太阳辐射热经开启的门或窗进入室内，可利用热能和减少室内热能的损失。
3呼吸式双层玻璃幕墙的应用优势
(1)节能。呼吸式双层玻璃幕墙又称双层幕墙，是由内外两层立面构造组成，形成一个室内外之间的空气缓冲层，这个空气缓冲层是一个通风间层，在这个空间中空气处于流动的状态，热量在这个空间中流动，形成热量缓冲层，从而调节室内的温度。呼吸式双层玻璃幕墙可以通过温室效应和烟囱效应的原理进行节能。
(2)通风。双层玻璃幕墙中间是一个通风间层，换气层，可以自动的将室外的自然风输送到室内，给室内提供源源不断的新鲜空气。
(3)隔热。幕墙中间的空气缓冲层可以把外界的热辐射挡在缓冲层之外，起到隔热的作用。
(4)防噪。呼吸式双层玻璃幕墙是双层的幕墙，具有很好的隔音效果。
(5)美观。幕墙能随着天气的变化自动的改变自身的特性，在外观上给人以大方、亮丽的感觉。具有很好的观赏性和装饰性。
4呼吸式双层玻璃幕墙在建筑外墙装饰施工中的应用
4.1 箱式双层玻璃幕墙
箱体式双层皮玻璃幕墙又称单元式双层皮玻璃幕墙,它是对幕墙空间进行水平和垂直方向上的划分,以特定幕墙分隔为单位,形成不同箱体,每个箱体都设置开启窗,由底部进风口引入室内回风,在幕墙内产生由下向上的空气流动,通过热交换从上部排风口排出热量。在建筑外墙装饰施工中应用箱式双层玻璃幕墙可以阻止噪音和废气，保持屋内的空气新鲜。
4.2 井箱式双层玻璃幕墙
井箱式双层玻璃幕墙就是利用比较深的竖井和箱式单位做成的幕墙。竖井比较深，温差比较大，可以加速空气的循环流动，提高通风的效率。这种形式的玻璃幕墙适用于较低的，多层的建筑。
4.3 走廊式双层玻璃幕墙
利用通风间层形成的形成的外挂式走廊的走廊式双层玻璃幕墙具有保温和通风的功能。这种幕墙的进气口和排气口位于每层的楼板上，利用通风调节盖板控制通风，利用缓冲层阻挡高温热量，保持室内温度。
4.4 多层式双层玻璃幕墙
多层式双层玻璃幕墙主要是在水平方向设置通风层，外层幕墙设置很少的开口。在冬天的时候。可以把外层幕墙的通风口关闭，利用通风间层形成的温室效应保持室内的温度。由于外层幕墙的来口少，因此可以有效的防止噪音，适合外部噪音较大的环境。
4.5 可开启式双层玻璃幕墙
一般来说，可开启式双层玻璃幕墙指的是可以完全开启的幕墙。在夏季，开启的外层幕墙可以作为遮阳装置。在冬季，关闭的外层幕墙和内层幕墙之间形成缓冲层，可以有效的保持室内的温度。
5结语
综上所述，呼吸式双层玻璃幕墙又称双层幕墙，是由内外两层立面构造组成，形成一个室内外之间的空气缓冲层。这个空气缓冲层是一个通风间层，在这个空间中空气处于流动的状态，热量在这个空间中流动，形成热量缓冲层，从而调节室内的温度。总的来说，呼吸式双层玻璃幕墙具有保温、节能、防噪、防尘的特点，它还能随着天气的变化自动的改变自身的特性，有很好的装饰效果，所以要充分的利用呼吸式双层玻璃幕墙的优点，更好的运用在建筑外墙装饰的施工中。
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[关键词]海上平流雾；预报方法
中图分类号：P468.021 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）45-0362-01
一、基本概念及分类
当暖空气流到冷海（地）面上时，就会降温而凝结成雾，这种雾称为平流雾。
平流雾一般包括两种（1）平流冷却雾。为暖气流受海面冷却，其中的水汽凝结而成的平流雾。这种平流雾比较浓，平流雾区范围大，持续时间长，能见度小，春季多见于北太平洋西部的千岛群岛和北大西洋西部的纽芬兰附近海域。（2）平流蒸发雾。海水蒸发，使空气中的水汽达到饱和状态而成的平流雾。冷空气流到暖海面上，由于低层空气下暖上冷，层结不稳定，故平流雾区虽大，平流雾层却不厚，平流雾也不浓。从两极区域流出的冷空气到达其邻近暖海面上或在巨大冰山附近的水域上时，均可生成平流蒸发平流雾。
二、海上平流雾的气象特征
1、平流雾的变化
1、年际变化
浙江省台州市大陈岛海上平流雾日年际变化差异大，统计显示，大陈年平均雾日高达106天，最多雾区是在1977为183天，最少雾日是2007年为 43天。从大陈建站1958年一1982年，年平均雾日约153天，1983年―2010年平均雾日减为65天，缩减了58%左右。2000年以来浙中沿海海雾日严重偏少，沿海海上年平均雾日为常年五成左右，近海陆地不足常年的五成。二十世纪90年代中期到后期起，各地年平流雾日变化呈递减趋势，1994年起每年的平流雾日均少于年平流雾日。大陈岛年平流雾日递减趋势出现稍晚一些，且平缓一些。大陈岛从1999年起，每年的平流雾日都是在平均或平均数以下。
2、月际变化
浙江省大陈岛平流雾的月季变化为，主要为春季单峰型，多平流雾日主要出现在春季到初夏。多平流雾季节主要出现在春夏季的3―6月份，主要是由暖湿空气经流冷下垫面而形成的平流雾。春夏季节的平流雾会出现在四天以上，大陈岛最多的在15天以上。以春季居多，冬末、初夏次之，盛夏、秋季最少。3--6月份是一年中平流雾出现较多的月份，大陈1958--2008年雾日5681天，3月为3213天，占全年 的57%。大陈岛的平流雾出现次数是白天和夜间出现的次数基本相同甚至是白天多于夜间，夜间平流雾出现频率均在50%以下。
3、日变化
大陈岛的平流雾生消有明显的同变化，夜间20时至次日08时是大雾生成较为集中的时段。其中大陈岛海上20一2l时前后生成的浓雾频次最高，而近海陆地在凌晨3--5时浓雾最易形成。上午8--10时浓雾出现概率较低，大雾一般在中午前后消散，夜间至次日早晨消散的概率较低。大陈岛平流雾的特征为有显著的年际、月际变化，且平流雾的生消有显著的日变化。3-6月是一年中雾日最多的月份，距离海岸线越远雾日相对较多。
三、平流雾与天气因子的关系
1、水汽条件
近地面空气中的水气含量充滞.足大雾形成的必不可少的条件.充足的水汽经过冷却降温达到饱和状态.凝结形成雾。
2、大气的稳定度
有较强的逆温层结日以使雾产生与维持.逆温层阻挡水汽向高空扩散，抑制低层大气的对流发展.使水汽和凝结聚集在低层，对雾的形成极为有利.
