板块运动的机制与动力来源学术争鸣

目前人类对地球的认识仍很肤浅,无论国外还是国内对于地球动力学问题仍在探索过程中,Science杂志2005年公布的125个重大科学问题中的第10个问题是“地球内部是如何运行的”,提出地球动力来源还尚未解决。 2017年出版的《中国学科发展战略--板块构造与大陆动力学》认为板块构造理论虽然取得了巨大成功,但该学说依然存在其形成以来就存在的难题,即板块动力、板块起源及板块上陆三大问题,驱动板块运动的动力机制是最为重要的问题,也是亟待解决的问题。 研讨会分两个环节,一是主要观点报告环节,二是讨论争鸣环节。 在报告环节,涉及动力机制的主要有5位报告人,分别阐述了他们的主要观点。梁光河提出了新大陆漂移说,通过大量证据分析认为传统的海底扩张驱动大陆漂移的模式存在很多问题,很多地质和地球物理观测事实说明持续推动大陆漂移的动力不是海底的持续扩张,而是大陆板块后下方持续的岩浆上涌推动大陆板块向前漂移,那是一个自发的连锁反应。万天丰认为传统的海底扩张传送带模式很难解释大陆板块漂移速度远远大于地幔对流速度这个问题,提出了陨击说。陨石撞击诱发地幔底劈推动大陆板块运动这个新的驱动模式。唐春安提出了地球龟裂说,认为地球内部热能的积累与释放,使得地质历史上岩石圈地幔具有冷热交替的周期。毛小平分析认为,目前所提出的地球动力中,只有周向应力具有足够数量级的应力,可以推动板块运动;周向应力在岩石圈薄弱处释放从而产生地壳相对运动;长期以来解释不了的“地壳异常压力”其实就是周向应力,而可独立于重力的构造力、碰撞力并不存在。 在讨论争鸣环节,大家针对地壳运动的动力来源自由发言。梁光河指出万天丰提出的陨石撞击可以较好地解释超大陆裂解的初始动力,但不同意陨石撞击可以提供持续的大陆漂移的动力,以印度板块的北漂为例,因为地幔的巨大黏滞阻力,需要无数个陨石定点撞击印度板块后面才可能持续推动印度板块漂移。唐春安提出地球的锅盖效应,因此上地幔具有冷热周期,在热周期地壳才会大规模漂移,按照力学机制,大洋中脊和转换断层不可能是海底扩张产生的,应该是大陆漂移拉开产生的断裂系统。最后杨巍然总结发言,认为陨石撞击是一个重要因素,地球上的构造运动都可以归结为开合运动,海底扩张和大陆漂移都是存在的,地体构造也是科学的。研讨会取得的共识是：大陆的确存在大规模水平运动,传统的地幔对流传送带驱动模式存在很多与观测事实不符的问题,需要重新认识驱动机制和驱动力的问题,对板块俯冲问题多数持怀疑甚至反对的观点。其驱动力应该来自重力和地球内部热力,但它们之间是如何相互作用的,仍需要进行更深入的研究。     

贵州上二叠统龙潭组煤系地层地球化学特征及物源分析:来自黔普地1井的证据

为厘清贵州上二叠统龙潭组煤系地层的物源,以黔西南地区黔普地1井为研究对象,采集了上二叠统龙潭组的岩心进行稀土元素分析。结果表明,龙潭组的稀土总量较高(177.03×10^-6～592.58×10^-6),轻、重稀土分馏明显,稀土元素配分模式呈轻稀土富集、重稀土相对亏损的右倾型;(La/Sm)_N为2.63～4.72,(Gd/Yb)_N值为1.47～2.218,表明轻稀土分馏较重稀土严重;δEu无异常。研究表明,其形成的构造环境与大陆边缘与大陆弧相近,推测黔普地1井二叠系龙潭组物质来源以玄武岩为主。     

In Situ U‐Th‐Pb Dating and Sr‐Nd Isotope Analysis of Bastnäsite by LA‐(MC)‐ICP‐MS

