中国科学技术大学-中国科学院紫金山天文台2.5米大视场巡天望远镜(墨子巡天望远镜)

中国科学技术大学-中国科学院紫金山天文台2.5米大视场巡天望远镜(即墨子巡天望远镜,WFST)是中国科学技术大学“双一流”学科平台建设项目,双方于2018年3月1日召开望远镜项目预研启动会,2019年7月正式开展望远镜建设,2023年8月望远镜建成并开展调试观测,2023年9月17日望远镜首光仪式暨科学战略研讨会召开,并成功发布仙女座星系图片,标志着望远镜设备基本达到设计标准,已经可以开展天文观测研究。墨子巡天望远镜口径2.5米,采用国际先进的主焦光学系统设计和主镜主动光学矫正技术,可实现3度视场范围内均匀高像质和极低像场畸变成像,配备7.65亿像素大靶面主焦相机,具备大视场、高像质、宽波段的特点。墨子巡天望远镜安置于青海省海西州茫崖市冷湖镇赛什腾山海拔4200米的天文台址,是冷湖天文观测基地首个投入运行并开展天文观测研究的大型设备。墨子巡天望远镜通过获取天体高精度位置和多波段亮度观测数据,监测移动天体和光变天体,高效搜寻和监测天文动态事件,可以在高能时域天文、太阳系天体普查、银河系结构和近场宇宙学等研究领域取得突破性原始创新成果。同时,墨子巡天望远镜将面向国家航天强国战略,开展太阳系近地天体等搜寻与监测研究,服务航天安全和深空探测战略需求。

冷湖行星光学观测望远镜建设进展

2021年11月,国务院学位委员会印发了2020年学位授权自主审核单位增列的学位授权点名单,正式批准中国科学院大学行星科学一级学科博士学位授权点,开启了行星科学在我国的科教融合发展。为了支撑学科发展,依托冷湖优质的光学观测资源,中国科学院地质与地球物理研究所成立了冷湖行星地质观测中心,中国科学院大学地球与行星科学学院成立冷湖行星科学实习基地,在赛什腾山建造两台望远镜,服务于行星科学研究和教学工作。从2020年夏季开始,中心的两台光学望远镜——口径0.8米的行星大气光谱望远镜(PAST)和口径1.8米行星物理望远镜(PPT)陆续开始了建设。目前已完成了PAST望远镜的建设,开始调试和试运行。PPT望远镜预计将于2023年底完成建设。届时,两台望远镜将相互配合开展行星科学观测与研究工作,同时将与冷湖天文观测基地的其他天文望远镜相互配合,开展前沿科学研究。

利用南京大学时域天文台(TiDO)开展系外行星探测研究

系外行星探测近年来发展迅速,已成为天文学的热点领域。系外行星探测对行星形成和演化等理论研究具有重要的意义。利用地面大视场望远镜的长时间基线优势,可以开展系外行星的发现或认证工作。南京大学时域天文台(Time Domain Observatory,TiDO)是一批大视场、高精度的系外行星观测设备,包括6个望远镜及终端,放置在冷湖赛什腾山,将于2023年底完成建设并开展科学试运行。届时Ti DO拟开展系外行星大天区巡天搜寻、特定行星系统的凌星后随观测以精细刻画系外行星系统的物理和动力学特征,以及太阳系小天体观测工作。此外,TiDO的观测数据也可以用于双星、变星、恒星耀发等时域天文研究。

冷湖赛什腾山天文台址风特性分析

利用2020年9月~2022年8月青海省冷湖赛什腾山区域自动站小时风向风速数据,按照年、季节、月、昼夜分别统计分析赛什腾山的风向和风速变化规律;同时按照季节、月分析了赛什腾山大风日数的出现频次和出现占比。结果表明:赛什腾山全年盛行风以W-NW为主,次盛行风为S-SW,偏东风的次数较少;春季盛行风向是SSW-WSW方向;夏季盛行风向为NE,次盛行风为SSW-WSW;秋季风向频率最高为SSW,次主导风为WNW-NNW;冬季风向所占比例最高为W-WNW。昼夜盛行风差异较大,夜间盛行风以西北风为主,白天盛行风以西南风为主。赛什腾山平均风速逐月和季节变化特征明显,10月份开始风速逐步增大,至5月达最大,以后风速逐步减小。季节排序为春季>冬季>秋季>夏季,冷湖地区与赛什腾山风速月际、季节和日变化不相同,可能是赛什腾山和冷湖站地形、海拔不同等原因造成的。

