典型石油烃组分在地下水中的自然衰减规律

为了解石油烃类污染物在地下水中的自然衰减规律,以苯、萘、菲作为目标污染物,采用实验场地4种天然砂土作为含水层介质进行了室内模拟实验。结果表明：在单组分和混合组分溶液中,苯、萘和菲在地下含水层介质中的自然衰减均符合一级动力学方程;在不同含水层介质中,苯和萘的衰减速率大小顺序为粉砂>中砂≈粗砂>砾砂,而菲的自然衰减速率大小顺序为粉砂≈中砂≈粗砂>砾砂;微生物降解在苯和萘的自然衰减中起重要作用,而固相吸附在菲的自然衰减中起重要作用。3种物质共存时,苯和萘的自然衰减加快,菲的自然衰减减慢。     

Origin of Phosphate-bearing Carbonate Concretions in the Upper Triassic Lacustrine Black Shales of the Southern Ordos Basin,China

Carbonate concretions are conspicuous in organic-rich shales and are generally related to decomposition of organic matter.The black shales from the Chang 7 Member of the Upper Triassic Yanchang Formation of the southern Ordos Basin host abundant carbonate concretions,which provide a unique record of depositional and early diagenetic conditions of the paleo-lake sediments.However,little attention has been given to the genesis and growth processes of the concretions in these lacustrine petroleum source rocks.New petrographic observations and geochemical analysis show that the concretions are composed of calcite,phosphate fossil fragments,K-NH_4-feldspar,quartz,bitumen,and minor Fedolomite.Phosphate minerals,mainly carbonate fluorapatite (CFA),show pervasive replacement by calcite,most of which contains phosphorus,ranging in concentration from 0.26 to 2.35 wt%.This suggests that the phosphate minerals are the precursors for concretion growth.Positiveδ~(13)C (+5.6 to+12.4‰V-PDB) signatures and the absence of pyrite indicate that microbial methanogenesis was the dominant driver for concretion growth,rather than bacterial sulfate reduction.Quartz,bitumen,and Fe-dolomite are the last cements that occurred,at deep burial depths and high temperatures.The formation of phosphate minerals might have been induced by upwelling of phosphate-enriched deep water in the Late Triassic paleolake,which promoted phytoplankton blooms and further enrichment of organic matter.Extremely slow sedimentation rates of fine-grained detrital minerals,relative to dead organism accumulation,led to the high permeabilities of the organic-rich sediments and rapid concretion growth during shallow burial.The close association of phosphate-bearing carbonate concretions and organic-rich shales reflects that upwelling played a critical role in the formation of the high-quality petroleum source rocks in the Triassic paleo-Ordos lake.     

基于GIS空间分析进行多源信息成矿预测

GIS空间分析在区域地质多源信息综合分析中，具有十分重要的作用。作者在本文中介绍了GIS空间的分析特征及应用于区域地质找矿的两种方法，即统计分析和叠加分析。结合兰坪盆地的区域地质特征，作者选取了遥感线性体密度异常、频度异常、遥感环形影像异常、地球化学异常、地球物理异常、地质异常及已知矿（点）床的分布等七种控矿因素作为多源成矿预测的空间信息数据源。在此基础上，利用了GIS的空间分析功能进行多源信息的综合分析，预测出三级成矿有利的区域。     

Uncertainty analysis of groundwater model based on data assimilation北大核心CSCD

黑河流域中下游地下水系统受上游冰冻圈融水和降雨的补给,由气候变暖导致的冰冻圈萎缩致使中下游地下水系统的稳定性面临更多的风险。地下水模型是地下水系统稳定性评估的有效手段,但是地下水模型参数往往存在较大的不确定性。为此,本文提出了基于数据同化算法的不确定性分析方法,通过包含观测资料信息减小模型不确定性。采用所提方法分析了(基于MODFLOW构建)黑河流域中游地下水模型中13个参数的不确定性,讨论了算法超参数的影响及其最优取值,分析了地下水模型参数的不确定性。实验结果证明数据同化算法可有效减小地下水模型参数的不确定性,观测资料的种类与数量对参数不确定性的减小起到重要作用;不同地下水模型参数的不确定性不同,地表水与地下水相互作用频繁的区域参数不确定性较大;含水层渗透系数、含水层给水度以及灌溉回流系数对模型输出的地下水位输出影响显著,河床水力传导系数对模型输出的河流流量影响较大。本研究将为地下水研究提供更加可靠的模型方法,为西北内流区地下水哺育的绿洲生态系统稳定可持续研究提供重要支撑。     

