冈底斯岩浆弧东段沉积岩的晚白垩世变质作用及其构造意义

位于青藏高原南部的冈底斯岩浆弧形成于中生代新特提斯洋俯冲过程中,并在印度与欧亚大陆碰撞过程中叠加了新生代岩浆作用和变质作用。冈底斯岩浆弧东段出露的中、新生代变质岩是研究其深部组成与形成演化的理想窗口。本文对冈底斯东段米林田兴村地区的变沉积岩,即石榴夕线黑云片岩、含石榴钙硅酸盐岩、黑云斜长片麻岩和大理岩进行了岩石学和锆石U-Pb年代学研究。研究结果表明,石榴夕线黑云片岩由夕线石、黑云母、石榴石、斜长石、钾长石、石英和钛铁矿组成,经历了中压麻粒岩相变质作用,变质条件为810~820℃和6.4~7.8kbar。锆石年代学研究表明,石榴夕线黑云片岩、含石榴钙硅酸盐岩和大理岩经历了87~83Ma的变质作用。本文和现有研究表明,冈底斯弧东段林芝和米林地区的高压麻粒岩相变质岩分布区代表该岩浆弧的下地壳,而包括本文研究点在内的中压麻粒岩相到角闪岩相变质岩分布区为其中地壳组成部分。本文认为晚白垩世大体积幔源岩浆的注入和随后的新特提斯大洋岩石圈平俯冲,导致了冈底斯岩浆弧地壳的生长、加厚和底冲,使上地壳的沉积岩和岩浆岩运移到中-下地壳,并经历了高温变质与部分熔融,形成了分布在上地壳的花岗岩。这表明岩浆弧的新生地壳在晚白垩世新特提斯洋俯冲过程中发生了再造。以长英质岩石为主的表壳岩进入深地壳很可能是岩浆弧中-下地壳由基性转变成中性成分的重要方式。     

95 Ma是华南晚中生代岩浆演化转折点吗？——来自浙闽典型花岗岩体的证据

中国东南沿海地区出露的大面积中生代岩浆岩与矿化作用与区域构造域转换密切相关,在100~90 Ma左右浙闽地区壳幔作用强烈,前人大多数的研究工作是针对单个岩体或几个复式岩体展开的相应研究工作,缺少对浙闽沿海中生代花岗岩类的跨区域研究,特别是具体时间节点的对比和剖析。本研究选取浙闽地区100~90 Ma形成的典型花岗岩体为研究对象,通过对其进行地球化学数据分析和整理,并与前人在华南地区的研究数据相结合,认为100~90 Ma的浙闽花岗岩不同于日本和安第斯型的典型岛弧酸性岩。浙闽花岗岩的母岩浆可能起源于古太平洋板块俯冲引起基性岩浆上涌,少量基性岩浆与花岗质岩浆以不同比例混合形成了这一时期东南沿海中生代花岗岩类的母岩浆。地壳厚度的差异造成浙闽一带形成的母岩浆的不同,而花岗质岩体则是在这种不同母岩浆基础上高度演化的结果。利用Rhyolite MELTS方法计算浙闽地区在100~90 Ma的岩浆过程,以福建长泰岩体为例,在含水量为6 %,压力为300 MPa 的条件下进行模拟,计算结果显示98 Ma岩体的分离结晶程度约37%,而从95 Ma开始,岩浆演化开始趋向于无明显规律。浙闽中生代花岗岩体显示以斜长石、钾长石、黑云母的分离结晶为主导的结晶过程,不同岩体的分离结晶程度有所不同。特别是在95 Ma时,浙闽一带的岩体同时出现了斜长石的分离结晶作用,随后又进入由钾长石和黑云母的分离结晶控制的阶段,结合Sr、Ba的变化特征和Nd同位素等变化,认为95 Ma左右存在地幔物质的介入,从而导致浙闽地区在晚中生代岩浆演化上出现了转变,而且95 Ma很可能是浙闽晚中生代花岗岩形成的转折期,岩浆温度的计算结果也显示了这一点     