赛什腾山和冷湖镇日照时数对比分析

利用冷湖赛什腾山和冷湖镇气象观测站日照资料,对冷湖赛什腾山和冷湖镇两站日照时数的季节、月变化特征及气象影响因子进行了分析。结果表明:两地日照时数存在明显的季节差异,具体季节表现有所不同,其中赛什腾山春秋日照时数多、冬夏日照时数少,日照百分率夏季最小、秋季最大;分月来看两地日照时数的月变化均表现出波折起伏的变化状况,出现了两个峰值,赛什腾山第一个峰值出现在5月、第二个峰值出现在10月;从影响气象因素来看,赛什腾山日照时数与水汽压、相对湿度、风速呈负相关。分析结果对认识该地区气候背景和太阳能资源状况、开展赛什腾山天文台天文观测具有一定的现实意义。

赛什腾山一带火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地球化学特征

赛什腾火山岩广泛分布于柴北缘构造带的赛什腾山一带,为一套中基性火山熔岩,主要岩石类型有玄武岩、安山玄武岩、玄武安山岩及安山岩。前人将该套火山岩划归为寒武—奥陶纪滩间山群,但缺乏同位素测年数据及古生物化石依据,笔者对赛什腾火山岩中玄武安山岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得(256.9±0.7)Ma的测年数据,时代为晚二叠世,与滩间山群的形成时代明显不同,说明赛什腾火山岩与区域上滩间山群火山岩为不同时期岩浆喷发活动形成的产物。地球化学特征显示赛什腾火山岩具有岛弧火山岩的构造属性。

青海赛什腾山早古生代花岗岩地球化学特征及意义

为揭示柴北缘复杂的构造演化特征，用 X射线荧光光谱（XPF）、电感耦合等离子质谱（ICP-MS）等方法对赛什腾山花岗闪长岩、花岗岩和二长花岗岩进行了系统的全岩地球化学与微量元素研究。结果表明，赛什腾山岩体富含 SiO2（64.23％～71.56％）、Al2 O3（14.03％～18.36％）；K2 O／Na2 O值平均为0.48，具准铝质-弱过铝质、钙碱性特征；岩石相对富集 Th、U、Sr，亏损 Ta-Nb、Ti、Pb；稀土总量变化幅度较大（74.29×10－6～169.11×10－6），轻重稀土分馏明显，弱 Eu 负异常特征；主微量元素图解及对比分析显示出Ⅰ型花岗岩特点。结合其他资料，可以认为赛什腾山岩体形成于岛弧环境，是地幔上侵混染了大陆地壳形成的产物，该花岗岩侵位时南祁连洋尚未闭合。

冷湖赛什腾山光学天文台址勘选结果及暗夜保护

青海省地处中国版图的中部偏西地区,大部分位于青藏高原,地势高耸。海西州的柴达木盆地海拔在3000米左右,四周由海拔4000米~6000米的山岭环绕。整个区域的气候特征是干燥少雨,地貌以戈壁荒漠为主。冷湖镇位于青、甘、新三省区交界处,高山沙漠的气候特征尤为明显,长期历史记录显示,冷湖地区平均年降水量在20毫米以下,日照充沛,地貌奇特,夜空晴朗。各种环境因素显示这里具备良好的天文观测基础条件。同时,该区域有大面积的风蚀雅丹,且比邻新疆的塔克拉玛干沙漠,这些成为了天文台址选址的不利因素。2017年10月,青海省海西州政府与国家天文台、紫金山天文台、西华师范大学联合启动了冷湖光学天文台址勘选。在青海省、州政府的支持下,我们取得了冷湖赛什腾山区光学天文观测台址勘选的重大成果。文章基于历史气象记录、卫星遥感数据和光学天文观测台址参数监测数据的统计分析并结合数值模拟,呈现冷湖赛什腾光学天文台址的质量。优质的光学天文台址是天文学领域获取原创性科学成果的战略资源,文章也针对台址资源的规划和保护,从选址科学任务的角度进行讨论。

“天文大科学装置冷湖台址监测与先导科学研究”重大专项实施进展

天文学是孕育重大原创发现的前沿科学,也是推动科技进步和创新的战略制高点。作为一门以观测为基础的自然科学,地基光学/红外和射电观测依然是现阶段天文学研究的主要手段之一。我国现代天文学经过百年发展,取得了许多重要进展。然而我国天文观测研究一方面缺乏大口径的光学/红外、亚毫米波毫米波望远镜,另一方面过去的天文台址大多分布在人口稠密、低海拔、潮湿多雨的地区,台址质量很难达到运行大科学装置的国际一流天文台址的要求,严重制约了我国天文学发展。青海省位处青藏高原北部,海拔高、气候干燥、光污染低,极可能有理想的天文观测台址。2017年,青海省海西州人民政府和中国科学院国家天文台、中国科学院紫金山天文台、西华师范大学共同合作开展青海冷湖地区的光学天文选址工作。为满足中长期中国天文大科学装置布局的需求,促进天文大科学装置落地青海,青海省科技厅在2019年4月与中国科学院紫金山天文台、国家天文台签订合作协议,同年6月启动了重大科技专项“天文大科学装置冷湖台址监测与先导科学研究”。在青海省政府的大力支持下,重大专项顺利推进。本文将介绍重大科技专项在冷湖及周边地区光学台址监测、射电多波段台址遴选与监测、天文台址大气与地理地质环境监测与综合分析、时域天文先导科学研究等四个方面取得的进展。根据重大专项执行至今的结果显示,冷湖赛什腾山具有与世界一流光学天文台址媲美的台址条件,雪山牧场在观测季具有与当前国际最佳亚毫米波台址相当的可沉降水汽含量,初步表明青海省具备天文大科学装置落户的台址支撑条件,在天文学等相关研究领域具有巨大的发展潜力。

