基于镉污染风险的湖南省龙山县百合种植区安全区划

湖南省龙山县作为我国重要的百合生产基地县之一,其土壤却存在一定程度的镉（Cd）污染风险。同时,百合作为一种食药同源的植物,其食用和药用的质量安全标准不一致。因此,在龙山县提出百合种植区安全区划具有重要意义。笔者等在龙山县耕地采集326件表层土壤样品和70件百合样品（配套根系土样）,在分析土壤及百合中Cd的含量和土壤中氧化物、有机质、pH等指标的基础上,探讨Cd生物有效性的影响因素,并据此建立百合Cd生物富集系数预测模型,结合土地质量地球化学调查数据预测耕地的百合Cd含量,给出百合种植区安全区划及建议。结果表明,研究区土壤存在Cd污染风险,百合具有质量安全问题。研究区Cd的生物有效性受到土壤CaO、S、P、K2O含量和土壤pH的共同影响。与多元线性回归模型相比,随机森林模型能够更好地预测百合Cd生物富集系数。百合种植区安全区划显示,研究区食用百合优先种植区、药用百合优先种植区、药用百合次级种植区、结构调整种植区面积占比分别为1. 49%、92. 71%、2. 88%、2. 92%,建议大力开发药用百合农产品。该研究成果将Cd污染风险耕地的安全利用与食药同源农产品的质量安全有效衔接,完善了受污染耕地安全利用的工作方法,为推动龙山县百合产业发展提供了科学依据。     

基于镉污染风险的湖南省龙山县百合种植区安全区划

湖南省龙山县作为我国重要的百合生产基地县之一,其土壤却存在一定程度的镉(Cd)污染风险。同时,百合作为一种食药同源的植物,其食用和药用的质量安全标准不一致。因此,在龙山县提出百合种植区安全区划具有重要意义。笔者等在龙山县耕地采集326件表层土壤样品和70件百合样品(配套根系土样),在分析土壤及百合中Cd的含量和土壤中氧化物、有机质、pH等指标的基础上,探讨Cd生物有效性的影响因素,并据此建立百合Cd生物富集系数预测模型,结合土地质量地球化学调查数据预测耕地的百合Cd含量,给出百合种植区安全区划及建议。结果表明,研究区土壤存在Cd污染风险,百合具有质量安全问题。研究区Cd的生物有效性受到土壤CaO、S、P、K₂O含量和土壤pH的共同影响。与多元线性回归模型相比,随机森林模型能够更好地预测百合Cd生物富集系数。百合种植区安全区划显示,研究区食用百合优先种植区、药用百合优先种植区、药用百合次级种植区、结构调整种植区面积占比分别为1.49%、92.71%、2.88%、2.92%,建议大力开发药用百合农产品。该研究成果将Cd污染风险耕地的安全利用与食药同源农产品的质量安全有...     

融冰期北极楚科奇海陆架中心区硅限制与来源补充

相对氮亏损(N:P约为7,小于16)的太平洋入流水携带的营养盐是支撑北冰洋上层生态系统的重要物质基础。海冰消退,光限制消失,楚科奇海陆架存在强烈的营养盐消耗与利用,广泛认为其表现为氮限制,因此该区域重点关注氮元素循环,对于硅元素的相关研究较少。本文基于2016年中国第七次北极科学考察和中国-俄罗斯首次联合北极科学考察两个同步进行的航次调查结果,全面展示了融冰期整个楚科奇海陆架区的营养盐分布格局。结果显示,硝酸盐和亚硝酸盐表层基本耗尽;硅酸盐表现为中心低,周围高,陆架中心区是强烈的硅限制区域,受到硅和氮的共同限制。沿着太平洋入流方向,S01、R01、LV77-01站位30 m以深硅酸盐浓度高于太平洋入流水端员,说明沉积物孔隙水向底层水释放硅酸盐,因此在浅水陆架区孔隙水可作为上层海洋硅酸盐的潜在来源。本研究结合文献数据计算得到楚科奇海陆架沉积物-水界面硅酸盐年通量为630.78 mmol·m^-2·a^-1,总量为3.75×10¹¹ mol·a^-1,是太平洋入流水所携带硅酸盐年通量的一半(6.59×10¹¹ mol·a^-1),表明沉积物孔隙水也是楚科奇海陆架硅酸盐的重要来源。     

