基于DGT和化学提取法研究浙西北地质高背景区土壤镉生物有效性

地质高背景区相较于人类活动引起的土壤镉污染影响范围更广,在区域尺度上对生态系统和人类健康构成危害。土壤镉生物有效性是决定其生物可利用性、生物毒性的关键因素,因此探寻可行的土壤镉生物有效性评价方法对污染农用地安全利用和风险管控具有重要的理论和实际意义。DGT技术、单一提取法、连续提取法和土壤溶液法常用于测定土壤有效镉,但已有研究成果主要基于同种土地利用类型土壤的室内盆栽实验,难以代表自然污染土壤中的复杂情况。为探明各土壤重金属有效态提取技术对地质高背景区不同土地利用类型土壤Cd生物有效性评估效果,本文以浙江西北部土壤Cd高地质背景区水田土壤-水稻籽实和旱地土壤-小白菜样品为研究对象,实验应用DGT技术、单一提取法（0.01mol/L氯化钙提取）、连续提取法（七步连续提取）和土壤溶液法评价土壤中镉生物有效性。结果显示：①研究区水田和旱地土壤Cd平均含量分别为1.07mg/kg和0.73mg/kg,显著高于浙江和全国土壤平均水平,Cd的异常富集主要与浙西北地区广泛分布的黑色岩系有关。②相较于碳酸盐岩区,黑色岩系区土壤中Cd的生物有效组分占比较高,水田和旱地土壤Cd的活动系数（MF）高达59.9%和51.8%,Cd易在土壤-作物系统中发生迁移富集;③植物体内镉含量Cd-P与不同方法测定的有效镉含量均呈显著正相关,但Cd-P与DGT技术测定的有效镉含量相关性优于其他三种方法,水田土壤测得的有效Cd与水稻籽实相关关系：$ {{C}}_{\text{soln}} $>CDGT>$ {{C}}_{{\text{CaCl}}_{\text{2}}} $>$ {{C}}_{{\text{F}}_{\text{1}}\text{+}{\text{F}}_{\text{2}}\text{+}{\text{F}}_{\text{3}}} $,旱地土壤测得的有效Cd与小白菜相关关系：CDGT >$ {{C}}_{{\text{CaCl}}_{\text{2}}} $>$ {{C}}_{{\text{F}}_{\text{1}}\text{+}{\text{F}}_{\text{2}}\text{+}{\text{F}}_{\text{3}}} $>$ {{C}}_{\text{soln}} $。综合比较不同土壤有效Cd测定方法的优缺点,DGT技术可以模拟植物体对Cd的动态吸收过程,更能准确地反映土壤Cd生物有效性,预测作物Cd含量水平,这与已有研究成果一致。此外,本文研究成果表明DGT技术评价土壤Cd生物有效性,不仅适用于人为污染区,也可应用于地质高背景区。     

滇东南个旧矿区花岗岩黑云母成分特征及其对锡成矿的指示

滇东南个旧矿区发育有著名的超大型锡多金属矿床,该矿床的形成与花岗质岩浆活动密切相关。本文利用电子探针分析技术对个旧矿区花岗岩中的黑云母开展研究;研究结果表明,黑云母表现出富铝铁、贫镁钙的特征,其FeO^T含量为22.81%~26.17%,含铁指数为0.75~0.81,属于富铁黑云母。黑云母的化学组成特征显示其具有较高的结晶温度（616 ℃~691 ℃）、结晶压力（318~403 MPa）和结晶深度（12.03~15.24 km）,以及较低的氧逸度（logf_O2 = -19.74~-17.05）。综合研究表明,个旧矿区花岗岩源区物质复杂,具有多源性;花岗岩中黑云母整体表现出高铁指数和较低氧逸度等特征,是锡成矿的有利条件。

     

