热扩散驱动的元素分异和同位素分馏:一种不容忽视的硅酸盐成分分异机制

热扩散在地质过程中是否发挥重要作用一直存有争议。本文回顾了热扩散的研究历史和现状,重点总结了热扩散驱动的元素和同位素行为规律,并探讨了温度、硅酸盐组分、压力和氧逸度等因素对热扩散行为的影响。已有的研究表明,稳定热梯度下的硅酸盐热扩散效应类似于结晶分异或AFC过程,可以造成轻、重同位素分别在高温端和低温端富集,而主、微量元素的扩散方向则取决于两端化学势的高低和熔体中的电价平衡。从基性岩浆到酸性岩浆,熔体聚合度增大,黏度增加,热扩散速率明显降低,成网元素的热扩散效应减弱,变网元素则反之;水、氟、氯和硫化氢等挥发组分能增加熔体的非桥氧比例,降低熔体聚合度,因而能显著增强硅酸盐熔体中元素和同位素的热扩散效应。在此基础上,本文提出了当前硅酸盐体系热扩散研究中存在的五个亟需解决的问题,即:1)对不同硅酸盐体系的热扩散规律的研究还不够全面;2)对微量元素的热扩散行为认识不足;3)硅酸盐体系热扩散作用的影响因素及尺度还不够明确;4)热扩散作用的地质与地球化学关键识别标志有待确立;5)硅酸盐体系热扩散作用的理论模型有待建立。尽管硅酸盐体系热扩散的研究还存在诸多不足,但越来越多的证据表明,热扩散是地质过程中不容忽视的一种成分分异机制。这种机制会造成岩浆房或岩浆通道中的元素分异和同位素分馏,可能对于一些成分分异的岩石和矿床的形成具有重要的意义。     

深海弯曲水道内部一种特殊的沉积单元:凹岸坝

在深海水道研究过程中,识别出深海弯曲水道内部存在一种特殊的沉积单元--凹岸坝,基于尼日尔三角洲陆坡区浅层高频三维地震资料,利用地震相分析技术,探究了凹岸坝的沉积结构特征和形成机制,讨论了其与水道弯曲丘(nested mounds)、曲流河凹岸滩坝之间的差异。研究结果表明:凹岸坝是分布于曲率较大、以垂向加积为主的末期水道弯曲凹岸处的坝体沉积单元,该沉积单元在地震剖面上表现为强振幅、连续性较好的反射特征,其内部沉积界面倾向于水道弯曲凸岸处,倾角约1°~20°,且在凹岸弧顶处达到最大值。凹岸坝形成的关键在于惯性作用,其造成水道内部重力流流体在弯曲处发生溢岸,导致流量减少,流体动能相应降低,流体携砂能力小于沉积物负载,造成沉积物快速沉降,从而形成凹岸坝。由于凹岸坝是一种连续性较好的砂体沉积,所以其可成为潜在的、储集性能较好的油气储集体。     

基于谷歌地球历史影像的大连市海岸线变化分析

为了研究大连市近40年海岸带环境变迁和演化规律,基于谷歌地球历史影像,采用GIS技术提取和分析了大连市1984—2018年海岸线变化信息.结果显示大连市海岸线增长经历了低—高—低3个阶段,时间节点为2004年和2014年.围（填）海增速与GDP增速曲线具有较强的相关性.从空间来看,大连市海岸线变化主要分布在湾区和河口地区,主要类型为填海造陆区和围海养殖区.其中填海造陆区主要集中在市辖区中南部沿岸和长兴岛开发区,围海养殖区则分散在北部和东部瓦房店、普兰店和庄河等地.     