3、大气层结
影响大陈岛的平流雾多为低悬逆温：逆温强度0≤r≤1.0，逆温层厚度650
4、海―气温差
由于海洋热容量大，通过透射和乱流混合作用受热、散热的分布层较深。海水对空气有冷却作用，入春后，环流开始调整，暖温气团不断加强北抬，与冷海水面相接触，在海面表层垂直方向上海气温差加大，热量交换加剧，水气趋于饱和，凝结成雾。统计数据表明，在海气温度差在6―2.6度之间最易形成平流雾。
5、平流雾与相对湿度、降水关系
据有关数据统计得出，平流雾不会出现在相对湿度
四、平流雾的预报方法
1、天气学方法
平流雾是在某些特定的天气形势下，低空暖湿气流移动到冷的海面上而形成的。海面的热力状况在短期预报的时效内变化甚微，可视为定常。所以对短期预报而言，天气条件是否有利是平流雾能否生成的主要因素。因此只要预报出未来的天气形势，再参考其他的指标，就可做出未来是否有平流雾的判断。
2、动力与统计相结合的预报方法
利用站点定时观测资料，以数值预报输出资料和天气图资料作为历史资料，经过统计分析，建立预报方程，然后根据所要预报时段的数值输大气资料代入预报方程做出预报。近年来，把数值预报和统计预报结合起来成为统计动力预报，取得比较明显的效果。
3、综合预报法
由于海上平流雾的预报要考虑的因素多而且不同的地方影响因素有所不同，就目前的预报来讲，还没有一个有效且能广泛适用的预报模式。但是，随着计算机技术和卫星遥感技术的飞速发展，通过气象卫星从太空中对某一区域的大气进行全面的直接观测，卫星云图资料起着极其重要的作用。目前，气象卫星云图已成为气象预报业务中不可或缺的工具。
相关研究表明当沿海地区平均风速为1--7 m/sl有西南暖湿气流输送，相对湿度明显升商，并维持高湿状态，K指数在20～30.c之间；925 hPa以下有较强的逆温层结时，此时要考虑是否海域大雾预警。尤其在冬末春初季节，沿海地区受弱冷空气的影响。近地面偏北风，两低层为西南气流.夜闽的空气处于或接近饱和状态，且近海面边界层大气有逆湿情况，只要海气温差适中，海上较容易形成雾。
结语
海上平流雾不但会影响海上航行，甚至会造成航船触礁、碰撞等海难，是危及航空安全的重要天气现象之一。平流雾对航班飞行的影响主要是妨碍航班的起飞和降落。中国不同海域平流雾的程度和出现季节不完全一样。所以，只有充分了解当地海上平流雾的天气特征与天气因子的关系，运用适合的天气预报方法，才能减少海上平流雾对航空、航海的危害。
参考文献
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大气边界层是地球大气动量、热量和各种物质上下输送的重要通道，边界层的动力、热力作用显著影响着自由大气中天气系统的发生、发展和演变，对强降雨及对流性天气有着重要作用［1－3］。近年来，全球范围内开展了多次针对不同下垫面边界层的大型野外实验［4－6］，从不同方面揭示了非均匀下垫面大气边界层的一些特征。我国气象工作者在边界层研究方面也做了大量工作［7－9］，杨智等［10］分析了云南大理湍流通量等特征量的日变化规律和干湿季的变化特征。认为该地区湍流通量有明显日变化特征，感热、动量通量干季大于湿季，潜热通量湿季大于干季，干湿季热量交换以潜热为主。胡非等［11］根据国家自然科学基金重点项目“地表通量参数化与大气边界层过程的基础研究”的综合观测试验，分析了白洋淀地区水陆不均匀地表近地面层微气象特征。王敏仲等［12］利用在新疆百里风区观测取得的风廓线资料，分析了该地区低空风场的平均日变化、逐日变化特征。淮河流域处于我国南北气候过渡带，干湿季节分明。大气边界层对淮河流域降水的影响，一直是气象学家关注的焦点。国家自然科学基金重大项目“淮河流域能量与水分循环试验和研究（HUBEX）”利用外场试验所获得的气象、水文等加密与特殊观测资料，分析了东亚季风区中尺度降水系统的能量与水循环过程，改进了区域气候模式［13］。丁一汇等［14］对1991年5—7月江淮及其北部地区暴雨期的地表通量进行了估算，揭示出一次持续性大暴雨过程中陆面过程的一些特征。胡国权等［15］利用淮河流域能量和水循环试验的外场观测资料，对不同天气条件，不同下垫面的能量收支进行了研究。谢五三等［16］运用寿县国家气候观象台通量观测系统的观测资料，分析淮河流域农田生态系统的陆气相互作用，结果显示潜热通量、感热通量存在季节变化。本文重点分析淮河中游雨季开始前后近地面层各种要素的变化特征，为深入研究淮河流域大气边界层特征及其对降水系统影响提供依据。
1试验观测
2003年8月至2006年1月上旬，中日合作在安徽省寿县、肥西等开展边界层野外观测试验，观测试验期间，在寿县观测站安装了风廓线雷达（L－28）、微波辐射计及通量观测塔（C－PRJ30＼C－FLJ30）等仪器，获取了试验地区不同季节陆面异常状况及大气边界层内各要素特征的高分辨率资料。本文利用2005年6—7月通量观测塔的观测资料，分析淮河中游雨季开始前后近地层微气象要素及边界层相关特征量的变化特征。
1．1观测场地及仪器介绍
寿县观测站（117°55′E，32°78′N），位于淮河东南部约9km的位置，春夏季盛行东南风。观测场位于城南2km，东、南、西三面现为大片农田，北面为居民区。试验田土壤主要是黏性沃土，该地平坦、均匀同质。近地层观测主要包括湍流通量、辐射通量、风向风速、气温、空气湿度、土壤温度、土壤湿度等。观测塔安装在观测场的东南角，高度为35m。在3个高度（3．5m、12．2m、32．5m）上安装了快速响应仪器，传感器的所有信号都以10Hz的采样速率进行采样。
1．2天气状况
2005年夏季，淮河流域出现了旱涝急转。6月降水偏少，旱情发展迅速，7月4日淮河流域进入雨季后，出现了持续暴雨、大暴雨天气，由旱转涝。寿县站7月5日开始降雨，持续到7月11日，为了分析旱涝转换前后该地区边界层微气象特征的异同，选取2005年6月27日至7月4日作为雨季前的代表时段；选取7月5日至7月12日作为雨季的代表时段（表1）。
2结果分析
2．1风场特征
2．1．1雨季前和雨季期间风速变化
雨季前，风速的日变化明显，一般在午后风速会明显增大。7月3—4日，雨季开始前，边界层风速的日变化开始加大，风速极值增大，32．2m的风速极大值达到12．37m／s。进入雨季后风速的日变化减小，风速值波动较大。雨季后期，风速再次出现突增，9日32．2m的风速极大值达到11．81m／s，10日32．2m的风速极大值达到11．34m／s。分析发现，雨季即将开始和将要结束时，近地面层风速均有突增的现象（图1）。
2．1．2不同天气条件下近地层风廓线
分别以2005年6月29日（无雨）和7月7日（有雨）为例分析不同天气条件下近地面层风廓线变化，一天中不同时次风随高度变化在有雨日和无雨日呈现不同特征。2005年6月29日（无雨），风速值随高度增加呈增大趋势，在后半夜至凌晨3m高度以下风速随高度增加而减小，存在逆温层（图2a）；各高度层风速较大的时间段主要出现在中午和傍晚，极大值出现在14：00左右，到了下半夜风速明显减小。7月7日（有雨），近地层各高度风速值较为集中（图2b），各高度层风速极大值出现在02：00左右；风速的极小值出现在10：00。