板内玄武岩来源于再循环碳酸盐化榴辉岩的地球化学证据: 以四子王旗新生代玄武岩为例

本文对中国东部中新世四子王旗玄武岩开展了详细的全岩和橄榄石主、微量元素及全岩Sr-Nd-Pb-Hf-Mg同位素研究, 据此探讨它们的成因及源区性质。研究发现, 四子王旗玄武岩具有类似于高μ(HIMU)型地幔起源熔体的微量元素分布特征, Zr、Hf、Ti的负异常, 高的Zr/Hf比值(Zr/Hf=49.3~54.8), 以及低于正常地幔范围的δ²⁶Mg值(-0.51‰~-0.49‰), 表明其来源于碳酸盐化地幔源区。它们还具有低的Sc含量(10.1×10^-6~10.5×10^-6)和高的Gd/Yb比值(8.7~9.4), 结合它们橄榄石斑晶低的Fo值, 高的NiO含量和Fe/Mn比值, 揭示其母岩浆为碳酸盐化榴辉岩部分熔融产生。四子王旗玄武岩具有亏损的Sr-Nd-Hf同位素(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.70370~0.70449;ε_Nd=+6.3~+6.4;ε_Hf=+9.7~+10.3), 以及较低的Pb同位素组成(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=17.94, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.44, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=37.89), 指示它们源区为年轻的再循环洋壳物质, 很有可能来自于滞留的西太平洋板片。四子王旗玄武岩位于南北重力梯度带以西并远离海沟, 意味着滞留的西太平洋板片在物质上对上覆地幔的影响范围较之前认识的要更广。

     

东天山晚古生代构造转折: 红山南-天木东地区岩浆岩年代学与地球化学的约束

东天山是中亚造山带的重要组成部分, 区内晚古生代岩浆活动与成矿作用强烈, 是理解中亚造山带构造演化与成矿作用的关键地区。然而, 前人对东天山构造带由俯冲向碰撞转变的时间和过程仍存在较大争议。本文对东天山红山南-天木东地区广泛出露的晚古生代岩浆岩开展了野外考察和岩相学鉴定, 进行了年代学和岩石地球化学分析, 以限定其形成时代、岩石成因和构造背景, 进而探讨晚古生代构造演化过程。红山南-天木东地区岩浆岩主要为早石炭世火山岩和侵入岩, 次为早二叠世侵入岩。早石炭世火山岩主要为安山岩(328.8±2.0Ma)和英安岩, 侵入岩主要为辉长闪长岩(328.7±1.8Ma); 早二叠世侵入岩为黑云母二长花岗岩(290.3±2.1Ma)和石英闪长岩(290.0±1.6Ma)。早石炭世岩浆岩富含角闪石和斜长石, 为钙碱性, 准铝质系列, 富Rb、Ba、Th、U和Pb等大离子亲石元素, 亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素和Sr-Nd-Hf同位素, 具有岛弧岩浆岩特征, 是交代地幔楔部分熔融的产物。相对于早石炭世岩浆岩, 早二叠世侵入岩富含黑云母和碱性长石, 富集SiO₂、Na₂O和K₂O, 贫Al₂O₃、MgO、Fe₂O₃^T及CaO, 同位素更亏损, 为碰撞后背景下新生加厚地壳部分熔融的产物。总之, 红山南-天木东地区的早石炭世与早二叠世岩浆岩地球化学差异显著, 指示东天山构造背景从早石炭世大洋俯冲体制转变为早二叠世碰撞后造山体制, 即其构造转折时间为晚石炭世-早二叠世。

     

中国降水云云底高度的估算和分析

基于2016年8月13日-2017年7月31日激光云高仪（CL51）和搭配红外测温仪的微波辐射计（MWR-IRT）的云底高度（CBH）观测资料,对比分析CL51和MWR-IRT的CBH观测结果的差异,探讨不同天气条件下CL51和MWR-IRT的云高观测性能。结果表明：CL51和MWR-IRT对中低云的识别结果较为一致,对高云识别存在一定差异;云天时,CL51和MWR-IRT观测的CBH较为一致,统计均值分别为1.91 km和2.03 km,二者相关系数为0.65;与MWR-IRT相比,CL51观测的高云较高、低云较低;不同天气条件下CL51和MWR-IRT的观测结果表现不同,雾天和重度霾时其观测结果差异较大,轻雾天时其观测差异有所降低,非雾/霾天、雾霾天、轻度霾天、中度霾天时两者观测结果较为一致。

     

基于SWMM模拟上海市区排水及地面淹水过程

利用基于GIS的二维水动力暴雨淹没模型,在考虑排水管网抽排的基础上,模拟了武汉城区短历时6个重现期暴雨内涝过程,基于MapGIS绘制了重现期暴雨内涝图,分析了内涝特征,并用近年实际暴雨内涝点对模拟内涝区进行了验证,结果表明模拟效果较好。在此基础上,对业务中常用短时预报暴雨量进行了内涝模拟。结果可用于武汉城区暴雨内涝高风险区(点)预警、内涝灾害评估及防治。技术方法可推广到其他城市应用。

     