金顶超大型铅锌矿床角砾岩分形研究及地质意义

前人研究提出金顶超大型铅锌矿床发育出了多种角砾岩,其成因与盐底辟作用有关。文章对这些角砾岩进行了分形分析,确定了不同角砾岩的角砾形态分维值D_r和粒径大小分维值D_s,来进一步探讨角砾岩的形成过程。其中,D_r表征形态复杂性,可指示角砾迁移距离长短或后化学作用改造情况,D_s表征角砾破碎情况,指示形成角砾的能量大小。研究表明,金顶矿床中一部分角砾岩为蒸发盐或膏砂近原位底辟、破碎灰岩围岩形成,它们具有较小的D_r和D_s值。与这些角砾岩空间过渡的层状砂质胶结灰岩砾角砾岩(或称层状含灰岩角砾砂岩),为蒸发盐而非水流体携带灰岩角砾流出地表,并进入含水沉积系统后形成,角砾未经历水流体搬运、磨圆,具有较小的D_r和较大的D_s值。另外一部分角砾岩为蒸发盐和砂泥质底辟破碎围岩,并共同迁移了一定距离而形成,但总体未发生长距离的迁移,随后进入地表沉积系统中。上述部分角砾岩还经历了形成后的流体交代溶蚀作用,导致D_r值变大。本研究显示,在盐底辟有关铅锌矿床内,赋矿围岩包含多种由不同底辟过程形成的角砾岩。     

冻结季沱沱河源多年冻土区活动层土壤水分含量分析

活动层含水量是表征多年冻土区气候、水文和生态过程的关键参数。长期以来,由于受多年冻土区活动层水分实测样点数量稀少的限制,各类基于遥感反演、模式模拟乃至数据融合和同化等手段生产的土壤水分空间数据均存在着较大的误差。2020年10—11月在青藏高原腹地（沱沱河源区）测定了 1 072组活动层土壤含水量数据并进行分析,探讨了该时段该区域活动层土壤水分的空间差异,并与全球陆面数据同化系统数据产品（GLDAS-Noah）和欧洲中期天气预报中心发布的第五代再分析资料（ERA5-Land）进行了对比分析。结果表明,在该区域平均厚度为2.72 m的活动层内,土壤质量含水量（总含水量）约为14.0%,活动层土壤含水量与植被发育情况存在正相关关系。除高寒沼泽草甸类型外,高寒草甸与高寒草原类型的活动层含水量随深度的增加呈现出先减小后增大的变化趋势。不同坡位类型的活动层含水量呈上坡位>下坡位>中坡位>平坡位,阳坡水分高于阴坡且两者活动层剖面水分变化相似。多年冻土区浅表层0~350 cm深度范围内的土壤含水量大于区内融区同深度的土壤含水量,两者土壤剖面水分分布均呈现出先增大后减小再增大的特征。该区域的GLDAS-Noah同化水分产品与实测数据对比的误差在10%以内,比ERA5-Land再分析土壤水分数据更为准确,但两种数据产品对土壤剖面上的水分垂直分布情况描述均与实测数据有较大差异。该研究结果可以为数据同化系统的模式冻融参数化方案优化及遥感水分产品研发提供科学依据。     

