IDENTIFICATION OF PALEO-EARTHQUAKES OF LUOYUNSHAN PIEDMONT FAULT BY QUANTITATIVE MORPHOLOGY OF LIMESTONE FAULT SURFACES

The quantitative analysis of morphologic characteristics of bedrock fault surface is a useful approach to study faulting history and identify paleo-earthquake. It is an effective complement to trenching technique, specially to identifying paleo-earthquakes in a bedrock area where the trenching technique cannot be applied. This paper focuses on the Luoyunshan piedmont fault, which is an active normal fault extending along the eastern boundary of the Shanxi Graben, China. There are a lot of fault scarps along the fault zone, which supply plentiful samples to be selected to our research, that is, to study faulting history and identify paleo-earthquakes in bedrock area by the quantitative analysis of morphologic characteristics of fault surfaces. In this paper, we calculate the 2D fractal dimension of two bedrock fault surfaces on the Luoyunshan piedmont fault in the Shanxi Graben, China using the isotropic empirical variance function, which is a popular method in fractal geometry. Results indicate that the fractal dimension varies systematically with height above the base of the fault surface exposures, indicating segmentation of the fault surface morphology. The 2D fractal dimension on a fault surface shows a ‘stair-like’ vertical segmentation, which is consistent with the weathering band and suggests that those fault surfaces are outcropped due to periodic faulting earthquakes. However, compared to the results of gneiss obtained by the former researchers, the characteristic fractal value of limestone shows an opposite evolution trend. 1)The paleo-earthquake study of the bedrock fault surface can be used as a supplementary method to study the activity history of faults in specific geomorphological regions. It can be used to fill the gaps in the exploration of the paleo-earthquake method in the bedrock area, and then broaden the study of active faults in space and scope. The quantitative analysis of bedrock fault surface morphology is an effective method to study faulting history and identify paleo-earthquake. The quantitative feature analysis method of the bedrock fault surface is a cost-effective method for the study of paleo-earthquakes in the bedrock fault surface. The number of weathered bands and band height can be identified by the segment number and segment height of the characteristic fractal dimension, and then the paleoearthquake events and the co-seismic displacement can be determined; 2)The exposure of the fault surface of the Luoyunshan bedrock is affected and controlled by both fault activity and erosion. A strong fault activity(ruptured earthquake)forms a segment of fault surface which is equivalent to the vertical co-seismic displacement of the earthquake. After the segment is cropped out, it suffers from the same effect of weathering and erosion, and thus this segment has approximately the same fractal dimension. Multiple severe fault activities(ruptured earthquake)form multiple fault surface topography. The long-term erosion under weak hydrodynamic conditions at the base of the fault cliff between two adjacent fault activities(intermittent period)will form a gradual slow-connect region where the fractal dimension gradually changes with the height of the fault surface. Based on the segmentation of quantitative morphology of the two fault surfaces on the Luoyunshan piedmont fault, we identified four earthquake events. Two sets of co-seismic displacement of about 3m and 1m on the fault are obtained; 3)The relationship between the fault surface morphology parameters and the time is described as follows:The fractal dimension of the limestone area decreases with the increase of the exposure time, which reflects the gradual smoothing characteristics after exposed. The phenomenon is opposite to the evolution of the geological features of gneiss faults acquired by the predecessors on the Huoshan piedmont fault; 4)Lithology plays an important role in morphology evolution of fault surface and the two opposite evolution trends of the characteristic fractal value on limestone and gneiss show that the weathering mechanism of limestone is different from that of the gneiss.     

强震下拱式体系桥梁震害特征及抗震研究

以汶川地震中拱式体系桥梁震害为主线,总结主拱圈、横向连接系和其它附属构件及减隔震设计拱桥的破坏情况,对国内外拱桥的震害特征及原因进行了剖析。以目前应用数量占优的钢管混凝土肋拱桥为具体背景,对拱式体系桥梁的抗震理论、抗震试验和减隔震设计进行了评述。分析认为拱式体系桥梁竖向和纵桥向抗震存在一定的安全储备,但横桥向存在明显的抗震薄弱环节。针对钢管混凝土肋拱桥横桥向振动及倒塌特点,就目前在拱式体系桥梁中引入防屈曲支撑代替横撑以形成耗能减震结构提出了建议及具体可行设计方式。     

一种航空重力测线交叉点搜索新方法

针对目前航空重力测量数据处理中常规搜索方法存在搜索速度慢、正确率低、适用性差的不足,提出以主测线点为搜索中心,采用一定宽度的搜索框对主副测线点进行搜索,将搜索到的主副测线上相邻测点组成线段,运用行列式方法精确求出交叉点及不符值的方法,即滑动窗口搜索法。从搜索时间和正确率两方面对滑动窗口搜索法进行分析,结果表明本文所提方法简单有效,能明显提高测线交叉点搜索效率。     

