"后Urey模型时代"的稳定同位素地球化学基础理论

简要综述了最近十几争来稳定同位素地球化学基础理论发展的几个热点,包括能处理重元素的同位素分馏的核场效应理论、基于晶格动力学及声子的密度函数微扰理论计算的固体同位素分馏理论、稳定同位素的微观反应动力学理论,以及含压力变量的同位素分馏理论。这些新理论,表明长期基于Urey模型或称Bigeleisen-Mayer公式的稳定同位素地球化学的时代已经结束,更精确、更丰富的理论体系正在逐步建立之中。     

串珠藻目植物rbcL基因的适应性进化分析

淡水红藻是藻类植物进化中的一个重要类群,其中最主要的类群是串珠藻目。核酮糖1,5二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是一种既负责碳同化又引发光呼吸,在植物光合作用中起重要作用的酶,其催化固定CO_2的活性中心位于Rubisco大亚基,由叶绿体rbcL基因编码。为了探究串珠藻目植物适应特殊生存环境的分子水平机制,本文选取了串珠藻目及一些相近类群淡水红藻的rbcL基因39条,利用PAML4.8软件,运行位点模型、分支模型及分支-位点模型,对选取类群的rbcL基因进行了适应性进化分析。结果表明:(1)通过最大似然法构建的系统发育树显示,所有内类群聚集为6个分支,其中,分支A为暗紫红毛菜,分支B为胶串珠藻,分支C为扁圆串珠藻,后验概率同样为100%,分支D为熊野藻属,分支E为连珠藻属,分支F为弧形西斯藻;(2)分支-位点模型中,在3个分支中分别鉴定出350S、277L和280L为正选择位点;(3)在构建出的Rubisco大亚基的参考三维模型中,277L和280L位于Rubisco大亚基羧基末端保守的8个α螺旋和8个β片层构成的α/β桶状结构域中第7个α螺旋和第7个β片层之间的loop结构上,350S位于羧基末端邻近α/β桶状结构域的一个α螺旋上。研究结果一方面显示了基于ω比值检验基因适应性进化的准确性和有效性,另一方面也揭示了串珠藻目植物rbcL基因确实发生了适应性进化,对串珠藻目适应特殊生存环境产生了有益的作用。     

弱化缓冲算子修正的离散灰色预测

针对地铁通风井深基坑工程的沉降数据扰动因子多、传统灰色模型预测效果差的不足,本文以DGM(1,1)模型为基础,利用弱化缓冲算子能够有效地处理含有扰动因素的原始监测数据的优势,较好地改善了基础模型的预测精度。本文在系统分析弱化缓冲算子对DGM(1,1)预测修正过程的基础上,选用3种弱化缓冲算子对风井基坑周围的地表监测点D2和给水管线监测点S2进行沉降量预测的对比分析。工程实例分析表明:平均弱化缓冲算子修正后的DGM(1,1)模型具有较高的预测精度,可以用于工程中的沉降预测。     

土石混合体的剪应力波动和跌落行为机制

土石混合体在剪切过程中存在剪应力跌落的现象,基于该现象,本文采用大型直剪试验的方式,考虑不同含石量(0%、30%、50%、70%)、上覆垂直压力(50,200,300,400 kPa)、块石尺寸(9.5～19.0 mm、19.0～31.5 mm、31.5～53.0 mm) 3个主要控制因素,进行室内剪切变形试验,研究直剪过程中发生的剪应力跌落现象。同时,通过在试样内部钻孔、埋置细铝丝与干灰的方法获取剪切带变形厚度,结合其大小理解剪应力的脆性跌落特征和剪切带块石变形特征。基于试验分析表明,具备骨架结构且所含块石尺寸大于剪切带厚度的土石混合体试样在高垂直应力下的剪切过程中易出现块石应力集中,形成锁固体块石,该类块石往往控制着试样一定时空下的整体剪切强度,其受剪切作用翻滚、滑移甚至咬合棱角破碎是导致剪应力瞬间大幅度跌落的直接原因。高含石量、大尺寸块石、高垂直应力是形成块石应力锁固体的必要条件。低含石量状态(<50%),剪切带块石多顺剪切方向翻滚,越靠近剪切面边缘,变形越明显,块石相对空间位置变化较小。高含石量状态(>70%),剪切带块石可见相互滑移、攀爬,块石相对空间位置变化明显。块石尺寸小于剪切带厚度时,剪应力多呈现波动特征,而块石尺寸接近剪切带厚度时,剪应力波动加剧,出现明显的应力跌落,对应垂直位移出现突变。满足含石量高于70%、块石尺寸大于剪切带厚度的试样在相对较大的上覆垂直应力作用下易形成块石应力锁固体。     

