青藏高原古高程定量恢复研究进展

目前在青藏高原使用的古高程定量恢复的方法有:氧同位素古高程计(包含热动力学模型和经验模型)、△47古温度—古高程计、氢同位素古高程计、古植物古高程计(包含共存分析法、叶相分析法)和古环境分析。详细分析了各古高程计的原理、应用条件、影响因素和优缺点,进一步总结了各种研究方法取得的成果和存在的问题,探讨了各研究方法在青藏高原定量古高程研究方向的应用潜力和发展前景,并对完善现有的古高程计和今后开发新的古高程计提出相关建议。     

气孔玄武岩古高程计：原理、方法及应用

古高程可以重建高山地区(尤其是高原)的隆升历史,可以更好地约束造山带的地球动力学过程。气孔玄武岩古高程计是通过熔岩流顶部和底部标准气孔体积比计算出古大气压,进而计算古高程的方法。该方法的研究对象是厚度为1~5m的且具有简单侵位历史的玄武质熔岩。高原隆升之前、期间和后期喷发的熔岩均可应用该方法。尽管该方法已经趋于成熟,但是国内还没有任何报道。对其基本原理、研究方法与应用做了详细的综述,并探讨了该方法在青藏高原和中国东部高原应用的潜力。     

气孔玄武岩古高程计:原理、方法及应用

古高程可以重建高山地区(尤其是高原)的隆升历史,可以更好地约束造山带的地球动力学过程.气孔玄武岩古高程计是通过熔岩流顶部和底部标准气孔体积比计算出古大气压,进而计算古高程的方法.该方法的研究对象是厚度为1～5m的且具有简单侵住历史的玄武质熔岩.高原隆升之前、期间和后期喷发的熔岩均可应用该方法.尽管该方法已经趋于成熟,但是国内还没有任何报道.对其基本原理、研究方法与应用做了详细的综述,并探讨了该方法在青藏高原和中国东部高原应用的潜力.     

石笋矿物由文石转变为方解石后碳、氧同位素组成的变化

石笋矿物由文石转变为方解石,其碳、氧同位素组成如何变化的认识对于古环境研究具有重要意义。选取江西省神农宫洞石笋SN15进行研究,X衍射分析测试证明其主体部分的矿物组成为文石,部分位置文石转变为方解石。相同层位文石和转变方解石的碳、氧同位素组成分析结果表明,转变方解石与原生文石相比,δ13 C值几乎没有变化;而δ18 O值明显偏负,且不是系统性偏负,偏负范围为0.2‰~1.4‰。因此,原生文石记录的降水氧同位素组成在矿物转变时受到扰动,转变方解石的氧同位素组成信息不能用于高分辨率古气候与古环境研究;碳同位素组成虽然变化很小,使用时也需慎重。     

工程土方量计算比较分析

土方计算的基本方法有断面法、方格网法、等高线法及基于数字高程模型(DEM)法。在实际生产应用中，不同的方法计算的同一场地土方量数量相差较大，所以不同方法土方计算精度不同，适用范围也不一样。本文基于对工程土方量计算中的断面法、方格网法、等高线法及基于数字高程模型(DEM)法的基本原理、方法和优缺点比较分析。从理论上讨论它们的适用范围、条件及精度分析。结果表明，DEM法适用于所有场地，且精度较高，方格网法只适用于平坦场地；断面法适用于特别复杂的狭长带状地形场地。     

西风区昭苏黄土剖面中碳酸盐矿物组成及其古环境意义辨识

碳酸盐矿物是黄土的重要组成部分,是古环境重建的重要指标之一.通过对地处西风区的新疆伊犁盆地昭苏黄土剖面的全岩样品和分粒级样品的X射线衍射测试,分析了其碳酸盐矿物组成,利用麦夸特算法计算了碳酸盐矿物的含量.综合碳酸盐矿物的含量、粒径分布及风化特征等因素,对其古环境意义进行了辨识,从而建立了该剖面末次冰期以来碳酸盐矿物记录的古气候环境变化序列.结果表明:昭苏剖面中原生碳酸盐矿物(方解石和白云石)含量占主导地位,次生方解石对样品中总方解石含量的贡献较少;白云石含量可能与亚轨道尺度冷暖交替导致的西风环流强度变化有关;方解石含量的变化可能指示了西风区降水量的变化;碳酸盐矿物含量揭示了昭苏地区在末次冰期时气候冷湿,在全新世时气候暖干.     

