电子探针化学测年技术及其在地学中的应用

电子探针主要应用于固体无机材料的微区化学成分定量测定和表面形貌研究。近十年来电子探针化学测年技术发展迅速，并取得了丰富的研究成果。本文在简单介绍该技术发展历程后，进一步详细介绍该技术的基本原理、样品制备与分析、年龄计算方法等内容，最后讨论了该技术的优缺点，同时指出电子探针测年技术在地学中的具有广泛的应用前景。     

海南儋州海域造礁石珊瑚种类组成及动态变化研究

文章通过断面法调查分析了儋州海域海花岛沿岸、南华墟沿岸和磷枪石岛沿岸造礁石珊瑚的种类组成与群落分布，结果表明：儋州海域造礁石珊瑚共有12科25属55种，相较于此前的研究增加了10个种，优势种为斯氏角孔珊瑚、澄黄滨珊瑚、柱角孔珊瑚；活造礁石珊瑚覆盖率急剧下降，由2012年的42.92%下降至现在的22.24%，降幅高至48.18%；造礁石珊瑚死亡率高居不下，长期维持在35%左右；初级群落以团块状造礁石珊瑚为优势种的趋势愈发明显，且单一绝对优势种的情况频繁出现，说明该海域造礁石珊瑚群落受到了较为严重的破坏，导致群落退化演替，分析认为这种破坏是由自然因素和人为活动共同造成的。     

地面三维激光扫描仪测量误差检定

在利用三维激光扫描仪进行测量工作前,我们首先应了解其实际测量精度是否符合标称精度,而可靠的评价方式对得到精确的数据结果至关重要。本文利用北京卓立汉光TSA50-C型电动位移台作为评价标准,通过其精确的位移功能,准确地评价了RIGEL VZ-400三维激光扫描仪在测量单点位移时的误差,从而得到了其最佳工作距离。     

下扬子南黄海沉积盆地构造地质特征

南黄海盆地作为下扬子块体之上的大型叠合盆地,海相构造层保存完整,陆相断拗构造层也较为发育,盆地地质结构复杂,构造变形强烈,利用最新的地质地球物理资料和解释成果,对低勘探程度的南黄海盆地进行了研究,认为盆地演化大致经历了克拉通被动陆缘初始发育阶段—南缘前陆北缘被动陆缘过渡阶段—南北对冲前陆定型阶段—滨太平洋弧后陆内调整四个阶段。南黄海盆地属于台地—断拗复合地质结构,中、新生代为具有盆内隆起带的断陷箕状结构,且中、新生代多期构造运动在盆地原型改造和后期沉积发育上起着至关重要的作用,尤其印支—燕山早期运动、燕山中期黄桥运动和喜马拉雅期盐城运动与盆地地层变形、沉积发育、断裂发育及构造样式等盆地要素演化密切相关,进而导致盆地垂向地质结构和构造变形的层次性极为显著,而中生代燕山期和新生代喜马拉雅期两期构造岩浆活动则与滨太平洋域的动力学背景相关。     

基于均一化资料的中国大陆极端温度的长期趋势

近百年来,全球气候变暖。这与暖日和暖夜增加,冷日和冷夜减少相关联。文章研究结果进一步证实了这一发现。本文基于1960-2012年中国大陆542个台站均一化气温资料,通过将中国大陆划分为8个次区域,利用百分位定义法计算了极端温度指数序列,同时,运用时间趋势分析法,对中国大陆各区域极端温度和极端温度指数的时空分布及变化趋势特征进行了分析。结果表明:在全球变暖的背景下,从地理分布而言,中国大陆在过去53年除西南地区外,大部分地区最低和最高温度有显著的升高趋势,其中,东北温度升高最为明显;从季节而言,冬季极端温度升高最为明显,夏季升高最少;最低温度明显升高,最高温度也有所升高,但是最低温度的升高幅度更大。冷夜和冷日出现频率呈减少趋势,暖夜和暖日出现频率呈增加趋势,其中以冷夜指数变化最为突出,均呈现一种区域差异的现象。本文利用更新的资料验证了前人的工作,也进一步分区分析,结果可为更多地区评估以及进一步的相关研究提供参考。     

西藏雅鲁藏布江缝合带西段普兰纯橄岩中橄榄石的出溶特征及指示意义

西藏雅鲁藏布江缝合带西段普兰纯橄岩中橄榄石存在透辉石和磁铁矿共生出溶现象。这类纯橄岩非常新鲜,主要由橄榄石、尖晶石和透辉石等矿物组成。橄榄石的Fo值是90.1~90.7,铬尖晶石的Cr~#为19.8~20.8,远小于蛇绿岩地幔橄榄岩中常见纯橄岩中铬尖晶石的铬值(Cr~#60)。基于前人研究结果,提出这种现象是由于亏损方辉橄榄岩与含钛、铝、钙熔体发生交代作用,从而形成橄榄石的固溶体存在Ti~(4+)、Al~(3+)、Ca~(2+)、Fe~(3+),而Cr~(3+)进入铬尖晶石结晶。后期由于岩体在抬升过程中降温,橄榄石中出溶形成单斜辉石和磁铁矿,而铬尖晶石结晶被保留。依据铬尖晶石-橄榄石的矿物化学成分,识别出低铬纯橄岩具有最低的部分熔融程度为~8%,Cr~#最高的纯橄岩壳其部分熔融程度达到~50%,表明不同岩相间其形成背景存在明显差异。因此,笔者认为普兰蛇绿岩具有多阶段的过程。首先是在洋中脊环境下经历富Ca、Al和Na等熔体交代和部分熔融作用,后受到俯冲带玻安质熔体改造。     