四川盆地东北部二叠系层序发育的动力学分析

运用可容空间分析法,在野外剖面岩性、岩相厚度和旋回变化分析的基础上,对川东北地区宣汉县渡口镇羊鼓洞二叠系剖面的旋回层序进行研究,识别出3种类型5种亚类型的高频旋回层序类型,并将剖面中栖霞组、茅口组以及吴家坪组下部划分为118个高频旋回层序。根据测井曲线的旋回变化,将普光4井的长兴组划分出49个高频旋回层序,据此运用Fischer图解绘制了二叠系可容空间变化曲线。将可容空间变化曲线与相对海平面升降曲线之间进行对比发现,二者之间存在着良好的对应关系。采测井曲线的频谱分析,对研究区长兴组进行了米兰科维奇沉积周期进行研究,结果表明:长兴组中广泛地保存着124,44.89,35.11,21.16和17.72ka的米兰科维奇沉积周期;地层中的沉积旋回主要受古气候变化的控制,偏心率、地轴倾角和岁差周期引起的地层旋回厚度变化范围分别为:12.47—13.74m,3.56—5.21m,1.78—2.41m,其中受偏心率周期的影响最大。在构造活动相对较弱的川东北二叠系中,层序发育的动力学因素主要为相对海平面的变化和气候变化两个方面。相对海平面的变化主要是三级层序的控制因素,而气候变化则是高频层序旋回的主要动力。     

北羌塘坳陷东缘上三叠统巴贡组海相烃源岩特征及勘探启示

羌塘盆地北羌塘坳陷晚三叠世发育了一套分布广、厚度大的黑色泥岩,对油气勘探具有重要意义。为明确北羌塘坳陷东缘巴贡组黑色泥岩的有机地球化学特征,采集了石油沟地区61块浅井岩心和64块手钻柱塞样品,开展地球化学和矿物学技术分析,对烃源岩生烃潜力、沉积环境进行了评价。结果表明：(1)巴贡组黑色泥岩TOC分布在0.06%～5.81%之间,整体为一套差―中等烃源岩,部分达到优质烃源岩标准;形成于弱氧化―弱还原环境,有机质类型为Ⅱ₂―Ⅲ型,以混合型有机质为主;R_o分布在0.95%～1.90%之间,处于成熟晚期至高成熟阶段。(2)巴贡组烃源岩有机质丰度较高,有机质类型好,成熟度适中,生烃潜力大。(3)巴贡组烃源岩与上覆雀莫错组底部砂砾岩形成“下生上储”的源储组合,为大中型油气田的形成奠定了基础,同时巴贡组也是页岩油勘探的有利层系。这套烃源岩对北羌塘坳陷东缘常规油气和非常规油气勘探均具有重要意义。     

区域滑坡空间分布的变维分形特征研究

定量研究滑坡的空间分布特征对研究滑坡灾害的孕育发展具有重要意义。以陕西省宁强县滑坡为例,采用变维分形方法,探讨滑坡在空间分布上的变维分形特征。结果表明：区域滑坡与不同影响因子,即高程、起伏度、坡度、距河流距离、距断裂带距离和地层岩性之间全部呈一阶累积和变维分形分布特征,且分形维数分别是0.511 1、1.135 7、1.290 6、0.903 8、1.189 5、0.979 9。由此可见滑坡对于不同影响因子的敏感度由高到低分别是坡度＞距断裂带距离＞起伏度＞地层岩性＞距河流距离＞高程。上述研究表明用变维分形理论来研究滑坡的空间分布特征是完全可行的,它能够定量地反映滑坡的空间分布与各影响因素之间的敏感性关系,特别是对于GIS空间叠加分析时权重的确定有着重要的意义。     

高盐矿井水深部转移存储介质特征与水动力演化规律

高盐矿井水处理及排放是近几年影响煤炭高效开采的重要因素之一,选择开采煤层底板下深部适当的含水层,将高盐矿井水进行异位转移存储是一种值得探索的矿井水排放减量方法。以鄂尔多斯盆地X矿为例,分析认为开采煤层以下宝塔山砂岩和深层刘家沟组砂岩地层具备转移存储空间。采取压汞实验和岩石力学分析研究2组地层介质特征;采用水位自然恢复试验、压水试验和数值模拟等手段研究水文地质参数和水动力场特征。结果表明:宝塔山砂岩孔隙率为6.57%~19.89%,储水潜力大但距离开采煤层过近,转移存储矿井水可能引起底板突水威胁,现今开采阶段不考虑作为转移存储目的层;刘家沟组孔隙率为4.18%~7.49%,原始状态下渗透系数为5.31×10-6 m/d,注水压裂后为0.008 14~0.015 27 m/d,渗透能力大幅提升并可保持稳定;MODFLOW模拟结果表明,刘家沟组含水层在长期转移存储矿井水方面具备较好前景。      

1951-2012年渭河流域降水频次变化特征分析

利用渭河流域26个气象站点1951-2012年的逐日及逐年降水数据,分析流域降水频次的变化特征及其相关影响。结果表明：（1）年降水频次在空间上表现出由北向南逐渐递增的趋势,最高年降水频次为111.39 d·a^-1,最低年降水频次为67.77 d·a^-1。强降水频次在空间上表现出由西北向东南逐渐递增的趋势,高值区最高年强降水频次为8.10 d·a^-1,低值区最低年强降水频次为1.99 d·a^-1。（2）年降水量与强降水频次Pearson相关系数>0的区域占到总流域面积的96.59%,>0.6～<1的区域占到了总面积的74.14%,呈现为强相关或者极强相关,Pearson相关系数为负数,且呈现强相关或极强相关的区域只占到了总面积的0.8%。（3）强降水频次在一定阶段符合幂律分布。在拟合趋势线中间会发生转折点,强降水频次的规模较大时,拟合方程为y=198.9x-1.199（R²=0.901 8,P<0.01）,强降水频次较小时拟合方程为y=113 466x-5.402（R²=0.983,P<0.01）。幂律分布规律可以深层次的解释强降水是引发渭河流域洪灾的重要影响因素。