MATLAB在碎屑沉积岩矿物含量计算中的应用

岩石学与地球化学研究中,岩石中矿物含量的确定是一项重要的基础工作,传统测定主要依赖偏光显微镜镜下观察统计或进行编程计算,效率较低。通过实例介绍了使用MATLAB工具箱中非负线性最小二乘法根据岩石化学与镜下观察到的矿物种类对碎屑沉积岩中矿物含量进行定量计算的应用。计算结果表明,使用这种计算方法对岩石矿物含量的计算结果明显比显微镜下统计的更准确、快速,值得推广应用。在使用同时,也要注意合适的矿物化学组成的正确选取,以保证计算的真实有效。     

洛川黄土纳米尺度观察：纳米棒状方解石

本文对洛川黄土剖面典型样品进行了透射电镜分析，发现黄土中存在纳米棒状方解石。此类方解石直径30～50nm，长度几百纳米至几微米。纳米棒状晶体有圆滑地粗细变化和弯曲现象，偶见晶体连接成树枝状或晶体直角连接形成框架状形态。X-射线能谱分析显示方解石有少量的镁、磷和硫，这种纳米棒状方解石在国内外文献中鲜有报道。根据纳米尺度研究结果推测，这种纳米棒状方解石形成与生物衍生物诱导的定向结晶有关。纳米棒状方解石是一种重要的黄土堆积时期干旱环境指示矿物，其碳、氧稳定同位素组成代表黄土堆积时气候参数。纳米棒状方解石的发现，对环境中纳米矿物研究、黄土中碳酸盐碳成因及古气候研究具有重要价值。     

岩体裂隙网络矿物溶解-沉淀-迁移数值模拟

为了研究岩体裂隙网络中矿物溶解-沉淀的变化规律及其对溶质运移的影响,联合矿物溶解-沉淀动力学模型、渗流模型和溶质运移模型建立了岩体裂隙网络矿物溶解-沉淀-迁移模型,经过水溶液络合物计算和矿物成分分析,对研究区域方解石溶解-沉淀作用及溶质运移进行了数值模拟。得出的结论主要有:(1)受裂隙网络分布的影响,溶质运移分布极不均匀,溶质主要通过连通的裂隙从上游向下游迁移;(2)考虑方解石的溶解-沉淀作用之后,在溶解区域溶质浓度增加,在沉淀区域溶质浓度减少;(3)通过对比分析,可知方解石溶解-沉淀受水溶液中CO23-浓度影响较大。     

微重力测量地形改正的精度及其实现

在重力测量的计算中,地形起伏的影响是个不可忽略的问题,已用的地改计算模型有:直方体、棱柱体、梯形等,近年来球函数、快速付立叶变换等数学手段也已用到地改工作中。但无论哪一种方法,都涉及到高程数据(地形)的选取。在生产实践中,往往把现存的易于取得的高程数据都输入到计算机中,而很少根据它本身所需精度来选择高程数据的稀密和范围。重力地改的误差来源是非常复杂的,可以初步概括为以下四个方面:1.地形起伏的高程读数误差;2.计算点高程误差;3.计算点点位误差;4.地形改正方法的误差。由前三项引起的误差是很小的.或者可以避免和忽略,最主要的误差来源是计算方法所产生的误差。计算方法包括高程数据的     

基于连续流同位素质谱的地下水无机物氯稳定同位素测试方法及影响因素研究

氯稳定同位素作为示踪剂,能指示水体演化和探索地质环境变化,在地球科学领域具有广泛的应用前景.连续流同位素质谱法(CF-IRMS)具有样品用量少和灵敏度高的优点,被广泛应用于氯等稳定同位素的测试.氯甲烷作为一种易挥发的气体,在反应过程及测试管路中容易逸出,造成样品损失.如何减少反应及测试过程中氯甲烷的流失,实现氯甲烷的分...     