大冶-城门山夕卡岩矿床石榴子石和辉石中熔融包裹体成分研究

在长江中下游地区，Fe、Cu(Au)和Au(Cu)夕卡岩矿床广泛分布，用电子探针测量了大冶-城门山一带7个矿床夕卡岩矿物中熔融包裹体里的固相(晶质和非晶质)成分。根据这些分析结果及已发表的熔融包裹体均一温度测量数据，对该地区熔融包裹体的成分特点及其意义以及岩浆夕卡岩形成的物理化学条件进行了研究和探讨。夕卡岩矿物中熔融包裹体主要含两种成分：成分接近辉石的钙、铁、镁硅酸盐相和成分接近石榴子石的钙、铁、铝硅酸盐以及含SiO2等氧化物的碳酸盐相。夕卡岩矿物中硅酸盐熔融包裹体在均一温度和成分方面与含子矿物的流体包裹体和“盐熔”包裹体显著不同。岩浆成因夕卡岩形成温度主要介于900～1150℃之间，其主要成分与其他成因夕卡岩没有明显区别。     

双偏振相控阵雷达误差评估与相态识别方法

选取2020年3—9月深圳求雨坛的X波段双偏振相控阵雷达探测数据, 与同位置的S波段双偏振雷达进行对比。通过一定限制条件定量分析引入误差的原因, 发现反射率因子Z_H和差分反射率Z_DR的标定误差和随机误差较大, 其中Z_H误差变化范围为-0.5~4.5 dB, Z_DR误差变化范围为-0.7~0.2 dB。在上述较大误差影响下, 传统模糊逻辑相态识别方法的水凝物相态识别结果不可靠, 因此根据不同相态的雷达参量特征范围以及融化层高度建立基本结构为二叉树的决策树相态识别方法。针对上述方法的实际应用效果, 分别从水凝物相态识别结果对误差的敏感性和空间分布的合理性进行评估, 结果表明: 决策树相态识别方法的水凝物相态识别结果稳定性高于模糊逻辑相态识别方法, 且在对流云中的水凝物相态分布更加合理, 能够发挥X波段双偏振相控阵雷达在研究云内水凝物相态演变的优势。     

The ACPI Project, Element 1: Initializing a Coupled Climate Model from Observed Conditions

A problem for climate change studies with coupled ocean-atmosphere models has been how to incorporate observed initial conditions into the ocean, which holds most of the `memory' of anthropogenic forcing effects. The first difficulty is the lack of comprehensive three-dimensional observations of the current ocean temperature (T) and salinity (S) fields to initialize to. The second problem is that directly imposing observed T and S fields into the model results in rapid drift back to the model climatology, with the corresponding loss of the observed information. Anthropogenic forcing scenarios therefore typically initialize future runs by starting with pre-industrial conditions. However, if the future climate depends on the details of the present climate, then initializing the model to observations may provide more accurate forecasts. Also, this ～ 130 yr spin up imposes substantial overhead if only a few decades of predictions are desired. A new technique to address these problems is presented. In lieu of observed T and S, assimilated ocean data were used. To reduce model drift, an anomaly coupling scheme was devised. This consists of letting the model's climatological (pre-industrial) oceanic and atmospheric heat contents and transports balance each other, while adding on the (much smaller) changes in heat content since the pre-industrial era as anomalies. The result is model drift of no more than 0.2 K over 50 years, significantly smaller than the forced response of 1.0 K. An ensemble of runs with these assimilated initial conditions is then compared to a set spun up from pre-industrial conditions. No systematic differences were found, i.e., the model simulation of the ocean temperature structure in the late 1990s is statistically indistinguishable from the assimilated observations. However, a model with a worse representation of the late 20th century climate might show significant differences if initialized in this way.     

湘中地区穹盆构造:褶皱叠加期次和成因

研究认为湘中地区存在三套不整合面,划分了四个构造变形期次:加里东期、印支早期、印支晚期和燕山期,并对各个构造期次的变形特征作了详细的论述。加里东期与印支早期分别为近东西向的褶皱,印支晚期为一近似平行于祁阳弧断裂的弧形构造,燕山期则以北东—北北东向的左旋走滑为主。通过分析各构造期次的复合叠加特征,本文提出:湘中地区的穹盆构造是由于加里东期褶皱与印支期褶皱叠加而形成的,并在燕山期时受到北东—北北东向的左旋走滑断层的改造。