海洋沉积过程的铀系放射性核素示踪技术:物源识别、沉积、再悬浮

放射性核素示踪技术被广泛应用于海洋学研究。海洋沉积物是许多物质的归宿,海洋沉积过程的研究常关注3个关联问题:物质来源、沉积速率、再悬浮过程。针对这3个问题,在南海9个珊瑚礁区、北部湾涠洲岛海域、珠江口、北冰洋、南大洋等多个海区利用典型的铀系放射性核素(210Pb、226Ra、234Th、238U)示踪技术开展海洋沉积过程研究。物源识别方面,研究发现珊瑚礁区沉积物具有极低的226Ra/238U活度比值(0.1),显著低于其他海区的226Ra/238U活度比值(0.5～1.0),该独特性质可以应用于珊瑚礁区的沉积物/悬浮物来源示踪,是其他传统元素地球化学方法(Al、Ti、稀土元素)的补充。沉积速率方面,基于210Pb的恒定通量恒定沉积速率(Constant Flux Constant Sedimentation Model, CFCS)模式,定量计算了广西涠洲岛珊瑚礁区沉积柱样的沉积速率(3.7±0.6 mm/a),该结果低于中国多个近岸海域的沉积速率(5～96 mm/a)。沉积物再悬浮方面,提出利用"残余234Th"(不同于过剩234Th)示踪海洋沉积物再悬浮过程,并成功应用于北冰洋、南海、南大洋。     

考虑软弱夹层厚度的岩体力学响应及破坏特征研究

作为一种典型的地质结构,软弱夹层与硬脆性岩体共同形成了围岩层状复合结构,进而显著影响着隧洞围岩的稳定。以往对含软弱夹层的复合岩石的研究多集中于单轴、双轴或常规三轴,对隧洞临空面处真三轴应力路径下的复合围岩力学性质和破坏特征缺乏分析讨论。通过制作的含不同厚度的软弱夹层复合岩样,探讨了软弱夹层厚度对隧洞临空面围岩力学响应和破坏特征的影响。研究表明：软弱夹层厚度显著影响着复合岩样峰值应力和应变,随着厚度的增大,软弱夹层上方岩块向临空面方向的滑移变形逐渐增大,软弱夹层压缩变形逐渐减小;复合岩样靠近临空面的岩石单元破坏模式随着软弱夹层厚度的增大逐渐由拉剪混合破坏转变为张拉破坏,且宏观裂隙数量和破坏范围均逐渐减小,而远离临空面的岩石单元则由剪切破坏逐渐转变为基本无损伤断裂;不同厚度的隧洞侧帮复合围岩的破坏区域均集中在软弱夹层及其上方围岩处,软弱夹层下方围岩则基本保持稳定;在应力分布方面,软弱夹层厚度越大,最大压应力越向深部软弱夹层处转移,而拉应力区分布范围越小,但拉应力区深度越大。     

滇中地块新生代晚期的变形机制:基于构造地貌学分析

滇中地块位于青藏高原东南缘,是研究青藏高原东南缘新生代晚期构造变形机制的理想场所. 滇中地块新生代晚期的变形机制主要有“下地壳流”和“刚性块体挤出”两种模式,前者认为地块构造活动分布较为均匀,后者认为构造活动沿断裂带更为强烈. 由于地貌指数对构造活动非常敏感,为厘定研究区新生代晚期的变形机制,基于30 m分辨率的SRTM?3数字高程模型（DEM）提取了滇中地区319个（亚）流域盆地,通过分析获得了面积高程积分曲线及面积高程积分（HI）、流域形状指数（BS）、流域盆地不对称度（AF）、标准化河流阶梯指数（SLK）、谷底宽度与谷间高度比（VF）这5种地貌指数,综合这五种指数得出相对活动构造指数（I_at）,并利用构造地貌指数（I_at）揭示了研究区的相对构造活动分布特征. 研究表明丽江-小金河断裂带、则木河-小江断裂带、红河断裂带及金沙江两侧的I_at值相对较小,其他部位相对较高,这表明滇中地区的构造活动性强的区域主要集中发育在断裂带附近,与“刚性块体挤出”模式相一致. 滇中地块中部的金沙江两侧I_at值相对较低,表明其地貌活动性较强. 这是由于新生代晚期青藏高原东南缘的隆升及河流重组,导致的金沙江及其支流切割力增强,从而造成金沙江两侧HI值、BS值、SLK值增高和VF值降低,使得金沙江两侧I_at值相对较低.      