稳定同位素在山脉隆升历史重建中的应用

本文简要介绍了现今山脉隆升历史研究方法的现状 ,指出可以利用同位素作为气候变化的指数 ,以气候变化为桥梁来推断山脉隆升历史。目前 ,该方法主要有两种发展趋势。笔者利用了该方法来推测青藏高原北缘山脉的隆升。结果显示 ,高原北缘山脉在渐新世和中新世早期都曾出现了快速隆升。     

热成因甲烷碳同位素分布的形成机制

很多学者从不同的角度用不同的方法模拟了从有机母质 (包括煤和干酪根等气源 )形成天然气 (甲烷 )时的碳同位素分馏效应 ,建立了碳同位素分馏效应的很多模型 ,同时也讨论了催化作用和成烃后作用对天然气碳同位素的影响。但这些理论模型和模拟实验结果都还不能完全地拟合自然界中热成因甲烷碳同位素的分布 ,也未能从本质上完全阐明其碳同位素的分馏机制。其原因是各种模型的前提假设都未能完全满足复杂的自然界条件。今后工作的重点应放在用化学动力学的方法建立更完善的模型上 ,同时也应当重点考虑催化作用和成烃后作用对天然气同位素的影响。     

硫同位素混合总体筛分

现代矿床学研究表明，绝大多数矿床的形成具有多来源、多阶段、多成因的特点。定量研究S同位素来源可将形成一个矿床的过程看作是多个总体的混合或叠加，在数学上这种混合或叠加可以用混合总体筛分的数学模型来描述。笔者在长江中下游地区和湖南东坡矿田中成功地应用混合总体筛分的数学模型，定量研究了S同位素来源的问题，这一问题的解决对于研究成矿物质来源和成矿机理具有重要的意义。     

MAT 253气体同位素质谱仪测定微量氢同位素组成进样方法初探

幔源流体活动区天然气中微量H2是研究幔源H2同位素组成的最佳样品,但受目前测试技术的限制,能准确测试同位素组成的H2浓度下限仍然有待继续降低。前人研究表明,当H2浓度低于1.5%时,测试结果的误差较大,可信度较低,这可能与载气进样时在进样针孔附近发生了随机分馏有关。为了避免这种随机分馏,文章提出了一种利用压差进样的方法,即利用饱和NaC l溶液增加样品瓶内的压力实现进样。实验结果表明,利用这种进样方法,不同浓度条件下,H2同位素组成测试值的极差与标准偏差都随H2浓度的增加而减小,统计得到的绝对误差与仪器的误差范围相当。因此,该进样方法可以有效避免微量H2在进样过程中发生的随机分馏,提高测试结果的精度和可信度。同时表明可以对现有设备进行合理改造,挖掘仪器的测试潜能。     

证据权模型中两种预测单元划分方式对比

证据权模型作为一种数据综合方法已被广泛应用于矿产资源定量预测与评价。在模糊证据权基础上,发展了基于地质单元思想的矢量证据图层构建和数据综合方法,并通过实例作具体阐述：它以矿点缓冲区图层作为训练图层,以各证据变量图层在空间上的叠置所形成的唯一地质单元作为评价对象,统一计算各个证据变量的证据权重,进而基于地质单元进行证据综合和后验概率成图。与基于栅格（或规则格网）的模型不同,基于矢量证据权模型以具有明确地质内涵的地质单元（而非规则网格单元）为预测单元,易于解释,并且消除了边界误差;相比基于规则格网划分所得到的成矿单元,以矿床（点）缓冲区作为训练对象,提高了已知矿点的代表性。实例表明：若预测单元大小为初始栅格大小整数倍,各缓冲等级平均面积计算误差为0.26%,否则面积平均误差达到6%;即使在预测单元大小为初始栅格大小整数倍情况下,矿点平均计算误差也达到4.78%。因此,基于地质单元思想的证据权预测单元划分方法在精度上优于基于栅格或规则格网方法。     