2．2气温变化
近地层各高度上的气温变化趋势雨季前是一致的，同时存在着明显的日变化，气温日较差在8～9℃之间（图3）。7月5日，寿县进入雨季，近地层气温4日晚上均出现明显下降，其中4—6日气温呈逐渐下降趋势，在降雨加大之前气温降至最低。降雨期间，气温偏低，日较差较小，其中7日气温日较差在3～4℃之间，10日以后气温日较差逐渐加大，雨季于7月12日结束（图3）。
2．3空气相对湿度变化特征
近地面层相对湿度随时间的变化趋势在雨季前基本一致，同时存在着明显的日变化，相对湿度的变化范围大致在50％～80％之间（图4）。一天中相对湿度极大值出现在04：00—06：00，最小值出现在15：00—17：00。7月5日，寿县进入雨季，直到7月12日对应降雨时段相对湿度基本都在80％以上，尤其是7月7—10日，寿县出现了3天的大暴雨，对应相对湿度大部分时段在90％以上，且日变化不大（图4）。通过比较可以发现，雨季期间的湿度明显大于雨季前。在雨季前，湿度存在明显的日变化，雨季日变化不明显。
2．4感热通量和潜热通量
感热通量和潜热通量雨季前有明显的日变化，在白天均以正值为主，夜间感热为负值（上半夜更为显著），数值较白天明显减小，潜热值在夜间同样迅速减小（图5）。雨季，在不同高度上感热通量和潜热通量没有明显的日变化，感热以负值为主。在7日00：00—10：00，3．5m高度处的感热值变化幅度最大，其次是32m高度，对应这一时段是一天中降雨最强的时段。潜热通量在00：00—14：00波动较大，其中以12．2m高度处潜热通量波动最大，其次是3．5m，与当天的强降雨时段有很好的对应关系，下午至上半夜各高度的潜热通量值均很小，接近于零，而32m高度的潜热通量在一天中的值均很小（图6）。分析发现，淮河中游潜热通量远大于感热通量。
2．5摩擦速度
摩擦速度是表示近地层大气湍流的一个主要特征量，在近地面气层里大体上不随高度变化。雨季前，摩擦速度有一定的变化规律，白天摩擦速度增大，早晚变小，这说明近地层的热力作用影响了风的垂直梯度，使其形成偏离中性条件下的风速廓线。雨季期间，摩擦速度的日变化较小，但波动范围大（图7）。雨季前摩擦速度的平均值为0．2m／s，雨季期间摩擦速度的平均值为0．16m／s，雨季前的摩擦速度值大于雨季期间的值。
3结论与讨论
利用野外观测试验数据，对寿县地区边界层微气象要素等进行初步分析，主要结论如下：
（1）雨季开始前后近地面层内微气象要素的特征不同。雨季前，近地面层微气象要素存在明显日变化，呈单峰单谷型特征。雨季期间，温度下降、相对湿度加大，风速波动较大，各要素日变化减小。
（2）雨季前，感热通量和潜热通量均有明显的日变化，呈单峰型分布，近地面层各高度潜热通量变化趋势一致；雨季，感热通量和潜热通量没有明显的日变化，感热以负值为主，低层的潜热通量波动较大。6—7月，淮河中游潜热通量远大于感热通量。
关键词：极端气温；极端降水；趋势分析；海河流域；气候变化
中图分类号：P467；P426 文献标识码：A 文章编号：1672-1683（2014）01-0001-06
1 研究背景
随着气候变化影响的深入，天气系统和水循环系统的稳定性进一步降低，极端气候水文事件在全球范围内呈现广发频发态势[1]。相对平均气候变化情景，极端事件对经济社会发展、人民生产生活以及生态环境造成的影响更为严重[2-3]。一般认为气候变化主要包括气温和降水特性的改变。气温是决定蒸散发的重要因子，作物生长季气温升高对农业生产影响较大，尤其是在作物关键生长期发生极端气温事件，将会导致作物严重减产[4]。全球增温背景下水文循环加快，极端降水事件频发，增大了水源供水的随机性，将导致水资源配置与调度的难度加大，可利用水资源量减少。因此，从气候变化应对、灾害风险管理、水资源规划利用等角度分析极端气温、降水的变化趋势，受到国内外学者的广泛关注[3，5-8]。
海河流域是我国重要的粮食生产基地，集中了全国近10%的人口，也是我国七大流域中水资源最为紧缺、水资源供需矛盾最为突出的流域；同时，海河流域又是我国华北地区气候变化最为显著的区域之一。有关海河流域气温和降水变化研究的文献较多[9-10]，但极端气候变化的研究相对较少，现有研究[11-12]多选择单一要素指标，较难以全面反映区域极端气候变化特征。为此，本文选取12个指标因子，以长系列气温和降水日值资料为基础，从多角度分析极端气温与降水的长期变化趋势，以期更好地了解流域极端气候变化特征，为海河流域农业干旱风险评价、水资源规划管理等提供借鉴。
2 数据与方法
2.1 资料选取与处理
本文所使用的逐日最高、最低气温资料和逐日降水资料来自中国地面气候资料日值数据集，由中国气象局国家气象信息中心提供。数据集在前经过严格的质量评估，气温与降水要素资料的可疑率不超过1/1 000。综合考虑站点的系列长度、资料完整性与均一性，对站点进行了初步的筛选，剔除部分因迁站导致资料不连续的站点，最终选用30个基准基本站，资料长度从1961年1月1日至2010年12月31日。气象站点在流域的分布情况见图1。
对于极个别站点存在的资料缺失现象（原数据系列中用32766 或32744表示），通过与该站临近的、相关性较高的其它站点补齐。由于趋势性分析受资料均一性和一致性影响较大，除了站点明显迁移以外，还受观测技术、人为操作等因素影响[13]，所以采用MW检验方法[14]对每个站点长系列资料进行均一性检验，结果表明30个站点全部通过检验，符合使用要求。
2.2 指标选取
本文选取气候变化检测、监测和指标专家组 （Expert Team on Climate Change Detection Monitoring and Indices，ETCCDMI） 推荐、并在国内外极端气温和降水变化研究中广泛应用的12个指标[5，15]，进行海河流域极端气温与极端降水的变化趋势分析。其中，极端气温指标有年极端最高与最低气温、年热日及年冷夜的发生频次、年暖时段与冷时段等；极端降水指标包括年最大1日降水量、年最大5日降水量、年强降水日数、年极强降水日数、年最大连续干日天数、年最大连续湿日天数等6个指标。这些指标用于表征研究区的极端气温与降水的强度、频度及持续时间等方面的变化。各指标的符号、名称、定义及单位见表1。
3 结果与讨论
3.1 极端气温变化特征
[BT4][STHZ]3.1.1 年极端最高温与最低温变化
海河流域年极端最高气温和年极端最低气温的变化趋势及其年代际变化特征分析结果见图2。可以看出，年极端最高气温序列整体上呈现不显著的上升趋势，显著性未达到90%的置信水平（α=0.1），变化倾向率为0.17 ℃/（10 a）；年极端最低气温整体在α=0.01水平上呈现显著的上升趋势，变化倾向率为0.74 ℃/（10 a）。