不同高径比时软岩强度与变形尺寸效应试验研究

以直径20~50 mm,高径比为2︰1的粉砂岩、花岗岩和大理岩为研究对象,探讨尺寸变化和岩性对岩样应力-应变曲线、破坏、单轴抗压强度、弹性模量和泊松比的影响,并分析产生尺寸效应的原因。试验结果表明,随着尺寸的增大：3种岩样的应力-应变曲线吻合度逐渐增强;粉砂岩及大理岩的破坏形式由单斜面剪切破坏向X状共轭斜面剪切破坏发展,花岗岩主要以X状共轭斜面剪切破坏为主,破坏程度均逐渐增大;3种岩样的单轴抗压强度与弹性模量整体呈增大的趋势,且在直径20~30 mm之间增幅较大,30~50 mm之间增幅较小;不同岩样的破坏形式大致相同,但应力-应变曲线离散性、峰值后应力-应变曲线特征、破坏程度有所差别。泊松比无明确尺寸效应特征,使用电阻应变片式的局部测量方式并不能很好地反应岩石试件的变形特征。产生尺寸效应的主要原因为岩样本身的不均质性,其次为端部效应。     

青藏高原古近系牛堡组三段天文周期旋回分析及古湖平面演化研究：以尼玛盆地尼1井为例

青藏高原中部尼玛盆地是一个形成于班公湖-怒江缝合带之上的新生代陆相裂谷盆地。交通不便和勘探程度较低等因素导致其高精度沉积旋回特征和地层学一直鲜有研究。尼1井是盆地内第一口地质探井,通过对该井古近系牛堡组三段的自然伽马测井曲线进行频谱分析,证实了天文轨道周期对盆地内湖相地层的沉积具有显著影响。滤波分析显示牛堡组三段保存了41个短偏心率(～100 kyr)周期,76个斜率(～54 kyr)周期和178个岁差(～23 kyr)周期,平均沉积速率为92.03 m/Ma,沉积时限～4.1 Myr。此外,结合Fischer图解与总有机碳含量的变化趋势,确定牛堡组三段湖平面经历了1次长周期的升-降变化过程。综合分析,认为尼玛盆地优质烃源岩的形成主要受天文旋回周期影响下的湖平面变化所控制。

     

西藏聂荣微陆块变质基底新元古代—侏罗纪构造–岩浆事件：来自LA-ICP-MS 锆石U-Pb定年的启示

本文选择聂荣微陆块变质基底中正片麻岩进行了详细的年代学研究,通过LA-ICP-MS 锆石U-Pb测年获得的年龄结果分别为502.8±1.2 Ma、532.7±3.4 Ma、833.2±2.8 Ma、734.8±3.3 Ma、495.3±1.7 Ma、496.6±2.0 Ma、495.1±1.2 Ma、803.8±2.8 Ma、811.7±2.8 Ma。综合上述片麻岩锆石U-Pb测年数据结果发现,聂荣微陆块变质基底中正片麻岩的锆石U-Pb年龄大致可以分为三组：830~730 Ma、580~470 Ma、185~160 Ma,说明聂荣微陆块变质基底从新元古代—侏罗纪经历了三期构造–岩浆事件,这三期构造事件分别发生于新元古代早期、新元古代晚期—早古生代、早—中侏罗世。综合前人研究结果,认为聂荣微陆块存在新元古代的基底,并经历了罗迪尼亚超大陆的裂解,于新元古代晚期—早古生代时期发生了泛非—早古生代构造事件,到了侏罗纪,受班公湖–怒江洋壳俯冲和大洋关闭的影响,变质基底发生了早—中侏罗世的岩浆作用和变质作用。

     

汉南杂岩高桥沟花岗斑岩体岩石地球化学特征及侵位机制时代归属探讨

高桥沟花岗斑岩体位于扬子板块北缘,属于汉南杂岩的一部分。锆石LA−MCP−MS U−Pb定年结果显示其形成时代为（794.4±5.7）Ma,为南华纪早期。岩石地球化学特征为高Si（75.78%～76.51%）、富碱(K2O＋Na2O=7.78%～7.84%)、富K（K2O/Na2O=1.07～1.10),属高钾钙碱性系列。稀土总量∑REE为272.57×10–6,轻重稀土元素组之间分馏明显。二长花岗斑岩形成于岩浆演化中晚期阶段,岩浆上侵过程中部分熔融沉积岩、火山岩物质。高桥沟花岗斑岩体形成于后造山构造环境,强力就位的侵位机制。