Bastnäsite is the end member of a large group of carbonate–fluoride minerals with the common formula (REE) CO₃F·CaCO₃. This group is generally widespread and, despite never occurring in large quantities, represents the major economic light rare earth element (LREE) mineral in deposits related to carbonatite and alkaline intrusions. Since bastnäsite is easily altered and commonly contains inclusions of earlier‐crystallised minerals, in situ analysis is considered the most suitable method to measure its U‐Th‐Pb and Sr‐Nd isotopic compositions. Electron probe microanalysis and laser ablation (multi‐collector) inductively coupled plasma‐mass spectrometry of forty‐six bastnäsite samples from LREE deposits in China, Pakistan, Sweden, Mongolia, USA, Malawi and Madagascar indicate that this mineral typically has high Th and LREE and moderate U and Sr contents. Analysis of an in‐house bastnäsite reference material (K‐9) demonstrated that precise and accurate U‐Th‐Pb ages could be obtained after common Pb correction. Moreover, the Th‐Pb age with its high precision is preferable to the U‐Pb age because most bastnäsites have relatively high Th rather than U contents. These results will have significant implications for understanding the genesis of endogenous ore deposits and formation processes related to metallogenic geochronology research.     

三维建模技术在金刚石勘查中的应用——以辽宁省瓦房店地区为例

金刚石矿是辽宁省的重要矿产之一,辽宁瓦房店地区已探明的原生金刚石矿资源/储量占中国金刚石资源量的一半以上。通过开展三维建模工作,对该区金伯利岩管的形态、深部找矿方向等提出了一些新的认识。研究认为,三维模型可以更好地展示金伯利岩型金刚石矿体的空间展布形态,并可为勘查工作提出指导性意见。     

丹江口水库老灌河流域地下水水化学特征

作为南水北调中线工程的水源地,丹江口水库地下水的水质是影响南水北调工程建设的重要因素。为了确保丹江口水库一库清水送北京,对水库老灌河流域进行地下水采样、统计和分析,研究地下水的水化学特征,结果表明: 丹江口老灌河流域地下水偏弱碱性,属于低矿化水,Ca²⁺为优势阳离子,$HCO_3^-$为优势阴离子; 除$NO_3^-$外,该区主要离子浓度均符合我国及世界卫生组织推荐的饮用水标准; 丰水期和枯水期地下水的水化学类型均为Ca-Mg-HCO₃型和Ca-HCO₃型,水化学过程以风化-溶滤作用为主; 地下水$NO_3^-$超标13%~17%,丰水期部分区域出现Cl^-型水化学类型。季节变化对老灌河流域地下水的水化学类型空间分布影响较小,地下水水质受农业、养殖业、工业遗留废渣及生活污水等影响。     

Characteristics of shallow geothermal fields in major cities of Tibet Autonomous Region

Based on the project titled "Investigation and evaluation of shallow geothermal energy in major cities of Tibet Autonomous Region", the distribution characteristics and occurrence conditions of shallow geothermal fields in these cities were introduced in this paper. To this end, relevant data in Lhasa, Shigatse and Nyingchi Cities through vertical thermometry was a focus, so as to analyze groundwater temperature and the distribution law of strata with constant temperature. Then through comprehensive comparisons and analysis of the relationship between groundwater temperature and climate, differences in this aspect of Nagqu City were taken as a typical case to clarify formation of geothermal field and corresponding influence on groundwater temperature, furthermore providing basic data for rational development and utilization of shallow geothermal energy in Tibet Autonomous Region.     

双向地震作用下崩塌堆积体边坡动力模糊可靠性分析

考虑崩塌堆积体边坡岩土体参数随机性和模糊性,以及地震力双向性,建立一种边坡地震动力模糊可靠度计算方法,针对竖向地震力对崩塌堆积体边坡稳定可靠性的影响进行进一步研究。首先,选用动力有限元时程分析法计算出双向地震工况下崩塌堆积体边坡的响应特征,并运用模糊理论对强度参数进行模糊性处理;然后,根据Mohr-Coulumb强度准则构建边坡安全系数与可靠度的时程计算模型;最后,采用边坡地震可靠性评价新方法,通过MATLAB编写相应程序,实现计算和分析结果的快速输出。案例结果表明:新方法计算结果更加合理,对工程而言也更加安全;竖向地震作用均对崩塌堆积体边坡整体可靠性存在影响,但影响程度需根据工程实际情况进行分析。在算例工况下,竖向地震对崩塌堆积体边坡的可靠性影响很小,仅使得可靠度降低3.55%,因此,可仅考虑水平地震的影响。     