方解石-白云石-菱镁矿的中远红外光谱学特征研究

利用拉曼光谱和红外光谱研究了方解石、白云石和菱镁矿的光谱学特征,探究了影响三种矿物红外辐射性能的因素。三种矿物的拉曼光谱(Raman)、中红外吸收光谱(MIR)、远红外吸收光谱(FIR)显示随着矿物中镁含量的增大将会影响CO₃^2-的面外弯曲振动(ν₂)、反对称伸缩振动(ν₃)和平面内弯曲振动(ν₄),使各光谱特征峰均向高频端迁移。基于黑体辐射定律以及在80 ℃、400~2 000 cm^-1矿物的辐射能量谱,结果显示方解石、白云石、菱镁矿的发射率依次减少(0.951,0.938,0.895)。三种矿物的红外吸收光谱和发射光谱中的振动位置均受CO₃^2-基频的显著影响,在1 300~1 650 cm^-1均产生宽的低吸收带,该吸收带与CO₃^2-的反对称伸缩振动相关,且吸收带范围(202,236,272 cm^-1)与发射率之间呈负相关关系。因此,当最强化学键的振动出现在发射光谱窄的吸收带范围内会产生相对较高的辐射能和发射率。此外,矿物的晶体结构也会影响发射率,大的离子半径、键长和晶胞体积将降低辐射过程中能量的吸收,增强辐射特性。综上研究结果,方解石、白云石和菱镁矿的拉曼光谱和红外光谱揭示了金属原子的相对质量对光谱学特征的显著影响,其发射率可能受到C—O键的反伸缩振动范围、最强吸收带控制的最低发射率以及矿物晶体结构的共同影响。这项研究呈现了必要的光谱信息和热发射率数据以识别特定的碳酸盐矿物,为类似矿物的光谱特征研究奠定了基础;同时为进一步认识地壳中大量的碳酸盐矿物提供了研究方法,也为地外勘探的深入研究给予相关的理论基础。     

天然裂缝复杂程度对致密储层破裂特征的影响

地层内部总存在孔隙、裂隙、层理、裂缝、断层等结构特征从而体现为地层地质非均质性,并在人工注采过程中发生不同尺度的破裂而体现为跨尺度的裂缝时空延展特征和致裂机理。以致密油为代表的非常规油气藏开采开发在我国油气产能中占比越来越大,并往往利用水力压裂储层改造技术产生人工裂缝以增强油气渗流而实现其规模经济开发;同时,这类低渗透油气藏亦是CO₂压裂、注入和封存的重要对象。文章基于真三轴大型物理模型水力压裂实验和工程尺度下水力压裂微地震监测结果,通过不同尺度裂缝/裂隙活动所致声发射和微地震事件的时空展布研究岩体多尺度裂缝的破裂特征。研究表明,无论是相对稳定的真三轴水力压裂,还是实际地质工程尺度下的水力压裂微,岩石原生裂缝、裂隙分布趋势和方位对裂缝扩展具有主控作用。     

牛庄洼陷沙三中亚段三角洲-重力流体系沉积特征与模式

为了统一东营凹陷重力流的分类方案,进一步完善断陷湖盆三角洲-重力流体系沉积模式,以牛庄洼陷沙三中亚段三角洲-重力流砂体为研究对象,运用地震、测井和岩芯观察等手段,分析层序格架内三角洲-重力流砂体的沉积特征,分布规律和控制因素。结果表明:牛庄洼陷沙三中亚段可划分为一个T-R层序,即发育快速湖侵和湖退两个体系域,并进一步细分为6个准层序组,分别对应6期三角洲砂体;重力流砂体在湖退体系域PS5-PS1准层序组中分布广泛,但在湖侵体系域分布局限,成因上可分为四种类型:滑动,滑塌,碎屑流和浊流。滑动沉积主要呈带状临近三角洲前缘砂体分布。滑塌和碎屑流沉积分布于较远的洼陷斜坡和斜坡角附近。浊流沉积呈席状分布于洼陷最远的深陷部位;高达200 m/万年的三角洲进积速率,沙三段时期明显增强的断层活动速率,顺物源方向发育的构造坡折带,以亚热带植物为主的孢粉组合特征,δ13C_PDB和δ18O_PDB值的负漂移现象共同揭示:三角洲高速的进积速率,构造坡折带与断裂活动,温暖潮湿的古气候条件,控制着研究区沙三中亚段三角洲-重力流砂体的形成与分布。     