进一步从年代际变化特征看，年极端最高气温呈现先下降后上升的趋势。20世纪70、80年代年极端最高气温平均值基本相当，约为35.6 ℃，且为研究序列的最低值，比60年代减少约0.8 ℃；90年代年极端最高气温回升，平均值与60年代的基本持平；21世纪以来年极端最高气温保持在较高水平，平均为37.1 ℃，2010年极端最高气温达到38.8 ℃，为分析序列的最大值。另一方面，年极端最低气温呈现阶梯型递增趋势，20世纪60年代TXx平均值最低约为-20.2 ℃；90年代达到研究序列的最高值为-16.6 ℃，较60年代上升36 ℃；21世纪以来年极端最低气温波动较大，个别年份也经历极端低温事件（如2001年、2010年），但总体上仍超过20世纪90年代以前的水平，平均值为-17.61 ℃。
对比年最大1日降水量和最大5日降水量的变化特征，可以看出海河流域短历时降水事件的降水量有显著的增加趋势，而长持续性降水事件的降水量有显著减少趋势。殷水清等[21]与李建等[22]的研究结果均表明，在近地表气温升高的同时，对流层中上层气温下降，从而加剧大气底层和高层间的热力差异，可能降低局地大气静力稳定度，易于激发对流活动，导致对流性短时极端降水增加，因此海河流域年最大1日降水量呈现显著增加趋势，与流域底层大气在全球变暖的气候背景下显著升温有关。另据Yu等人[23]的研究结果，近几十年来我国北方地区东亚夏季风有较显著的减弱趋势，使到达我国华北地区（包括海河流域）的水汽减少，不易达到发生持续性降水所需的水汽条件，因此，海河流域最大5日降水量的显著减少可能与东亚夏季风的减弱有关。由此可以推断，短历时强降水受局地气候影响较大，而较长历时强降水则受大尺度天气系统控制，但持续性降水事件的物理机制还有待深入研究。
[JP2]进一步分析海河流域极端降水变化特征，发现1961年-[JP+1]2010年降水量序列也呈现显著的减少趋势（95%显著水平）（图8），变化倾向率约为-18 mm/（10 a），这与流域年极端降水天数变化及干湿时段变化总体趋势一致。由于海河流域的地缘位置和气候特征，降水是地表径流性水资源的主要来源。在总降水量减少的情况下，短历时极端降水的比重相对增加，这对地表水资源有效利用是不利的。但由于长持续性降水事件减少，加之海河流域较为完善的地表水利工程体系和由于长期超采地下水形成的深厚包气带的强大调节能力，因此短历时极端降水事件不会对流域层面的防洪安全形成较大影响，但可能加剧局地山洪灾害和城市内涝风险。[JP]
4 结论
本文以海河流域30个气象基准站近50年序列逐日最高、最低气温和逐日降水资料为基础，选取ETCCDMI推荐使用的12个表征极端气候变化指标，分析了海河流域极端气温与降水的变化趋势，主要结论如下。
（1）极端高温的强度、频度和持续时间均有较强的增加趋势；极端低温的强度、频度显著降低。极端高温和极端低温的长期变化特征，反映出流域整体增温的气候变化背景，并且极端低温增幅明显高于极端高温，对平均气温上升的贡献较大。
（2）短历时极端降水强度有增大趋势，而长历时极端降水强度有显著减少趋势。年强降水天数呈现一定的减少趋势，极端降水的发生频次降低；年最大连续湿日呈现一定减少趋势，但不显著，最大连续干日整体变化不显著，但近几十年来有一定的增加趋势。干、湿时段变化可在一定程度上反映流域干旱风险加剧的态势。
[JP+2]（3）从极端气温与降水的年代际变化特征看，20世纪90年代以来的增温趋势尤为显著，也是极端高温事件频发多发的时期，年极端最高气温、年热日的发生频次以及年暖时段等极端气温指标较其它年代均有大幅的变化。同时，年短历时极端降水量在同期有较明显的增加趋势，主要与地表气温的上升有关，而长持续性降水事件的降水量减少可能与我国北方地区东亚夏季风减弱有关，但其影响机理还有待深入研究。[JP]
（4）海河流域整体的暖干趋势，对农业生产影响较大。在降水总量减少的情况下，短历时强降水量有较明显的增加趋势，将不利于水资源的有效利用，并可能会在一定程度上增加山区洪水灾害和城市内涝的风险。
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由于地处三江构造带NS向NW转换的大拐弯位置，区内中新生代碰撞造山活动异常强烈，现存构造变形尤以新生代逆冲推覆构造和走滑构造最为显著。逆冲推覆构造由东西两套对冲系统组成(图1)，研究区所在的西部系统由字嘎寺-德钦断裂带和澜沧江断裂带分别自东、西两侧向昌都盆地对冲形成，区域上包括构成昌都地体基底的元古宇深变质杂岩-下奥陶统浅变质岩，构成盖层的上古生界和中-下三叠统弧火山-沉积岩系、上三叠统火山-地堑沉积和侏罗系碎屑岩系等在内的大量地层卷入其中(唐菊兴等，2006)。走滑构造主要包括贡觉-芒康走滑断裂和沿断裂发育的贡觉、芒总等走滑拉分盆地，盆地内膏盐层大量发育(谭富文和王高明，2001)，是硫化物矿床的潜在硫储库。岩浆活动明显受到(前)印支期至喜马拉雅期板块俯冲消减和碰撞活动制约，岩浆岩展布和构造线方向一致(四川省地质矿产局区域地质调查队，1990①)，研究区所在的类乌齐-左贡地区出露了印支末期钙碱性花岗岩类、燕山期中钙碱性花岗岩类和喜山期正长斑岩等三套岩浆岩(四川省地质矿产局区域地质调查队，1993②)。伴随强烈的构造岩浆活动，区内形成了东北部治多-江达铁铜铅锌矿带，中部结扎-妥坝铜钼铅锌矿带和西南部类乌齐-察雅铅锌银矿带三个成矿带。拉拢拉矿床所在的赵发勇铅锌矿集区位于类乌齐-察雅铅锌矿带北部，矿集区内从南向北依次分布拉拢拉、赵发勇和加膜山三个铅锌矿床(图1)，是昌都地区最具代表性的碳酸盐岩容矿铅锌矿集区。
矿床地质特征
1.矿区地质特征：拉拢拉矿区自老至新出露上三叠统甲丕拉组和波里拉组两套地层(图2)。甲丕拉组分布在矿区东北、西南两侧，从底到顶出露紫红色砾岩、砂岩夹泥页岩，紫红色含砾砂岩、细砂岩、泥页岩互层，紫红色粉砂岩、泥页岩及灰黑色泥页岩夹泥灰岩。波里拉组以层间断层方式与甲丕拉组接触，北西-南东向展布在矿区中部，其主要岩性为灰-浅灰色微晶灰岩、生物碎屑灰岩，发育海林擒化石，并以此与区域甲丕拉组的灰岩夹层相区别。波里拉组为主要赋矿层位。矿区以NW-SE为主构造线方向，发育F1断层和大型倒转向斜(图2)。F1断层展布于矿区西南，断层面倾向50°±，倾角50°±，为层间逆冲断层。断层上盘为波里拉组灰岩(局部见甲丕拉组顶部泥页岩)，下盘为甲丕拉组碎屑岩，断层面附近发育宽10～15m的破碎带。其中，上盘破碎带较宽，发育透镜体，局部见构造角砾岩，沿裂隙和角砾间隙充填含褐铁矿斑点方解石;下盘破碎带较窄，仅在细碎屑岩中发育劈理，沿劈理充填土黄色钙铁质泥。F1断层是矿区的主体控矿构造，迄今发现的铅锌矿体(矿化点)均沿F1断层走向在其上盘展布。大型倒转向斜亦发育在断层上盘，其核部为波里拉组灰岩，两翼为甲丕拉组顶部泥页岩，其中北东翼地层发生倒转(图2);向斜轴面向北东陡倾，总体与F1断层面平行。此外，矿区溶洞构造发育，在地表见多个小规模角砾岩体，其分布局限(图2)，由大小不等的溶蚀垮塌灰岩角砾和热液矿物胶结物组成。矿区南部出露约0.06km2的黑云母花岗斑岩体，岩体明显切过F1断层(图2)，最新锆石U-PbLA-ICPMS及方解石Sm-Nd定年结果显示斑岩成岩较铅锌矿化晚(刘英超，未刊资料)。