连续电磁剖面法在赛什腾山前逆掩推覆构造识别中的应用

柴达木盆地北缘赛什腾山前带逆掩推覆构造发育,地表条件差,地震勘探困难,为此在该区开展了连续电磁剖面法勘探研究。采用Robust、远参考、静态校正多种预处理方法有效压制了干扰,提高了数据品质。通过综合应用Bostick、CMI和二维连续介质反演方法突出了有效异常,清晰地揭示了赛什腾山前带逆掩推覆构造的发育特征,明确了山前逆掩推覆断裂下盘地层空间展布及该区的盆山接触关系。

苏干湖地区与柴北缘侏罗系原始沉积关系探讨

苏干湖地区位于柴达木盆地西北端,二者之间以大、小赛什腾山相隔。钻井及露头资料证实,苏干湖地区和柴北缘新生界之下均有较大范围的侏罗系分布,但围绕两地侏罗系之间的沉积关系探讨较少。本文通过地层与沉积学对比、后期改造分析、物源分析等综合研究认为,苏干湖—柴北缘地区侏罗系经历了白垩纪晚期、新生代末等多期改造作用,现今残留地层分布为后期改造的结果。早侏罗世沉积较局限,柴北缘与苏干湖地区应为相互分隔的沉积区,且以断陷沉积为主。中侏罗世时期,苏干湖地区与柴北缘呈连通状态,赛什腾山地区主体接受沉积,研究区为一个较现今侏罗系残留范围更为广阔的坳陷型沉积盆地。研究结果对于加深理解青藏高原北缘中—新生代构造演化和该地区油气资源评价、勘探部署具较为重要的意义。

青海省赛什腾山地区三角顶金矿区地质、地球化学特征及找矿方向

三角顶金矿床地处南祁连山南缘、柴达木盆地北缘,位于赛什腾山—阿尔茨托山PbZn-Au-W-Sn(Cu、Co、稀土)成矿带赛什腾山成矿亚带。三角顶金矿床矿石类型主要为黄铁矿化、褐铁矿化石英脉型,次为黄褐色碎裂岩化、褐铁矿化蚀变花岗闪长岩型。含矿石英脉产出于花岗闪长岩节理、裂隙中,北西向构造为主要的控矿因素,围岩蚀变有青磐岩化、硅化、钾化,局部可见糜棱岩化。1∶1万土壤测量显示,矿区内Au异常明显,共圈定组合异常13处,其中AP4、AP5、AP7、AP9异常具有良好的找矿潜力。

赛什腾山地区构造地质特征及金矿化

赛什腾山地区构造活动比较强烈，ＮＷ向的褶皱构造与断裂构造构成了本地区的构造格架，控制了区域地层、岩浆岩以及金矿床（点）的产出．ＮＷ向主体构造是区域性矿液活动的通道．其次级构造为金矿化提供了就位空间．

天文大科学装置冷湖台址监测与先导科学研究——时域天文先导科学研究进展

时域天文近年来发展迅速,已成为天文学和相关物理研究的重大突破方向,而时域天文的发展需要高性能的时域天文观测设备,以及能发挥设备观测能力的优质天文台址。2019年6月,青海省科技厅启动了重大科技专项“天文大科学装置冷湖台址监测与先导科学研究”,专项针对青海冷湖优良的天文观测条件及未来将落户冷湖的大型天文观测设备的观测能力,利用现有的天文观测设施开展了一系列时域天文先导科学研究。研究内容包括光学时域天文的观测研究,如光学时域天文的观测策略和基于深度学习的暂现源数据处理系统搭建,并利用姚安光电阵列CHES和南极巡天望远镜AST3-Ⅲ等设备进行时域天文观测。先导研究还包括围绕大视场巡天望远镜WFST开展的一系列前期研究,如WFST暂现源观测管线系统和数据处理系统的搭建,WFST对暂现源观测的预研,利用WFST开展星系形成和演化的预研,以及中子星、黑洞、引力波等的理论预研等。