黑鲷(Acanthopagrus schlegelii)肠道细菌群落对饲料中添加不同羽毛粉的响应

羽毛粉是一种潜在的饲料蛋白源。在水产动物饲料中添加适量的羽毛粉,不仅可以降低饲料成本,而且有助于禽类废弃物的再利用。在动物消化、降解、吸收羽毛粉过程中,动物肠道中的微生物可能发挥着重要作用;添加羽毛粉的饲料对鱼类肠道微生物多样性与群落结构的影响目前还不清楚。基于细菌16SrRNA基因高通量测序,作者对比研究了以添加羽毛粉(包括水解、酸解、膨化处理或生羽毛粉实验组,添加量为5%)和不添加羽毛粉的饲料(即对照组,包括鱼粉和商业饲料两组)喂养黑鲷12周后,黑鲷肠道细菌多样性与群落结构的变化情况。统计分析结果表明:添加羽毛粉的实验组中肠道细菌的丰富度、辛普森指数和香农指数显著低于对照组(P0.05);不含酸解羽毛粉组的实验组,其细菌群落结构与对照组差异显著(P0.05)。总体来看,黑鲷肠道细菌主要由厚壁菌门(57.3%)和变形菌门(36.3%)组成;实验组细菌群落中拟杆菌纲、梭菌纲、δ-变形菌纲、草酸杆菌科和青枯菌属的相对丰度显著低于对照组。不同的羽毛粉处理组之间也呈现出群落结构上的差异:与水解羽毛粉组相比,生羽毛粉组的变形菌门、γ-变形菌门、海洋螺菌目、盐单胞菌科和盐单胞菌属的相对丰度显著下降;与鱼粉组相比,生羽毛粉组中芽孢杆菌目在群落中的占比显著上升,而拟杆菌门、草酸杆菌科和青枯菌属的占比则显著下降,而且生羽毛粉组中厚壁菌门与变形菌门相对丰度的比值(7.42)明显高于鱼粉组(0.97)和水解羽毛粉组(0.74)且均接近显著(P=0.057)。与鱼粉组相比,水解羽毛粉组中紫单胞菌科和回线属的相对丰度显著下降,而盐单胞菌属的相对丰度显著上升。     

晋江海域海水淡化工程浓盐水排海方案研究

为科学选择海水淡化浓盐水排海方案,运用MIKE3数值模拟软件,选取福建晋江附近海域,建立了海水淡化浓盐水排海三维数值模型,模型水位振幅误差在10 cm以内,流速、流向计算结果与实测值变化规律一致,精度符合要求。考虑多端口、排放口间距、喷射速度等因素对浓盐水稀释的影响,选取了4种不同的浓盐水排放方案,开展了海水淡化浓盐水排放扩散模拟,计算了不同排海方案下盐升包络面积。结果表明,晋江海域浓盐水排放量为3.5万t/d的海水淡化工程采用扩散器后盐升分布面积显著减少,采用多个排放口且每个排放口多个端口喷射的排放方案,可明显增强浓盐水在受纳海域中的扩散稀释效果,盐升3的分布面积可减少近一半。建议加强我国海水淡化工程浓盐水排海扩散器的研究与应用,保护受纳海域海洋生态环境。     

微塑料与水中污染物的联合作用研究进展

微塑料(直径<5mm的塑料)因其吸附、迁移性能和生物毒性成为目前研究的热点。微塑料进入水体后,会与水中的持久性污染物和重金属进行相互作用,与它们单独作用于生物的毒性效应不同。本文从微塑料对污染物的富集、迁移以及微塑料与污染物的联合毒性效应方面,对微塑料与污染物的联合作用进行了总结。环境中的微塑料能通过吸附作用富集水中有机污染物和金属离子,该过程主要受微塑料自身性质、塑料的老化程度、污染物的空间分布和其他环境条件的影响。污染物能以微塑料为载体在环境和生物体间迁移,包括空间上的转移和生物体内的转移。微塑料与污染物联合作用于生物体时,会通过增加摄入浓度、加剧组织损伤和降低机体抗性等方式增强污染物对生物体的毒性效应,或者通过降低污染物接触浓度、污染物或共污染物的生物可利用性减缓污染物对生物体的毒性效应。未来应对微塑料的吸附行为、相互作用机制以及评价方法、生物积累和慢性毒性进行探究。     

胶东西涝口金矿深部110Ma角闪辉长岩脉及其对成矿时代的约束

西涝口金矿是胶莱盆地北东缘新近取得找矿突破的蚀变岩型金矿,金矿体主要赋存于古元古界荆山群与牧牛山二长花岗岩之间的构造破碎带中。前期在其深部新发现的角闪辉长岩脉中,通过人工重砂分选,获得了自然金。为探索其与金成矿的关系,文章对其进行了主量、微量元素、锆石U-Pb年代学以及Hf同位素研究。主量、微量元素分析结果表明,角闪辉长岩属钾玄岩岩石系列,全碱、Ba、Sr、轻稀土元素含量高,Rb、P和重稀土元素含量相对较低,无铕异常或有轻微的正铕异常,明显亏损Nb、Zr、Hf等高场强元素,具有富集大离子亲石元素与轻稀土元素、亏损高场强元素与重稀土元素的地球化学特征,类似于富闪深成岩。锆石Hf同位素结果显示,其岩浆锆石的ε_Hf（t）为-14.0~-11.8,暗示其来源于富集地幔源区或存在源区混染的可能性。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,角闪辉长岩年龄为（108.4±2.2）Ma,属早白垩世晚期,明显晚于郭家岭、伟德山序列岩体。综上,笔者认为西涝口金矿角闪辉长岩形成于俯冲板片脱水而导致上覆地幔楔部分熔融,其成因可能与古太平洋板块向华北板块俯冲所形成的火山弧有关,其与该区金成矿过程密切相关,极有可能在成矿过程中直接提供了金的来源。西涝口金矿的形成时代应当在110 Ma左右,胶东东部应该存在110 Ma的金成矿事件。     