2.矿体地质特征：矿区目前已发现铅锌矿体4个、矿化点7个(图2)，Pb、Zn品位分别为0.42%～11.51%和2.81%～23.21%(李华等，2009)，就目前I号矿体开采量来看，Pb+Zn储量可达中型规模。
1）矿体产状：I号矿体规模最大，它位于矿区西北部，在地表宽约5m，长约40m，向下膨大并至少延伸150m。矿体在地表产于波里拉组灰岩中(图2)，向下延伸至灰岩和甲丕拉组泥页岩的分界面(图3)，并沿分界面走向(及F1断层)呈似层状、透镜状断续展布，矿体总体北东倾，倾角50°±(图3)。II-IV号矿于矿区中部，地表产于波里拉组灰岩中，均局限分布在50m×50m或更小不规则区域内(图2)，矿体内出现大量热液溶蚀垮塌角砾，并由方铅矿、菱锌矿、方解石等矿物胶结。
2）矿物组合及矿石特征：矿物组合复杂，矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿、菱锌矿，见少量白铅矿、铅矾、水锌矿;脉石矿物包括黄铁矿、方解石、重晶石、萤石、石英、菱铁矿、自然硫，以及表生期的砷锌矿、褐铁矿、粘土类矿物(如埃洛石、伊利石等)。矿石类型主要有角砾状和皮壳状两种。前者分为两类，其一以围岩为角砾，以方铅矿、菱锌矿等为胶结物(图4a);其二以早期菱锌矿为角砾，以晚期方铅矿、闪锌矿、菱锌矿等为胶结物(图4b)。后者亦包括两类，其一以纯菱锌矿为皮壳(图4c)，其二以互层的菱锌矿、方铅矿为皮壳(图4d)。角砾状矿石出现在各个矿体，皮壳状矿石多出现在II～IV号以热液溶洞控矿为主的矿体中。矿石结构可见半自形晶粒状、他形晶粒状、包含结构和环带结构，矿石构造则包括块状、角砾状、脉状、环状、皮壳状、晶洞充填状等几种。
3）围岩蚀变围岩蚀变：以方解石化和萤石化为主。其中，方解石化范围较宽，表现为灰岩中的粗晶方解石团块(图5a)和矿体附近的大量方解石脉;萤石化分布范围较窄，仅在I号矿体出露，镜下可见萤石交代先存的灰岩或方解石、保留方解石晶体假象的现象(图5b)。
3.成矿期次划分
根据手标本及显微镜下所见矿物之间的穿插关系，成矿过程可划分为3个期次(图6)，各期次特征及矿物共生组合描述如下。
1)硫化物期(I)
以铅锌硫化物为主要矿石矿物，包含2个阶段，分别为:①硫化物-方解石-重晶石阶段(I1):矿物组合为方铅矿+闪锌矿+黄铁矿+方解石+重晶石，矿物多成自形晶生长，解理发育，粒度较大(图5a)，且均发生破碎或变形。其中，方铅矿解理呈现被挤压而产生的弯曲;黄铁矿、方解石、重晶石则多发生变形或碎裂，并在角砾间或裂隙中充填白铅矿、萤石、菱锌矿等矿物(图5b，c)。②萤石化阶段(I2):仅见萤石，分为粗晶与细晶两种，前者多生长在破碎的矿物或岩石砾间，后者往往交代I1阶段方解石或重晶石(图5b)。手标本及显微镜下均见萤石碎裂并被菱锌矿胶结。根据矿物的变形和破碎特征，推测矿区在I期矿化后曾发生强烈的挤压作用。#p#分页标题#e#
2)硫化物-碳酸盐期(II)
以铅锌硫化物和铅锌碳酸盐为主要矿石矿物，包含4个阶段，分别为:①碳酸盐-石英阶段(II1):矿物组合为菱锌矿+白铅矿+石英。其中，菱锌矿成自形晶存在，具典型环带结构，且多发生红褐色铁染(图5d)，是本阶段最主要矿物;白铅矿仅共生在菱锌矿环带中(图5c);石英则呈自形晶与菱锌矿交错生长。②硫化物-碳酸盐阶段(II2):最主要成矿阶段，包括方铅矿、闪锌矿、菱锌矿、白铅矿、黄铁矿、方解石、重晶石、菱铁矿8种矿物。本阶段最主要特征是矿物均为细晶，粒径多小于0.1mm(图5e)。方铅矿为本阶段最丰富矿物，其与闪锌矿、菱锌矿、方解石、白铅矿共生成同心环状(图5e)，与黄铁矿共生成脉状，与重晶石共生成块状(图5f)。此外，大量沥青在本阶段出现。③铅锌碳酸盐阶段(II3):出现白铅矿、铅矾、菱锌矿、水锌矿、锰氧化物、自然硫6种矿物。白铅矿或围绕早期方铅矿结晶(图5c)，或填系在菱锌矿粒间(图5h);菱锌矿、水锌矿和锰氧化物共生，在早阶段矿物晶洞中成皮壳状生长(图5i)。④方解石-重晶石阶段(II4):矿物组合为方解石+重晶石，其中方解石含量较多，沉淀空间较大时呈钟乳状，沉淀空间较小时呈他形粒状;重晶石极少，呈板状自形晶产于裂隙中(图5h)。
3)表生氧化期(III)
出现埃洛石、伊利石等粘土矿物(图5e)和少量砷锌矿、锰质薄膜、褐铁矿等。
成矿流体特征
由于II期矿物粒度细小，其中的流体包裹体难以达测温要求，本次工作仅对I期中与成矿有关的8件方解石、重晶石和萤石样品中的原生流体包裹体进行了显微测温，获得了I期成矿流体的主要信息。测温工作在中国地质科学院地质研究所完成，所用冷热台为THSMG-600(测温范围－200～600℃)，数据精度±0.1℃。对5件方解石和重晶石样品进行了流体包裹体群体成分分析，测试工作在中国地质科学院矿产资源研究所进行，气、液相成分分别由ShimadzuGC2010气相色谱仪和ShimadzuHICSPSuper离子色谱仪完成，实验条件及方法参见杨丹等(2007);对3件萤石和方解石样品进行了单个流体包裹体激光拉曼分析，测试工作在核工业地质分析测试中心完成，使用仪器为LabRAMHR800型可见显微共焦拉曼光谱仪，实验条件参见张敏等(2007)。样品采集位置见图2。
1.流体包裹体岩相学特征
流体包裹体片显微观察发现，I1阶段方解石中流体包裹体较少，多孤立出现在矿物缺陷中，形状不规则，长轴5～12μm，为以液相为主的气液两相盐水包裹体(LV包裹体)，气相充填度低，介于1%～3%(图7a);重晶石中流体包裹体较小，多孤立生长，局部成群，以不规则状为主，长轴多在10μm以下，亦为以液相为主的LV包裹体，气相充填度波动较大，介于1%～30%(图7b)，鉴于重晶石中流体包裹体极易受后期变形影响，故推测气相充填度大幅度波动可能由于I期与II期之间的挤压变形所致。I2阶段萤石中流体包裹体较多，或带状生长，但在单晶之外无延伸，呈假次生特征，或无序面状生长，呈原生特征，以长条状为主，长轴4～25μm，主要为以液相为主的LV包裹体(图7c)，也见极少三相包裹体(图7d)。经后期拉曼分析发现，萤石中LV包裹体气相部分多为CO2、CH4和H2O，液相部分为H2O，又因三相包裹体极少，故将萤石中的两种包裹体统称为含CO2和CH4的LV包裹体，其气相(或液相+气相)CO2+CH4充填度低，介于1%～5%。
2.流体包裹体显微测温