彭州通济地区水文地球化学特征及成因分析

彭州地区是＂5.12＂地震灾区,其震后的水文地球化学特征还未有相关研究,本文利用以热力学为基础的水文地球化学平衡理论与方法对彭州通济地区震后浅层地下水化学特征及其形成进行了分析,为研究地震对浅层地下水的影响提供基础信息。分析表明：研究区水化学场受到地形地貌的控制,水化学类型以HCO3--Ca型为主;HCO3-、Ca2＋普遍含量较高,CO2分压控制碳酸盐的溶解度及水中的pH值;其浅层地下水相对于石英处于过饱和状态,相对于非晶质SiO2处于未饱和状态,CO2气体参与硅酸盐矿物水解,产生可溶SiO2;矿物溶解及与水中化学组分平衡的非硅铝酸盐矿物主要为方解石,硅铝酸盐矿物主要为长石,其次是高岭石、蒙脱石。水化学平衡理论与方法可以较好的用于研究地下水所处的水文地球化学环境以及判断SiO2的来源和矿物溶解过程。     

On equilibrium in non‐hydrostatic metamorphic systems

Metamorphic geology has accumulated a huge body of observation on mineral assemblages that reveal strong patterns in occurrence, summarized, for example, in the idea of metamorphic facies. On the realization that such patterns needed a simple explanation, there has been considerable a posteriori success from adopting the idea that equilibrium thermodynamics can be used on mineral assemblages to make sense of the patterns in terms of, for example, the pressure and temperature of formation of mineral assemblages. In doing so, a particularly simple implicit assumption is made, that mineral assemblages operate essentially hydrostatically. Structural geologists have studied the same rocks for different ends, but, remarkably, the phenomena they are interested in depend on non‐hydrostatic stress. We look at the effect of such behaviour on mineral equilibria. With adoption of some plausible assumptions about how metamorphism in the crust works, the consequence of minerals being non‐hydrostatically stressed is commonly second order in equilibrium calculations.     

地球深部物质的某些物性测量方法研究

文中介绍了地球深部物质实验室近 2 0年来开展高温高压下地球深部物质物性实验研究过程中 ,在测量方法方面的进步和应用情况。这些测量方法包括了高温、高压下弹性的超声测量方法、高温高压下电性的测量方法、高压差热分析法和高压下热学Gr櫣ｎｅｉｓｅｎ参数的测量方法诟呶赂哐瓜卵沂涂笪锏牡猿饬恐?,我们由超声脉冲透射方法改进为超声脉冲透射反射法 ,克服了样品室中压力和温度梯度对样品的影响。在高温高压下岩石和矿物的电学性质测量中 ,我们由直流法发展为阻抗谱法 ,不仅克服了样品极化对测量结果的影响 ,还可以获得离子在溶液中的多种物理化学参数 ,以及监测含水矿物在高温高压下的脱水动力学特征。在固体传压介质中建立的高压热学Gr櫣ｎｅｉｓｅｎ参数的测量方法 ,由于升压速率比较小且叶蜡石在高压下的热导系数增大 ,其测量结果需要进行校正 ,其测量方法有待进一步改进。     

"后Urey模型时代"的稳定同位素地球化学基础理论

简要综述了最近十几争来稳定同位素地球化学基础理论发展的几个热点,包括能处理重元素的同位素分馏的核场效应理论、基于晶格动力学及声子的密度函数微扰理论计算的固体同位素分馏理论、稳定同位素的微观反应动力学理论,以及含压力变量的同位素分馏理论。这些新理论,表明长期基于Urey模型或称Bigeleisen-Mayer公式的稳定同位素地球化学的时代已经结束,更精确、更丰富的理论体系正在逐步建立之中。