倒立水母Cassiopea andromeda 的POU、Hox基因家族的多样性及系统发育分析

与其他钵水母相比,倒立水母具有独特行为：在生命周期的大部分时间里,它都在海底呈倒立附着、“睡眠”的状态。为探索与这一独特行为相关的遗传信息,本研究对安朵仙水母(Cassiopea andromeda)和同属于钵水母纲的海蜇(Rhopilema esculentum)、巴布亚硝水母(Mastigias papua)进行首次全基因组测序、拼接和注释,并重点分析了这3种钵水母与感觉功能、神经系统发育相关的重要转录调节因子Hox和POU基因家族的多样性与系统发育关系。遗传分析显示,刺胞动物门中Hox和POU基因家族具有明显的物种间差异性。对Hox基因的分析首次发现钵水母及水螅(Hydra vulgaris)的“前段Hox基因”产生了部分缺失,并进一步印证了刺胞动物不存在“中段Hox基因”的假说。安朵仙水母和海蜇具有相对全面的ParaHox基因种类,即GSX和XLOX/CDX基因,而巴布亚硝水母只有GSX基因。在POU基因多样性方面,安朵仙水母、海蜇、星状海葵(Nematostella vectensis)的基因组具有全部4类POU,而巴布亚硝水母、海月水母(Aurelia aurita)、水螅只有2类POU。在本研究分析的刺胞动物中,安朵仙水母的POU-1,-6亚型的核苷酸多态性最高;安朵仙水母与指形鹿角珊瑚(Acropora digitifera)、星状海葵的POU-2/3/5亚型的序列多样性较其他钵水母更高。另外,3种钵水母与水螅粘附蛋白的比较结果表明,安朵仙水母具有巴布亚硝水母和海蜇所不具有的粘附相关鼠李糖结合凝集素和一类抗氧化活性物质铁螯合物还原酶。综上所述,安朵仙水母具有更多POU编码基因和复杂POU亚型,以及具有粘附相关凝集素和还原酶的编码基因,可能是与安朵仙水母倒立附着生活方式相关的关键遗传信息。     

碱激发材料固化低液限粉黏土路用性能及抗冻融特性研究

以伊犁地区S315线蜂场至尼勒克段低液限粉黏土为研究对象,以碱激发材料为固化剂,对粉质黏土和其固化土开展了路用性能指标试验与冻融循环试验,并利用电镜扫描试验(SEM)与X射线衍射试验(XRD)研究了固化土的微观特征,探讨了碱激发材料对粉质黏土路用性能指标与抗冻融特性的影响.试验结果表明,固化土的无侧限抗压强度与抗剪强度...     

Stormwater capture and antecedent moisture characteristics of permeable pavements

An approach based on individual rainfall events is introduced to mathematically describe the hydrologic responses and estimate the stormwater capture efficiencies of permeable pavement systems (PPSs). A stochastic model describing the instantaneous dynamic water balance of a PPS is established, from which the probability distribution of the antecedent moisture content of the PPS at the beginning of a rainfall event is analytically derived. Based on this probability distribution and the event‐based approach, an analytical equation that can be used for estimating the stormwater capture efficiencies of PPSs is also derived. The derived analytical equation is verified by comparing its results with those from continuous simulations for a wide range of PPSs with different sizes and underlying soils and operating under various climate conditions. It was found that the antecedent moisture contents of PPSs at the test locations are usually fairly close to zero, suggesting that PPSs at these locations are always almost empty at the start of a rainfall event. The derived analytical equation accounts for many key processes influencing the behaviour and operation of PPSs; it may serve as an easy‐to‐use tool that is essential for the planning and design of PPSs.