浙江省测震观测台网井下地震计方位角检测与校正

选取浙江省测震台网景宁、北仑、南麂岛地震台井下地震计观测数据,采用地震数据波形相关性分析法,与地表地震计同步观测数据进行相关性分析,检测并校正井下地震计方位角,结果发现,3个地震台井下地震计方位角实际偏差分别为82.2°、-22.8°、32.2°。分析认为,井下地震计安装易受线缆应力影响,导致方位角与实际偏差过大,应在应力释放完成后固定地震计,并架设地表地震计进行数据相关性分析,以确定方位角可靠性。     

春季长江口外海底层鱼类群聚特征及其与环境因子的关系

为了研究春季长江口外海底层鱼类群聚特征及其与环境因子的关系,我们根据2015年5月长江口外海底层鱼类的调查资料,使用聚类分析(Cluster)、非参数多维标度排序(NMDS)、相似性分析(ANOSIM)、相似性百分比分析(SIMPER)以及典型对应分析(CCA)等方法对资料进行分析。本研究共记录底层鱼类58种,其中鲈形目种类数最多(21种),鲽形目次之。六丝钝尾虾虎鱼(Amblychaeturichthys hexanema)是优势种。底层鱼类可以划分为3个群组—近海组、南部中间组和南部远海组,不同群组的物种组成差异显著。南部中间组和南部远海组的物种多为东海外海种类,这可能是近岸黑潮底层分支影响的结果。物种数、Margalef丰富度、Shannon-Wiener多样性和Pielou均匀度从近海到与远海呈逐渐增加的趋势。CCA分析表明深度是显著影响底层鱼类的环境因子。短鳄齿鱼(Champsodon snyderi)、丝鳍(Repomucenus virgis)、多棘腔吻鳕(Coelorinchus multispinulosus)等东海外海种类与深度呈正相关,而优势种六丝钝尾虾虎鱼受环境因子影响较小。     

近地表速度结构对场地强地震动特征的影响

近地表松散沉积层对地震波具有强烈的改造作用。为了揭示近地表速度结构对场地强地震动特征的影响机理,采用横波勘探和地脉动测试方法研究两个地震台站的场地条件,并对比分析场地测试结果与汶川地震记录的频谱特征。正如浅层地震勘探和地脉动数据所揭示的那样, MXT地震台的强震记录中,对应横波图像0.10 s处强反射波的地震动分量（频率5 Hz左右）在该场地占明显优势,而对0.22 s的弱反射界面（对应的基频为2.3 Hz）的反映并不明显,分析认为这一现象归因于地下10~11 m处粉土与卵石层间具有较大的波阻抗差异,因而造成地震反射图像上0.10 s附近的强振幅掩盖了0.22 s的反射波组,岷县强震记录频谱也显示为单峰值形态。横波勘探在WUD台获得的地震图像显示分别在0.22 s和0.50 s处有两组比较明显的反射波,其所对应的场地潜在响应频率分别为2.3 Hz和1.0 Hz,WUD台的强震记录频谱的形态也明显受这两个波阻抗界面的影响;通过对比地脉动与地震记录的频谱图,认为场地结构对地震信号与一般地脉动信号的影响是有差别的。研究表明：（1）剪切波的强阻抗界面深度及其平均波速是控制场地频谱主频的主要因素,近地表地层中阻抗强的界面对地震波的改造作用占主导地位;（2）近地表松散覆盖层的波速结构影响着场地地脉动频谱与地震动频谱的谱形变化;（3） 一般情况下,浅部强波阻抗界面对地脉动频谱特征的影响可能大于深部（百米以内）,强震作用下深部波阻抗界面会使场地的响应主频向比其脉动基频更低的频段发展。     