1)显微测温结果：本次测温工作共获得35个初熔温度，其中I1阶段初熔温度介于－61.2～－28.4℃，集中在－40～－30℃，I2阶段介于－74.1～－32.9℃，集中在－70～－50℃(表1)，均远低于NaCl-H2O体系的共结温度(卢焕章等，2004)，指示I期流体成分中除含NaCl外，还含有大量与H2O具更低共结温度的成分，如CaCl2、MgCl2等(卢焕章等，2004)，流体体系至少为较复杂的NaCl-CaCl2-MgCl2-H2O体系。获得101个冰点温度和10个CO2笼合物溶解温度(表1)，其中I1阶段冰点温度介于－34.2～－10.3℃，峰值为－20～－19℃;I2阶段冰点温度介于－27.2～－8.4℃，峰值为－23～－22℃;CO2笼合物仅在I2阶段出现，溶解温度介于－5～5.6℃。获得102个均一温度，其中I1阶段均一温度介于83.4～311.2℃，峰值为130～140℃;I2阶段温度分布范围稍窄，为102.1～227.1℃，但峰值偏高，为170～180℃(表1、图8a)。均一温度统计直方图呈塔式分布(图8a)，体现了数据的可靠性。
2)流体盐度、密度、压力、成矿深度估算：流体包裹体测温获得的冰点温度和CO2笼合物溶解温度是被捕获流体盐度的重要指标。本次工作对冰点温度和CO2笼合物溶解温度分别采用ChiandNi(2007)的H2O-NaCl-CaCl2体系经验公式和笼合物溶解温度与盐度关系(Collins，1979)计算其相当于含NaCl的盐度。结果表明，I1阶段流体盐度介于14.25%～26.44%NaCleqv之间，峰值为23%～24%NaCleqv;I2阶段流体盐度分布范围稍大，为7.73%～24.97%NaCleqv，但峰值与I1阶段相同(表2、图8b)。流体包裹体记录的流体密度根据刘斌和沈昆(1999)的经验公式D=A+Bt+Ct2(D为流体密度(g•cm－3)，t为均一温度(℃)，A、B、C为经验常数)获得。计算结果表明，I1阶段流体密度介于0.96～1.15g•cm－3之间，峰值为1.10～1.12g•cm－3，I2阶段介于0.94～1.13g•cm－3，峰值偏低，为1.06～1.08g•cm－3(表2、图8c)。矿区主要成矿方式为矿石矿物胶结角砾岩或充填裂隙，总体体现了成矿流体在先存张性空间的充填，所以利用流体包裹体测温数据计算成矿压力、深度时仅考虑流体压力因素。压力估算采用邵洁涟(1988)的经验公式(P=P0×T/T0，其中P0=219+2620S，T0=374+920S(T为流体包裹体均一温度、S为流体盐度))，成矿深度估算采用Shepherdetal．(1985)的经验公式(P=2.7×0.0981×H(P单位为bar，H单位为m))。计算结果表明，I1阶段流体压力介于116～445bar(表2)，峰值为190～210bar，对应成矿深度介于436～1681m(表2)，峰值为700～750m(图8d)，I2阶段流体压力120～323bar(表2)，峰值为230～250bar，对应成矿深度介于453～1220m(表2)，峰值为950～1000m(图8d)。
3.流体包裹体成分
1)群体气相、液相成分分析
流体包裹体群体成分分析包括I1阶段重晶石、方解石和II4阶段的方解石样品。分析结果表明，I1阶段流体气相成分为H2O、N2、CO2和O2，含CO和少量CH4、C2H2和C2H4等有机气体;II4阶段成分与I1阶段相似，但CO2和CO含量减少(表3)，有机气体含量增多。计算发现2个阶段流体气相成分的R值都较小(表3)，在I1阶段介于0.09～0.58，在II4阶段介于0.00～0.19。液相成分(表4)中I1阶段阳离子以Ca2+、Mg2+为主，并含一定量K+和Na+;阴离子以SO42－、Cl－、F－为主，并含一定量NO3－和少量Br;II4阶段与之相似，仅离子浓度降低。2）单个流体包裹体激光拉曼探针分析：由于在应用激光拉曼对单个流体包裹体成分进行分析时，方解石表现出极强的荧光干扰，所以本次实验获得方解石中单个流体包裹体的成分数据较少，所获得结果主要为I2阶段萤石中的单个流体包裹体成分，但也恰为群体成分分析中I2阶段样品的缺乏作以补充。测试结果表明，I2阶段萤石中流体包裹体气相成分含CH4、C、CO2和H2O(图9a，c)，液相成分主要为H2O(图9b);而I1阶段仅获得的一个方解石中流体包裹体的数据表明其成分主要为H2O(图9d)。#p#分页标题#e#
同位素地球化学特征
1.碳氢氧同位素地球化学特征
本次工作对拉拢拉矿床I1、II2和II4三个阶段7件方解石样品(位置见图2)、区域及矿区未蚀变的3件灰岩样品进行了C、O同位素分析，并对上述阶段的5件方解石和1件重晶石样品进行了H、O同位素分析，测试工作由国土资源部同位素地质重点实验室MAT-251EM型质谱计完成。C、O同位素分析采用100%正磷酸法(McCrea，1950)，分析精度(2σ)为±0.2‰;H同位素分析采用400℃爆裂法取水，锌法制H2，分析精度(2σ)为±2‰。因显微测温工作表明I1与I2阶段流体性质有一定差异，所以不能用I1阶段样品代表整个I期，但II期几个阶段矿物组合基本一致，推测各阶段流体性质相似，所以下文中以“II期”对II期中的几个阶段进行统一介绍。区域二叠系、三叠系未蚀变灰岩δ13CV-PDB介于1.6‰～3.0‰，δ18OV-SMOW介于22.9‰～24.8‰(表5)，与正常海相灰岩C、O同位素范围(张理刚，1985)相当，指示样品未和热液发生同位素交换，可代表矿集区乃至区域碳酸盐岩地层背景。I1阶段与II期方解石δ13CV-PDB值分布范围较窄(表5)，分别为2.8‰～6.4‰和0.9‰～7.2‰，基本与区域碳酸盐岩范围一致;δ18OV-SMOW值分布较宽(表5)，分别为10.9‰～26.5‰和9.1‰～22.8‰，部分数据远离区域灰岩背景值。6件样品中流体包裹体圈闭的成矿流体δDV-SMOW值在I1阶段、II期分别为－134‰～－110‰和－137‰～－111‰，结合矿物O同位素及显微测温结果，计算获得成矿流体δ18OV-SMOW值分别为－2.92‰～12.67‰和－0.23‰～13.42‰，总体来说II期与I1阶段成矿流体H、O同位素组成相似。
2.硫同位素地球化学特征
本次工作对两期成矿过程中产生的硫化物(方铅矿、黄铁矿)和硫酸盐(重晶石)(位置见图2)进行了S同位素分析，并将其与区域第三纪盆地中的石膏进行了对比。测试工作在国土资源部同位素地质重点实验室MAT-251EM型质谱计上完成，硫酸盐和硫化物分别经V2O5和Cu2O制备SO2，分析精度(2σ)为±0.2‰。分析结果表明(表6)，区域第三纪石膏δ34S为正值，介于2‰～4.7‰之间。矿区硫化物δ34S为负值，其中I1阶段方铅矿δ34S值为－17.1‰～－16.9‰，黄铁矿则更小(－24.7‰);II2阶段硫化物可以代表II期硫化物，其方铅矿δ34S值介于－20.8‰～－11.5‰。重晶石仅发现了I1阶段可用样品，其δ34S为正值，介于11.3‰～22.9‰，δ18O介于10.5‰～11.5‰。
3.铅同位素地球化学特征