冷湖赛什腾山天文台工程地质选址评价

青海省冷湖赛什腾山具有国际一流的光学天文观测条件,是我国光学天文发展的宝贵战略资源。围绕冷湖赛什腾山天文台建设面临的工程地质选址问题,在收集前人已开展的地质调查成果的基础上,利用遥感影像、无人机航拍、数值模拟和人工地面调查相结合的方法进行工程地质选址评价。为了确保赛什腾山已经确定的2处已建平台和2处空置平台的工程地质稳定性,首先进行了人工地面踏勘、采取岩石样品和模拟地震作用下已建平台的边坡三维响应研究,以确定平台的稳定性;在重点工作区使用InSAR监测分析地形形变,确定重点工作区工程地质稳定性;最后使用BP神经网络模型算法对赛什腾山地区进行区域工程地质稳定性评价。评价结果表明:2处已建平台虽有断层分布但对工程建设的影响较小;2处空置平台场地内及周边未发现断层破碎带及断裂构造通过。基于分析结果,建议尽量减少在填方区布设工程及重要设备,保证填方边坡坡度小于自然休止角,对于人工开挖或填筑形成的碎石土边坡应进行适当工程处理以确保工程安全及设备正常使用,并基于不同层次的评价结果推荐出4300 m与4050 m 2个平台。

TD204BD-M001型北斗气象通信终端的故障排查

为了保障冷湖赛什腾山自动气象站的稳定运行,对北斗气象通信终端有较为深刻的认识,基于近年来的维修经验,文章对TD204BD-M001型北斗气象通信终端的华云通达新一代信息传输系统、供电系统、通信电缆、北斗气象通信终端参数设置和主采集器方面出现的故障进行了全面分析。

青海胜利沟地区滩间山群变质火山岩地球化学特征及其与成矿关系研究

胜利沟地区位于赛什腾山构造-岩浆岩带南西侧，区内主要出露有上奥陶统滩间山群变质火山岩。地球化学研究表明，火山岩为超基性-基性-中性系列，主要为准铝-低铝质岩类。碱度指数ALK（Na2O＋K2O）为2.70%-10.73%。岩石分异指数（DI）普遍较低，稀土总量变化大，ΣREE为25.35×10^-6～446.11×10^-6，δEu为0.72-1.08，呈弱负铕异常至正异常，显示出火山弧玄武岩或过渡型洋脊玄武岩的特点。火山岩总体上显示偏钠质特点。在区域上偏钠质火山熔岩及其对应的火山碎屑岩为金矿最好的赋矿层位，显示了本区火山岩地层巨大的成矿潜力。

冷湖天文台址气象要素垂直变化特征分析

根据冷湖赛什腾山天文台址GPS探空试验数据,分析了冬夏季高空大气温湿层结构及风速风向垂直分布特征。结果显示,冷湖赛什腾山天文台址夏季温度垂直变化率为0.43℃/100 m,冬季为0.84℃/100 m,冬季温度垂直变化明显较夏季剧烈,且冬季逆温层高度较夏季普遍较低,但出现频次较高。冬夏季湿度在地表至500 hPa均随海拔升高呈逐渐增大,并在500 hPa附近达到最大值,其后呈逐渐减小趋势,其中夏季湿度变化较冬季显著。近地层的风速受地形地貌影响,随海拔高度升高变化显著,高空风速变化较平稳。对比赛什腾山顶和冷湖国家基准气候站两地放球记录分析风向得出:650 hPa山顶风向较冷湖站不稳定,500 hPa以上两地风向变化趋于一致。

冷湖赛什腾山一次中雨天气过程分析

利用高空、地面及卫星云图等气象观测资料,以及天气学原理和统计分析方法,分析了2021年7月9日海西西部冷湖赛什腾山天文台址中雨天气过程。结果表明:此次降水过程昼强夜弱,阵性为主,持续时间较长;500 hPa低涡切变线、新疆低槽和副热带高压西伸是造成此次降水的主要影响天气系统;西南、东南气流输送了充沛的水汽;低层气流辐合、高层辐散,上升运动强;垂直速度强、上干冷下暖湿层结不稳定。

冷湖赛什腾山一次大风沙尘天气及对天文观测的影响分析

文章从大气环流形势、不稳定条件、卫星云图、地形影响及沙尘暴成因等方面,分析了2022年7月20日冷湖赛什腾山大风沙尘天气过程。结果表明,此次大风沙尘天气具有显著的日变化,上午发展,下午至傍晚最强,入夜减弱;500 hPa存在较强的冷平流;地面冷锋加剧了不稳定能量,为沙尘暴天气的发生提供了有利的动力条件;过程对天文台址项目建设施工、天文观测及车辆安全通行造成了一定的影响。分析结果旨在及时掌握海西地区大风沙尘天气特征及其对赛什腾山天文活动的影响,为天文观测活动精细化气象保障服务提供参考依据。