屋檐冰柱初期生长规律实验分析

屋檐冰柱是中高纬度地区常见的冰现象, 其破碎断裂可能对人们的生产和生活带来不利影响。同样在桥梁工程、 隧道工程和输电工程中也经常受到冰柱的影响, 造成危险和工程设施的损害, 但由于缺乏对冰柱生长发育规律的探索, 导致冰柱冰害防治及处理方式仅以机械破坏和加热为主, 成本较高。利用室外实验获取屋檐冰柱的初步生长发育规律, 以此指导在低温室内利用金属载体精准滴定模拟屋檐冰柱初期生长规律实验。实验中通过观测水滴流速及冰柱形成速率（长度、 直径和冰重）, 得出了冰柱性状和时间、 供给水量的相互关系。结果表明： 屋檐冰柱形成和水流分布受冰柱发育程度的影响, 冰柱表面水流流速与冰柱发育过程之间存在互馈关系, 冰柱形态阻力与径流集中产生的流速增量又影响着冰柱发育速度。试验过程及试验数据不仅仅对屋檐冰柱具有解释分析的作用, 对其他工程实际也具有指导意义, 可为屋檐冰柱的防治方法研究提供依据和借鉴。     

湘西北民乐毗邻区深部电性结构及其地质意义

为揭示湘西北民乐毗邻区南华纪大塘坡组含锰沉积地层结构,深化对地堑-地垒成锰地质空间的认识,实现地球物理深地探测技术对南华纪沉积型锰矿床的找矿指导,对区内经过民乐锰矿的大地电磁测深剖面进行了处理和解释,结合地质信息反演了南华纪古盆地地层构造格局。首先通过频率域大地电磁探测数据进行了阻抗张量和相位张量分解分析,揭示了湘西北民乐地区在高频区(大于0.01 Hz)主要呈现二维构造特征;其次利用Swift分解和相位张量分解结果对剖面所有测点数据进行了电性主轴分析,判断了剖面主要构造走向总体上呈北偏东37°,计算了TE、TM两个极化方向的卡尼亚视电阻率和相位;最后针对TE、TM两个模式利用Occam反演方法分别进行了单独和联合反演,得到了民乐地区深部电性分布并进行了地质解释。研究结果表明:湘西北民乐地区由浅至深电性结构比较简单,地层由新到老分层性较好,大体可分为高台组白云岩中阻层、清虚洞组灰岩高阻层、石牌组—牛蹄塘组低阻层、留茶坡组—陡山沱组较高阻层、南沱组—大塘坡组低阻层、古城组和富禄组中阻层6层;大地电磁反演电阻率模型等值线图中的“凹中凹”地层结构是圈定成矿靶区的主要地球物理标志;民乐—花垣一带为古天然气渗漏口的过渡相和边缘相,含锰地层具有越往东北向埋深越浅、厚度也越来越薄的特点。     

中国土地利用冲突研究进展

中国正处于经济转型与社会发展的关键时期,土地利用面临着巨大的压力和挑战,土地利用结构失衡凸显,各类用地矛盾日趋激烈,由此引发的土地利用冲突问题日益受到重视,相关研究成果大量涌现却缺少系统的梳理与总结。论文运用文献资料法厘清国内土地利用冲突研究取得的成效,并通过文献总结和对比分析指出现有研究存在的不足,进而为中国土地利用冲突研究提出了新的方向。首先,在对已有文献中土地利用冲突相关概念辨析的基础上,指出土地利用冲突是土地资源利用过程中,利益相关者围绕土地利用方式与结构所产生的人地之间的空间竞争与权益冲突的现象。其次,从土地利用冲突的理论基础、土地利用冲突的利益相关者、土地利用冲突的识别与强度诊断、土地利用冲突的表现形式及分类、土地利用冲突的演变及其驱动机制、土地利用冲突的和解等6个方面对国内相关研究进行归纳和总结。最后,通过对国内外研究成果的梳理和比较提出了未来中国土地利用冲突研究的主要方向：① 经济社会转型背景下土地利用冲突理论体系的补充与完善;② 全球化背景下土地利用冲突研究的内容拓展与范式革新;③ 乡村振兴战略背景下城乡土地利用冲突的空间正义与效率;④ 参与式GIS技术支持下土地利用冲突的定量与定位治理;⑤ 国土空间规划体系整合下土地利用冲突的协调与权衡;⑥ 多学科融合视角下土地利用冲突的集成分析与成果应用。