根据数据分析经验，富铅矿物可以获得更为准确的Pb同位素测试结果，所以本次选取了I1和II2两个阶段共6件方铅矿样品进行了Pb同位素测试(位置见图2)，并对区域2件未蚀变灰岩样品进行了Pb同位素背景值分析。测试工作在国土资源部同位素地质重点实验室的NuPlasmaHR等离子质谱仪上完成，具体实验方法及参数参见(何学贤等，2005)。I1和II2两阶段方铅矿Pb同位素组成基本一致(表7)，206Pb/204Pb分别为18.7380～18.8835和18.8646～18.8711，207Pb/204Pb分别为15.6669～15.6677和15.6619～15.6647，208Pb/204Pb分别为38.9404～38.9796和38.9610～38.9670。区域上三叠统波里拉组和下二叠统里查组两个灰岩样品的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb值与矿区方铅矿值存在一定差异，分别为19.3625和18.9078，15.6969和15.6611及38.9447和38.5402。
讨论
1.成矿流体性质及来源
根据流体包裹体群体成分及显微测温结果，拉拢拉矿区I、II两期流体离子成分相近，均为Ca2+-Mg2+-Na+-K+-SO42－-Cl－-F－-NO3－卤水体系。I期演化早阶段(I1)发育富液相LV流体包裹体，气相成分为N2、H2O、CO2和O2，流体在190～210bar、700～750m的条件下表现出低温(130～140℃)、高盐(23%～24%NaCleqv)、中高密度(1.10～1.12g•cm－3)特征，反映出盆地卤水性质(图10a);晚阶段(I2)地质条件发生变化，成矿深度(950～1000m)和压力(230～250bar)增大，流体中圈闭了更多的CO2、CH4及其它含C有机气体，从而以发育含CO2和CH4的LV流体包裹体为主，在盐度保持不变的基础上，温度升高(170～180℃)，密度降低(1.06～1.08g•cm－3)，反映出中低温、高盐度流体叠加盆地卤水的特征(图10a)。对比I期(0.09～0.13)和II期(0.13～0.19)气相成分R值发现，流体演化全程都处于弱还原至弱氧化环境，且氧化性逐渐增强。对流体包裹体离子成分Na-K-Cl-Br体系进行分析(图10b)，发现流体中Cl/Br和Na/K比值均远低于正常海水，但总体沿海水蒸发曲线分布，指示流体的一个可能来源为蒸发浓缩的海水，这种海水可以由矿区甚至区域灰岩地层中的封存水提供。此外，部分样品出现向海水蒸发趋势线左向偏移现象(图10b)，这种偏移实质是由于流体中Na+和Ca2+进行交换而导致的Na+离子含量减少引起的(Gleesonetal．，2001)，所以，推测成矿流体与围岩有较强的水岩反应和物质交换。根据C同位素分析结果，碳酸盐矿物δ13CV-PDB值分布狭窄(－5.0‰～7.2‰)，其与地球C储库中地幔CO2、淡水碳酸盐、地下水总溶解无机碳、海洋总溶解无机碳、海相灰岩和变质CO2中δ13CV-PDB值有所重叠(ClarkandFritz，1997)，但是，鉴于矿区未见与矿化有关的岩浆活动，且也不存在产生淡水碳酸盐条件，所以推测后四项可能成为热液流体中的C来源。对C-O同位素综合分析(图11a)，I1阶段、II期方解石C-O同位素分布规律相似，部分样品落入区域碳酸盐岩范围，与背景灰岩一致，部分样品δ18OV-SMOW大幅减小、δ13CV-PDB小幅增大，总体在δ13CV-PDB-δ18OV-SMOW相关图中呈现出斜率极小的沿δ18OV-SMOW轴向数值降低方向演化的趋势，指示热液中C主要来自区域(甚至矿区)碳酸盐岩的溶解，即热液流体和灰岩地层发生了强烈的水岩交换作用，而δ13CV-PDB值小幅增大导致的极小斜率的出现则可能代表了区域流体中变质水的加入。对流体H、O同位素综合分析(图11b)，I1、II4两阶段流体H、O同位素组成相似，均位于岩浆水范围之外，与地质特征中体现出的成矿与岩浆作用无关认识一致。两阶段流体δD和δ18O都具一定变化范围，形成斜率为正的与大气降水线相交的近直线，反映了盆地卤水来源特征;H同位素较小，H-O组成整体以世界MVT矿床流体H-O组成与海水相隔落入有机质生物热解H-O和大气降水H同位素范围，表明成矿流体来源和世界MVT铅锌矿床成矿流体具有一定相似性，其成分中可能有演化的海水，也可能有区域的大气降水，但重要的是其曾与有机质或有机气体发生强烈作用。综合归纳以上讨论，拉拢拉矿区成矿流体至少存在2种来源，分别为:①中低温度、高盐度盆地卤水，可来自区域第三纪盆地卤水的下渗;②由大气降水、蒸发浓缩海水和变质水混合而成的区域流体，其相对盆地卤水盐度相似、温度较高，可由区域或矿区地层释放的封存水，变质基底释放的变质水和循环的大气水混合获得。两期流体成分中都反映了CH4等有机还原气体的存在，其来源可能主要为灰岩地层中含有机质沉积物，但某一时间CH4等的大量出现(如I2阶段)则可能是伴随区域流体(含变质水)而进入矿区，无论其来源如何，有机成分都在成矿过程中发挥了重要还原作用，其自身发生氧化还原硫酸盐，并导致流体成分中出现C这种中间价态物质的出现(图9)。#p#分页标题#e#
2.成矿物质来源
硫是热液矿床中硫化物和硫酸盐的主要组成部分，其同位素组成对分析硫的来源具有重要作用。矿区重晶石S同位素组成与赋矿围岩同时代(晚三叠世)海水一致，或较其偏重(图12a)，说明重晶石中的S可能来自灰岩地层封存的古海水中残留的硫酸盐，而灰岩地层则并非特指矿区地层，其也可能来自区域。对硫化物δ34S值分析则发现，I1阶段硫化物并不具备硫同位素平衡状态下的分馏特征(即δ34S黄铁矿＞＞δ34S方铅矿)(图12b)，推测这是由于较低的成矿温度所致。虽然，通过数据结果难以判断II2阶段流体的平衡特征，但考虑到相似的成矿条件，推测其流体也应未达到硫同位素分馏平衡。所以，根据本次分析数据难以判断流体的总硫范围。但是，第三纪盆地卤水卸载的石膏却表现出了明确特征，其δ34S值局限分布在硫化物与重晶石δ34S值之间(图12b)，清楚反映了盆地卤水中硫酸根的硫发生负向分馏进入硫化物、正向分馏进入重晶石的信息，也即盆地卤水中的硫酸盐可能对成矿物质中硫的出现发挥了重要作用。综合以上讨论，为矿区提供还原硫的硫酸盐可能来自矿区及区域灰岩地层中封存的古海水中残留的硫酸盐，也可能来自第三纪盆地卤水中的石膏，鉴于成矿作用需要大量还原硫，而灰岩地层封存海水中残留的硫酸盐又远不及第三纪盆地卤水中的石膏丰富，所以，推测第三纪盆地卤水中的硫酸盐是成矿还原硫的主要来源，但并不排除灰岩地层中的蒸发浓缩海水也发挥了作用。由于铅质量数较大，其同位素组成不易随环境发生变化，因此能准确指示矿质来源。但是，由于本次工作仅获得区域少量灰岩地层的背景Pb值，不易进行对比，所以仅对其进行简单讨论。I1和II2两阶段方铅矿Pb同位素组成一致，基本都集中在造山带Pb演化线上(图13)，体现了其来自造山带地层特征;其和区域灰岩地层出现重叠但又不完全一致(图13a)，体现出灰岩可能为Pb来源之一。综合起来，Pb同位素所代表的成矿物质来源可能包括了造山带中从基底变质岩到盖层灰岩(甚至碎屑岩)等多套地层，这些物质可能是由上文讨论的含变质流体的区域流体运移至矿区的。