铜陵新桥硫铁矿床中胶状黄铁矿微尺度观察及其成因探讨

新桥硫铁矿床是铜陵矿集区代表性的层状硫化物矿床,该矿床主要由层状、似层状矿体组成,伴有矽卡岩型、热液脉型矿体．黄铁矿是层状矿体中主要硫化物矿物,以胶状、细粒．中粗粒结构,块状构造产出,后期热动力作用使得胶状黄铁矿重结晶为细粒．粗粒黄铁矿,甚至相变为磁黄铁矿．本文利用粉晶x射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）和高分辨透射电镜（HR-TEM）对新桥硫铁矿床中的胶状黄铁矿物相、形貌、微结构进行研究,结果发现胶状黄铁矿基本由黄铁矿组成,表现为纳米．亚微米粒状、花瓣状和似生物状形态．粒状黄铁矿以自形一半自形立方体为主,球形、短柱状等他形为辅,粒径大约10～500nm;扫描电镜对胶状黄铁矿大量观察发现,自形．半自形黄铁矿颗粒粒径大于它形黄铁矿颗粒,显示黄铁矿从小颗粒、不规则形态向大颗粒、自形晶演化趋势．花瓣黄铁矿主要由纳米粒级自形一半自形粒状黄铁矿组成,花瓣直径介于5-10μm,类似于生物成因的草莓黄铁矿．这些形貌和微结构特征显示胶状黄铁矿为微生物参与的矿化产物;新桥硫铁矿中胶状黄铁矿形貌和微结构差异是其就位空间和演化过程差异所致．该研究为新桥矿床乃至铜陵矿集区胶状黄铁矿成因和成矿作用提供了微尺度的矿物学支撑．     

环境外部性与污染企业城市内空间分布特征——基于深圳污染企业的实证分析

随着城市生态环境的恶化,发达地区环境管理力度不断加强,使得污染企业的空间分布表现出强烈的环境容量制约性和政府规制主导性。为应对这种制约与规制,在城市内部,污染企业向城市边界和环境准入门槛低的区域迁移,使得污染企业空间分布及其所形成的城市污染格局更加复杂。利用2007 年深圳市污染源普查数据,通过OLS和稳健回归分别探讨了废水、废气和固体废弃物污染企业环境外部性及其城市内空间分布特征。研究发现：深圳废水与固体废弃物污染严重企业具有明显地靠近城市外围边界但远离香港、经济特区分布的特征,以邻为壑的污染转嫁将辖区内的环境负外部性扩展到邻近城市,以避免对本城区的污染。同时,废水排放较多的污染企业也有明显的靠近城市环境功能较低的外流河分布的特征。企业所有制性质、经营时间等在一定程度上影响企业的排污能力,进而影响污染企业的空间分布。另外,不同排污类型的企业空间分布也具有显著的差异。本研究对于转型期正确制定城市产业结构空间调整政策,合理引导经济环境协调发展,尤其是避免跨界流域河道等成为转移负外部性的通道具有重要启示。     

基于遥感的黄土高原林草植被变化对河川径流的影响分析

从黄土高原不同地貌区降雨产流机制入手,分析了林草植被影响流域水循环的可能环节;利用20世纪70年代以来不同时期的土地利用和植被盖度解译成果,以及同期实测的降雨和径流数据、供用水数据等,引入林草植被覆盖率、径流系数、产洪系数和基流系数等概念,从流域尺度上构建了林草植被覆盖率与河川径流的定量响应关系,结果发现,在半湿润或半干旱的黄土区,径流系数和产洪系数都将随林草植被的改善而减少,气候越干旱、径流或洪量减少越多;与同气候带的黄土区相比,盖沙黄土区林草植被改善所导致的减水量更大。不过,当林草植被覆盖率大于60%后,产洪系数变化减缓;最终河川径流将稳定在大于基流的某阈值附近。     

中国主要城市入境旅游网络结构演变分析

基于旅游经济联系模型,运用GIS技术手段,构建中国入境旅游城市的旅游经济联系网络,并对1997年和2010年的Top1、Top5和Top10网络的结构演变特征进行研究。研究发现：① 整体网络规模在缩小,但是最大联系强度和平均联系强度却明显增长,且最大联系强度一直出现在广州和深圳之间;② 整体网络结构处于核心极化阶段,总体呈现“东部强,中西弱”的“L”型分布,一级节点城市北京、上海和广州的集聚作用显著,且进一步增强;③ 旅游城市联系以东部区内联系为主,东部地区城市的集聚作用愈加明显,中部和西部地区城市的集聚作用在减弱;④ 中国入境旅游城市可分为三大体系,形成三极多核的空间格局。