城中村空间形态对居民居住安全感的影响——以广州珠村为例

城市化进程极大地改变了城市边缘区传统村落的空间形态,改变后的村落形态又影响着空间使用者的空间认知。以广州市珠村为例,运用空间句法,在定量分析村落空间形态的基础上,结合问卷调查和深度访谈,探究了村落空间形态与居民居住安全感之间的关系。研究结果表明:(1)珠村居民整体居住安全感不高,与其狭长弯曲的巷道、无序的居住结构密切相关;(2)村落形态结构中,"临街式"与"巷道式"2种居住形态的居住安全感差异较大,空间组构与"自然监视"是其差异的主要原因;(3)村落空间形态对不同居住者的居住安全感影响不同,对外来年轻女性的居住安全感影响较大。"自然监视"所形成的"虚拟社区"不同于传统的"可防御空间",共存与共存感是一种重要的社会资源,是空间设计的重要部分。     

水文变化语义约束的实时水位观测数据流在线滤波方法

受外界环境和仪器设备等的影响,实时水位观测数据流噪声和数据异常问题突出,严重制约了实时应用效能。针对已有数据清洗方法适应性差,难以根据动态观测数据的变化特征进行动态调整问题,本文提出了一种水文变化语义约束的实时水位观测数据流在线滤波方法:在实时水位观测数据变化特征与水文时空过程动态演变规律之间建立高层语义映射,实现水文变化语义知识约束下的卡尔曼模型参数自适应调整,从而突破传统滤波方法的瓶颈。采用多种降雨情景下的实时水位观测数据进行了试验,证明了该方法结果质量的可靠性。     

导航卫星自主定轨中JPL DE星历的简化使用

导航卫星自主定轨中使用原始JPL DE星历不仅数据量较大,而且不容易编码。文中提出了一种简化的星历使用方法,利用对一定间隔的日月位置进行拉格朗日插值,取代原始星历的切比雪夫多项式拟合方法,可以有效减少上行传递的参数个数。通过实验分析得出,在60 d的自主定轨中使用间隔1 d的月球位置和10 d的太阳位置进行插值,可以在保证导航卫星自主定轨精度的基础上,参数个数从404/808个减少为254个。     

衡阳山洪地质灾害气象预警系统的研发与应用

衡阳受气候和地理条件的影响,是湖南省内发生山洪、地质灾害较多的地区之一,严重威胁人民群众生命财产安全,制约全市社会经济发展。该文介绍了衡阳山洪地质灾害气象预警系统(以下简称MGHWS)的研发与应用情况,并对其中的关键技术及其实现方法进行了分析与论述。系统的建成并投入应用,使国家"山洪项目建设"的综合效益得到充分发挥,提高了衡阳应对由强降水所引发的山洪地质灾害的监测、预警及服务能力,社会、经济与生态效益显著。     

地表“矿物膜”半导体矿物光电子调控微生物群落结构演化特性研究

矿物-微生物交互作用广泛参与地球表层系统物质循环与能量流动过程,深刻地影响着一系列重要的地表生物地球化学进程。近年来地表半导体矿物的相关研究,为矿物-微生物交互作用提供了崭新研究方向,揭示地表“日光-半导体矿物-微生物”系统电子传递过程及其环境效应,是地质微生物学交叉领域研究的核心科学问题之一。本研究从地表不同生境“矿物膜”出发,以光电化学技术证实喀斯特、红壤、岩石漆“矿物膜”在1 000 min长时间循环实验中平均光电流值约为5.4、3.4、3.2 μA/cm²,证实“矿物膜”良好日光响应特性且铁锰氧化物矿物在其中发挥核心作用。基于笔者前期研究所发现的“矿物膜”电活性菌富集且与半导体矿物分布呈正相关性这一现象,本文进一步构建模拟光电子红壤细菌群落系统,20天后细菌群落α多样性显著提升,研究证实细菌群落具有模拟光电子响应活性,且电极与溶液群落均具有演化方向性;16S rRNA测序分析表明模拟光电子作用下Shewanella、Pseudomonas、Streptococcus、Lactobacillus、Acinetobacter等电活性菌显著富集。综上,本文研究结果间接证实地表半导体矿物光电子可有效调控微生物群落结构并促进电活性菌在“矿物膜”中富集。