3.成矿流体运移及金属物质卸载机制
对于区域流体驱动机制，目前比较认可的主要有构造挤压、地形或重力驱动、沉积压实和热-盐对流循环4种模式(Garven，1995)。拉拢拉矿床位于区域逆冲推覆带中带-前锋带内(图1)，成矿作用(38Ma)(刘英超，未刊资料)发生在区域挤压作用结束之时(Spurlinetal．，2005)，在近800km2的矿集区内与赵发勇、加膜山等具相似矿化特征的铅锌矿床成串分布，反映了构造挤压是最有可能的区域流体驱动机制。铅锌矿化发生时，区域上的逆冲推覆活动接近尾声(Spurlinetal．，2005)，逆冲断层开始发生局部断后伸展，甚 至区域走滑断裂活动开始进行，此时新生代盆地发生强烈改造，盆地地层不仅被中生界地层构造岩片叠覆，也因E-W方向双向挤压而发生强烈褶皱，盆地底部砂岩建造由于强烈变形已难以实现区域流体的长距离侧向运移。但是，由于区域构造发育，逆冲推覆带下方的拆离滑脱带完全可以成为流体长距离侧向迁移的主干通道，断后伸展作用造就的开放空间则可有效的沟通拆离滑脱带成为流体垂向运移的主要通道(侯增谦等，2008)。区域逆冲推覆构造的广泛活动使区域地层从根带向前峰带都经受了强烈的挤压作用，从而使变质基底和盖层碎屑岩、灰岩地层中的封存水由于挤压作用从地层中排出，并向有利的排泄空间(如底部的构造拆离带)运移，混合成富含Na+、Cl－、F－离子并含CO2和CH4等气体的区域流体。区域流体在持续挤压作用下，沿拆离滑脱带长距离迁移，并在迁移过程中与基底及盖层多套地层相互作用，淋滤其中的Pb2+、Zn2+等物质，最终成为富含金属元素的区域流体。对于热液成因硫化物矿床，δ34S值可以有效地反映硫化物沉淀机制。拉拢拉矿区I、II期成矿中，硫化物δ34S值都在负值范围分布(图12b)，最低达－24.7‰(表6)，这种特征负值所代表的强烈负向分馏只能通过生物还原硫酸盐作用获得(Warren，1999)，而生物还原硫酸盐这一作用得以进行的物理条件是环境温度小于50～85℃，但是，这一温度又远低于实测的成矿流体温度，所以，推测流体中生物还原硫酸盐的过程和硫化物沉淀的过程并非同时进行，还原硫应该是在矿区内硫化物沉淀前形成或在矿区外形成后进入矿区，随后与富含金属物质的另一种流体混合而导致硫化物沉淀的。由于生物还原硫酸盐的过程与还原硫的保存都需要一定的圈闭环境和物理条件(Warren，2000)，而这些条件在逆冲推覆带反冲断层形成的圈闭内较易于实现，所以，推测还原硫在矿区本地产生。区域第三纪盆地卤水通过重力压实及构造裂隙易于下渗到矿区构造圈闭带，在圈闭带中生物还原作用下，盆地卤水中赋存的大量石膏发生还原，形成富含还原硫的本地流体储库，该储库与富含Pb-Zn-F-Cl络合物的区域流体混合是金属物质卸载的基本机制。以Zn为例，其硫化物和碳酸盐的卸载形式可由以下方程式表述:H2S+Zn2+→ZnS↓+2H+，CaCO3+H+→Ca2++HCO3－，Zn2++HCO3－→ZnCO3↓+H+，同时，区域流体中带来的F也会由于Ca2+的增多沉淀:Ca2++2F－→CaF2↓。
4.矿床成因类型和成矿模型
三江成矿带内铅锌矿床发育，侯增谦等(2008)曾根据控矿式样和矿化特征的不同将区域矿床总结为构造穹窿-岩性圈闭金顶式、受控于冲起构造的河西-三山式、产于平移断层内的富隆厂式和层间破碎带控制东莫扎抓式4种矿床式，并初步将其称之为造山型Pb-Zn矿。而在随后的对典型铅锌矿床剖析时，研究者们发现区内铅锌矿床成矿流体低温高盐的盆地卤水性质、成矿物质来自区域地层等多个基本特征都和世界上经典的MVT铅锌矿床相似(Leachetal．，2005;王安建等，2009;宋玉财等，2009;田世洪等，2011)，但是其大地构造背景独特，成矿流体也具多来源性，所以进一步提出将这类矿床命名为发育在逆冲推覆带中的类MVT铅锌矿床(刘英超等，2010)。综合对比发现，拉拢拉矿床在成矿地质背景、矿床地球化学特征和矿床成因上与上述各矿床式相似，但是，在矿床地质特征上却显示出了独特的控矿构造和矿体产状，即矿体受到岩性分界面和顺层逆冲断层控制而沿灰岩和碎屑岩岩性分界面发育，从而代表了新的矿床式，本文将其命名为拉拢拉式。根据上文讨论，拉拢拉式铅锌矿床成矿模式可表述如下(图14)。①由于区域逆冲推覆活动，发育在反冲断层附近的矿区地层发生破碎并叠置，在上有泥页岩不透水层覆盖，下有砂页岩不透水层铺垫，且具有合适构造圈闭的灰岩地层内，由第三纪盆地下渗的盆地卤水、封存在碳酸盐岩地层中的蒸发海水提供的SO42－在生物还原作用下生成H2S，并在断层附近泥页岩和灰岩分界面及灰岩内部汇聚成富含H2S的流体储库，流体储库形成后由于碳酸盐岩地层上下不透水层的阻隔而得以保存。②伴随区域持续挤压作用，区域变质岩中的变质水、区域地层中的封存海水被释放出来，二者与循环的大气降水混合并沿区域逆冲断层主拆离滑脱带长距离迁移(侯增谦等，2008)，淋滤萃取盖层沉积岩、火山岩以及基底变质岩中的金属物质，形成富含Pb、Zn、卤素、少量CO2和有机气体的区域流体。③侧向造山间歇期，部分断层发生断后伸展，区域上形成大量开放空间，上述区域流体沿开放空间向上运移到达矿区，在反冲断层带内与富H2S的本地流体混合，铅锌硫化物沉淀，同时伴随大量酸的生成，溶蚀灰岩，形成垮塌角砾，萤石及铅锌碳酸盐沉淀。在逆冲断层附近灰岩与泥页岩岩性分界面上形成主要的透镜状矿体，在断层上盘热液溶蚀垮塌溶洞内形成少量筒状矿体。#p#分页标题#e#
结论
(1)拉拢拉铅锌矿化受逆冲断层附近泥页岩与灰岩岩性分界面控制，形成透镜状矿体，以角砾状、网脉状为主要矿石构造，以方铅矿、闪锌矿和菱锌矿为主要矿石矿物，代表了青藏高原三江铅锌成矿带一种新的矿床式———拉拢拉式。(2)拉拢拉铅锌矿床成矿流体包括富液相LV流体包裹体和富CO2和CH4LV流体包裹体两种，结合显微测温结果和C-H-O同位素，识别出成矿流体至少有两种来源，分别为①第三纪盆地下渗的低温高盐盆地卤水;②沿逆冲断层运移的中低温高盐区域流体，由地层封存蒸发浓缩海水、变质岩释放的变质水和循环的大气降水组成。(3)拉拢拉铅锌矿床硫化物δ34S负向分馏大，结合重晶石及区域第三纪石膏S同位素组成，指示还原硫来自生物还原盆地卤水和蒸发浓缩海水中的硫酸盐。(4)拉拢拉铅锌矿床方铅矿Pb同为素与造山带Pb同位素组成一致，对比区域地层Pb同位素组成，提出矿床成矿物质来源于碰撞造山带内包括基底至盖层的多套地层。(5)综合对比，提出拉拢拉矿床为受逆冲推覆构造控制的类MVT铅锌矿床，其成矿过程可简单归纳为:逆冲推覆-流体汇聚、卤水下渗-还原硫成库、应力松弛-流体排泄、流体混合-金属沉。（本文图略）