江西武功山早古生代花岗岩的岩石学、锆石U- Pb和Lu—Hf同位素地球化学特征及其地质意义

武功山造山带位于华夏地块与扬子地块碰撞缝合带南侧,记录了新元古代以来的多次构造运动。本文对其中的黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩进行了全面的矿物学、岩石地球化学、锆石U- Pb同位素年代学及Lu—Hf同位素研究。LA- ICP- MS锆石U- Pb同位素年代学研究指示武功山黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩结晶于早志留世（441. 6~442. 2 Ma）。武功山早志留世花岗岩具有富硅（SiO2含量为67. 43%~73. 06%）、富碱（Na2O+K2O含量为6. 47%~8. 46%）、贫钙（CaO=0. 78%~2. 64%）、贫镁（MgO=0. 46%~1. 61%）等特征,为强过铝质高钾钙碱性花岗岩（A/CNK=1. 09~1. 35）。同时,岩相学和地球化学指示岩石属于亚碱性系列,分异程度较低,ΣREE较低,轻重稀土分异程度较高,为S型花岗岩且岩浆源区物相为角闪石+斜长石+石榴子石。结合花岗岩锆石fLu/Hf 值均小于-0. 9,εHf（t）均为负值（-6. 7到-4. 8）,指示岩浆来源于古元古代古老陆壳物质,形成于陆内造山构造背景下,为武功山地区对武夷—云开造山运动的响应。     

川西阿坝州壤古温泉成因机制研究：来自水文地球化学和地球物理勘探的证据

地热资源是一种清洁低碳、储量丰富、安全优质的可再生能源,大力开发利用地热资源,对落实“碳达峰、碳中和”战略目标具有重要意义。壤古温泉位于青藏高原东南缘川西阿坝州壤塘县,为松潘-甘孜褶皱带地热资源空白区钻获的优质地热资源,井口水温39.5℃,自流流量1 500 m³/d,属富含偏硅酸、偏硼酸、锶的氟、锂优质热矿水,具有极高的医疗价值。文章以壤古温泉为研究对象,通过水文地球化学、地球物理特征研究,探讨了地热形成机制。结果表明：壤古温泉pH值6.7～7.1,溶解性总固体2 050～2 760 mg/L,水化学类型为HCO₃-Na型,水岩作用强烈。其氢氧同位素分布于全球大气降水方程线附近,说明热水主要为大气降水补给。Na-K-Mg平衡图表现为未成熟水,表明热水受裂隙潜水或地表冷水强烈混合作用。基于传统地热温标、硅焓混合模型、Cl^-校正估算热储温度为138～183.3℃,冷水混合比例为77.9～84.3%。综合地球物理勘探、钻探揭露特征,本文构建了壤古温泉成因概念模型,可为壤古温泉的开发利用提供理论支撑。     

宁芜地区梅山金矿床的成矿流体特征及矿床成因

梅山铁矿位于江苏省南京市雨花台区,铁矿主矿体的顶部和外围蚀变带中新发现了中型规模的金矿床,金矿体赋存于辉长闪长玢岩和下白垩统大王山组安山质凝灰岩、辉石安山岩的外接触带,矿石主要由黄铁矿、磁铁矿、少量的黄铜矿和方铅矿以及脉石矿物组成。金成矿阶段的石英、方解石和白云石中发育富液相包裹体、富气相包裹体、气体包裹体及含子晶三相包裹体。流体包裹体的均一温度主要集中在150~230℃之间,盐度w(Na Cleq)主要集中在2%~8%之间,指示金矿化阶段成矿流体具中低温、低盐度的特点。金矿石中脉石矿物石英、方解石和白云石的δDV-SMOW值介于-154.0‰~-110.9‰之间,计算得到的δ18O水值为-1.3‰~6.8‰,表明成矿流体为岩浆水和雨水的混合流体。金矿石中黄铁矿的δ34S值介于-0.2‰~9.3‰之间,均值为5.8‰,与梅山铁矿辉长闪长玢岩中浸染状黄铁矿的δ34S值相近。白垩纪岩浆活动是梅山铁金矿床形成的必要条件,金矿与铁矿形成于同一成矿系统,均与辉长闪长玢岩具有密切的时空和成因上的联系,金矿床为成矿末期的产物。     

近60年气候变化及人类活动对艾比湖流域水资源的影响

以艾比湖流域为研究对象,基于研究区近60年水文、气象、社会经济等资料,分析了气候变化与人类活动对艾比湖流域水资源的影响。研究表明:(1)近60年,艾比湖流域三大主要干流径流总体呈现增加趋势;(2)近60年,虽然艾比湖流域干流径流量总体增加,但由于人类活动影响作用,导致艾比湖湖区面积和入湖量均呈现逐渐减少的趋势;(3)近60年,人类活动负影响的效果高于气候变化正影响的效果,人类活动的加剧是导致艾比湖流域湖区面积持续减少的主要原因。     

基于MKSVM和MRF的高光谱影像分类方法

为充分利用高光谱遥感影像中丰富的光谱和空间信息,提出了一种基于多核支持向量机(multiple kernel support vector machine,MKSVM)和马尔科夫随机场(markov random field,MRF)的影像分类方法。该方法首先利用MKSVM分类器对影像进行分类处理,再利用MRF对初始分类结果进行空间结构规则化,得到最终分类结果。通过对AVIRIS高光谱影像的分类实验表明,该方法有效地消除了分类结果中同质区域内的"噪声",分类精度提高了3%左右。