中新世黄河水系演化重建：来自钾长石Pb同位素的约束

自剥蚀地貌中形成的剥蚀产物搬运到沉积区或汇水盆地沉积下来的过程,称为“源-汇”系统。从这些“汇”中识别“源”的信息,结合地层的沉积时代,约束黄河的形成时代、水系格局演化、流域内构造运动以及环境变迁成为黄河水系演化研究的重要内容。然而,时至今日学者们对黄河何时出现的认识并不一致,存在“中新世内流黄河和中新世外流黄河”之争。为了解决这些争议,我们运用大河物源示踪研究中新兴的碎屑钾长石Pb同位素方法,对黄河中下游沉积物开展碎屑钾长石Pb同位素分析(n=378),将其与长江中下游和华夏板块已报道的碎屑和基岩钾长石Pb同位素结果进行对比,结果表明三者之间的钾长石Pb同位素组成明显不同。台湾岛是中国东部陆架海中新世地层出露最齐全的地区。因而,我们将黄河中下游与台湾岛中新统的钾长石Pb同位素比值进行对比,结果表明二者之间不存在物源联系。结合中国东部渤海湾盆地、南黄海盆地和东海盆地中新统的物源示踪研究结果,说明黄河物质在中新世未流入上述盆地。总体而言,中国北方中新世的构造活动控制了黄河的演化过程,导致其此时处于分段演化阶段。     

高速公路交通事故与气象条件的关系研究

恶劣天气是高速公路交通事故发生的重要诱因。为了解气象条件对高速公路交通事故的影响程度,基于2006—2008年汉宜高速公路交通事故数据,统计分析了该路段交通事故的月际和日变化特征,利用事故率和日交通事故指数区分定义了交通事故频次和灾害严重程度,采用多项式曲线拟合了气象条件与事故指数的关系,确定了事故突发增长的临界气象指标。结果表明:汛期5—9月是汉宜高速公路交通事故高发时期,冬季其次,春季3—4月及秋季10—11月事故发生较少。高速公路交通事故存在明显日变化特征,03—04时和14—17时为事故高发时段。汉宜高速公路交通事故频率主要受中到大雨和夏季高温天气的影响,事故灾害严重程度主要受强降水和冬季低温天气的影响。大风强降水天气条件下的事故率要高于一般强降水条件下的事故率,夏季潮湿、闷热天气条件下的事故率要高于一般高温天气条件下的事故率。当高速公路沿线平均日雨量达到中到大雨时,事故率达到高峰;当沿线平均雨量超过20 mm时,事故灾害突发严重。当公路沿线平均高温超过33℃时,事故率突发增长;0~3℃的低温对事故灾害程度影响较大。     

Biodegradation and environmental behavior of biodiesel mixtures in the sea: An initial study

Biodiesel, a mixture of fatty acid methyl esters (FAMEs) derived from animal fats or vegetable oils, is rapidly moving towards the mainstream as an alternative source of energy. However, the behavior of biodiesel, or blends of biodiesel with fossil diesel, in the marine environment have yet to be fully understood. Hence, we performed a series of initial laboratory experiments and simple calculations to evaluate the microbial and environmental fate of FAMEs. Aerobic seawater microcosms spiked with biodiesel or mixtures of biodiesel and fossil diesel revealed that the FAMEs were degraded at roughly the same rate as n-alkanes, and more rapidly than other hydrocarbon components. The residues extracted from these different microcosms became indistinguishable within weeks. Preliminary results from physical-chemical calculations suggest that FAMEs in biodiesel mixtures will not affect the evaporation rates of spilled petroleum hydrocarbons but may stabilize oil droplets in the water column and thereby facilitate transport.     

汶川地震映秀-北川地表破裂带虹口乡段精细填图、位移特征和地震构造分析

同震地表破裂带是地震破裂最直观的表现。地表破裂带的精细填图对理解地震破裂过程及发震机理有着重要意义。我们对5.12汶川地震映秀-北川同震破裂带南部的虹口乡区段开展了较为精细的填图工作,该区段地表破裂带的平面几何和同震位移特征沿走向均显示出公里尺度的横向变化和复杂性。根据同震破裂不连续性特征可把地表破裂分为4段,自南向北依次为深溪沟段、庙坝段、高原新村段和八角庙段。其中,深溪沟段和八角庙段同震垂直位错较大,达.5～6m;庙坝段同震垂直位移量普遍较低,1～2m或更低;  在高原新村附近,地表破裂带分为近平行的南北两支,北支以右旋走滑为主,南支以南东盘逆冲抬升为主,这与与映秀-北川同震破裂总体北西盘抬升的性质相反。本文对高原新村附近的反向陡坎进行了深入的探讨,并综合前人的研究结果,认为是破裂在从深部往上扩展的过程中,在浅表部位顺着发育在虹口东南部的大鱼洞-龙溪飞来峰后缘的具南东倾向的断面继承而成。与北川沙坝附近的反向陡坎一样,说明老断裂带构造几何特征对单次地震破裂的扩展有牵引作用。最后,讨论了八角庙有切割关系的两组断层擦痕的地震学和地质学意义,指出可能指示了映秀-北川断裂面上局部区段震前的初始应力水平较低。     