赣东北蛇绿混杂岩岩石地球化学特征及构造意义

赣东北蛇绿混杂岩是中国为数不多的新元古代蛇绿岩,对该蛇绿混杂岩带中的方辉橄榄岩和玄武岩类岩石进行元素地球化学研究,以探讨新元古代赣东北地区的构造动力学背景.研究表明,方辉橄榄岩具有低TiO₂(0.02%~0.37%)、低K₂O(0~0.02%)、低Na₂O(0.02%~0.10%)和富MgO(40.81%~44.58%)特征,烧失量普遍较高(10.09%~13.47%),表明样品普遍遭受蚀变;稀土元素配分模式图和微量元素蛛网图显示,橄榄岩样品具有亏损地幔源区特征,同时兼有俯冲带流体交代的特征.玄武岩类SiO₂含量主要为52.63%~56.19%,平均为55.00%,属安山玄武岩范围.岩石具低MgO(3.66%~6.46%),中等TiO₂(1.14%~2.66%),高Al₂O₃(13.07%~15.27%)、Na₂O(3.42%~5.03%)的特征.安山玄武岩轻稀土富集((La/Yb)_N=1.84~2.61),无明显Eu异常,稀土配分曲线呈右倾型;微量元素蛛网图中显示大离子亲石元素Th、Ba、U、Pb富集、高场强元素Nb、Ti亏损,可能系俯冲板片脱水产生的流体交代地幔楔所形成,TNT(Ta、Nb和Ti)的负异常指示赣东北蛇绿混杂岩的形成过程中可能遭受了陆源物质的混染,反映了消减作用的影响.方辉橄榄岩和安山玄武岩的地球化学特征表明赣东北蛇绿混杂岩的形成可能经历了多期演化,早期可能系古华南洋发生洋内俯冲作用,俯冲过程中释放的流体交代了俯冲带上的地幔楔,使地幔橄榄岩富集轻稀土.随后的弧后盆地扩张阶段,形成具有岛弧性质和MORB特征的玄武岩类,但由于弧后盆地发育不成熟,玄武岩类在地球化学上显示有大陆物质的特征,表现出高Pb、低Ti和轻稀土强烈富集.      

冻融与静荷载双重作用下土体中水分场变化规律模型试验研究

在季节冻土区,反复冻融作用能够导致土体中水分迁移和重分布;对土体施加静荷载时,土体内部应力场发生变化,水分场也发生变化。通过对EC-5土壤水分传感器进行标定发现,相同密度条件下,含水量低于26.2%时,测试结果误差较小,高于26.2%时,则误差较大;不同密度时,密度越大,所测得的电压值越大。通过模型试验,研究冻融循环作用和冻融与静荷载双重作用下土体中水分场的变化规律,试验结果表明:两种情况下,土体内部水分含量都随冻融循环次数的增加而逐渐增大;无荷载时,在距表层0~20 cm范围内有含水量较高区域;施加静荷载时,在荷载下方和距离荷载最远的土体表层有三个水分集中区域,而在荷载两侧则有两个低含水量区域。     

基于稳定同位素的东太平洋大青鲨(Prionace glauca)营养级研究

碳、氮稳定同位素为分析淡水和海洋生态系统的生物营养关系提供了有力手段,但在大洋鱼类中的应用还很少。本研究以热带东太平洋大青鲨(Prionace glauca)整节脊椎骨作为样品(叉长范围153—242cm),运用稳定同位素技术,分析大青鲨的δ~(13)C值和δ~(15)N值及其变化,比较不同基线生物的选择对营养级计算的影响。结果表明,大青鲨δ~(13)C范围为–15.76‰—–13.41‰,最大差值2.35‰;δ~(15)N范围为10.62‰—17.72‰,最大差值7.1‰;δ~(13)C值和δ~(15)N值随个体长度的变化不明显(可能原因是样品鱼均为较大个体),性别间的差异不显著,但不同基线生物的选择对营养级计算值的影响较大。本文研究表明,通过整节脊椎骨的稳定同位素测定来获得大青鲨的摄食特征信息是可行的。由于基线生物对营养级计算的影响问题难以在短期内解决,今后可将相对营养级或营养级的变化作为重点,研究人类活动(如捕捞)对大洋鱼类摄食和营养级的影响。     

恩施盆地典型红砂岩斜坡破坏机理试验研究

恩施城市建设中盆地内红砂岩斜坡破坏较为严重,其中结构面控制的逆向红砂岩斜坡破坏现象普遍。以恩施市内凤凰山公园斜坡为典型实例,研究其变形破坏过程与机理。工程地质调查与室内岩体物理力学试验研究表明,该类红砂岩斜坡破坏的影响因素为斜坡地质结构构造、地层岩性与工程诱发因素。基于物理模型试验再现了该类斜坡失稳破坏的全过程,通过坡体位移监测、有机玻璃投影监测与宏观变形拍照记录分析了斜坡的变形破坏机理,并采用离散元法数值模拟对比验证了该类斜坡破坏机理。结果表明,该类斜坡的稳定性状态主要由结构面控制,在工程开挖的作用下,斜坡沿结构面必发生失稳破坏。鉴于此,工程建设中必需对该类斜坡进行合理的边坡设计,防止出现不同规模的失稳滑动现象。