波浪作用下基于不同负载的一种Savonius型水轮机捕能性能研究

通过水轮机捕能是当前常用的海洋能利用方式之一。桨叶作为水轮机关键部件,其性能一直是研究的重点。针对目前波浪条件下带负载运转的Savonius型水轮机相关捕能性能研究较少的情况,采用数值仿真方法,结合对应工况条件的物理试验,研究了一种Savonius型水轮机在不同波浪环境下带负载运转的捕能性能。采用Star CCM+仿真软件,建立数值波浪水池,设置环境参数,划分网格调整变量进行水轮机运转的水动力模型数值研究。在造波试验水池中利用推板改变波浪周期与波高,进行水轮机运转的物理试验。采集在不同负载下水轮机桨叶的转速和扭矩数据,计算并分析功率等参数,总结变化趋势,评价捕能效果。研究发现水轮机在1.6 s的波浪周期条件下,桨叶承受1.5 N·m负载时达到最佳捕能效果,其功率为23 W。为实际海域中水轮机桨叶的结构设计研究和相关工程应用提供参考。     

“双一流”建设背景下北京师范大学地理学本科专业人才培养模式探索与实践

在“百年未有之大变局”的时代背景下,地理学科建设需要做好“四个面向”,其中本科人才培养是重中之重。1902年京师大学堂师范馆成立至今,北京师范大学地理学已有120年的发展历程。回顾历史,在时代的驱动下,北师大地理学本科专业人才培养不断适应国家社会需求、主动求变,经历了史地一体、独立设系、强调师范性、多元化人才培养、创新型人才培养,以及拔尖人才与“四有”好老师并重的发展阶段。北京师范大学地理学作为“双一流”建设学科,以全面提升育人水平和推动学科进入世界一流行列为首要任务,通过一系列改革措施,积极探索差异化的本科专业人才培养体系和特色化的培养模式,争取适应新时代国家和社会对地理学本科人才的新需求。     

天水渭北地区变质花岗岩类岩石学特征及其地质时代

天水渭北地区地处祁连与北秦岭造山带结合部位。通过详细的岩石学特征、接触关系、形变及变质特征研究证实,尽管岩体有较强烈的变质和变形作用,但岩体内保留有清晰的原生岩浆组构,岩体与围岩有清楚的侵入关系,因而从变质地层中识别和解体出来众多的变质花岗岩类。主要成岩期及代表性岩类有:晚元古代为片麻状正长花岗岩—二长花岗岩—花岗闪长岩,同位素年龄为953.4～1 450 Ma;震旦纪为片理化石英二长岩—石英闪长岩,同位素年龄为547 Ma。识别和解体出的这些变质花岗岩类,为进一步研究祁连和北秦岭两大构造单元的岩浆事件和构造演化提供了十分重要的信息。     

无人机遥感技术在北京首云铁矿储量动态监测中的应用

如何快速、准确、廉价地开展矿山监测一直是国土资源遥感领域的研究热点。以北京首云铁矿为例,首先在2014年8月和2016年10月分别对其进行了无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)野外调查;然后,利用无人机摄影测量技术(UAV structure from motion,Sf M)获取了高精度的数字地表模型(digital surface model,DSM)以及数字正射影像图(digital orthophoto map,DOM);最后,利用改进的地形变化算法(DSM of difference,Do D)快速计算出矿山动用储量体积变化,通过乘以该矿山平均含矿率、矿石平均体重以及矿石平均品位即得到储量变化。研究结果表明,对于露天开采的矿区,利用无人机遥感技术能够快速、准确计算出矿山动用储量,实现对露天矿山动用储量的动态监测,为矿山储量动态监测以及矿山环境监测提供了新的思路。     

破坏程度不同煤体失稳过程红外辐射及裂隙演化特征研究

为了探讨破坏程度不同煤体的力学行为、红外辐射及裂隙演化特征,进行了单轴压缩过程中同步红外辐射检测试验,分析了不同试样受载后力学行为及红外辐射响应特征。在试样宏观力学特性的基础上,采用颗粒流PFC2D对试样单轴压缩进行模拟,从细观尺度上分析了试样裂隙的演化特征。研究结果表明：破坏程度影响了试样的强度、变形特征,随着破坏程度的增强,试样表现出弱脆性、强塑性特征;破坏程度不同试样均表现出增温的时变特征,Ⅰ类、Ⅱ类试样临破裂前温度出现骤增的前兆特征,温度突增可达1.7℃左右,而Ⅲ类试样则表现为先骤降后快速上升的变化特征,温度增加0.93℃;加载过程中红外热像出现分异特征,高温或低温异常区域对应着煤岩试样破坏的空间位置;试样破坏区域与红外辐射异常区域大致相同,内部损伤（裂隙发育）与表面损伤（红外辐射）有着密切的关联性。该研究结果可为破坏程度不同煤体采掘过程中的动力灾害预警提供参考。     

金属的理化性质和地壳丰度的相互关系初步研究

本文旨在探讨金属元素的理化性质和其地壳丰度(CA)的分布规律。利用相关性分析和集对分析研究了金属的理化性质和其地壳丰度的关系。结果表明,金属元素21种理化参数与地壳丰度之间均有不同程度的相关性。其中10种理化参数和地壳丰度显著相关(P≤0.05),包括共价指数(X2mr)、原子密度(ρ)、原子序数(AN)、原子量(AW)、有效核电荷(Z*)、电负性(Xm)、软指数(σp)、电子亲和能(EA)、极化力(Z*2/r)和电化学势(ΔE0)。集对分析进一步表明:X2mr,ρ,Z*和Xm与log(CA)之间趋同性较好,支持了相关分析的结论。研究结果暗示金属的理化性质与地壳丰度之间存在密切的内在关系,这为地球演化成因、元素丰度演变规律提供了新证据,对岩石、矿产资源开发和利用等有重要意义。