古生代中国中西部三大陆块古地理位置重建与演变

针对古生代中国中西部华北、华南和塔里木三大陆块在全球洋-陆格局中的古地理位置还存在的争议问题,本论文以国际最新的古地理位置重建研究方法和思路,在对中国三大陆块盆地(鄂尔多斯、四川和塔里木盆地)古生界钻井岩心的古地磁实测研究、全球古生代古地磁数据收集与有效性筛选处理、全球主要地质事件约束等多参数融合分析的基础上,采用最新的 GPlates 板块重建方法,对中国华北、华南和塔里木三大陆块在全球洋-陆格局中的古地理位置进行了重建和定位。研究结果表明:古生代三大陆块主要在全球 ±30° 之间的南北中低纬度之间迁移;三大陆块在古生代至少发生了 3 次不同的顺时针旋转和方位角转换;三大陆块运移速率至少经历了 3 次以上不同高、低速度间的转换与变化过程;响应于古生代全球洋-陆形成与演化,中国三大陆块古构造格局总体上经历了洋盆扩张下的“多岛洋”离散、俯冲碰撞下的离散-汇聚并存、俯冲消减下的差异汇聚隆升、新旧洋盆转换下的差异汇聚-离散、拼合与地幔柱控制下的差异汇聚-离散内部拉张的差异性演变过程。古生代中国三大陆块在全球洋-陆格局中的位置与差异性演变,奠定了中国三大陆块古生代不同性质盆地的形成与演化、不同层系油气烃源、储集原始物质差异性发育的基础。     

Under the surface: Pressure-induced planetary-scale waves,volcanic lightning,and gaseous clouds caused by the submarine eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha'apai volcano

We present a narrative of the eruptive events culminating in the cataclysmic January 15, 2022 eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha'apai Volcano by synthesizing diverse preliminary seismic, volcanological, sound wave, and lightning data available within the first few weeks after the eruption occurred. The first hour of eruptive activity produced fast-propagating tsunami waves, long-period seismic waves, loud audible sound waves, infrasonic waves, exceptionally intense volcanic lightning and an unsteady volcanic plume that transiently reached—at 58 ?km—the Earth's mesosphere. Energetic seismic signals were recorded worldwide and the globally stacked seismogram showed episodic seismic events within the most intense periods of phreatoplinian activity, and they correlated well with the infrasound pressure waveform recorded in Fiji. Gravity wave signals were strong enough to be observed over the entire planet in just the first few hours, with some circling the Earth multiple times subsequently. These large-amplitude, long-wavelength atmospheric disturbances come from the Earth's atmosphere being forced by the magmatic mixture of tephra, melt and gasses emitted by the unsteady but quasi-continuous eruption from 0402±1–1800 UTC on January 15, 2022. Atmospheric forcing lasted much longer than rupturing from large earthquakes recorded on modern instruments, producing a type of shock wave that originated from the interaction between compressed air and ambient (wavy) sea surface. This scenario differs from conventional ideas of earthquake slip, landslides, or caldera collapse-generated tsunami waves because of the enormous (～1000x) volumetric change due to the supercritical nature of volatiles associated with the hot, volatile-rich phreatoplinian plume. The time series of plume altitude can be translated to volumetric discharge and mass flow rate. For an eruption duration of ～12 ?h, the eruptive volume and mass are estimated at 1.9 ?km³ and ～2 900 ?Tg, respectively, corresponding to a VEI of 5–6 for this event. The high frequency and intensity of lightning was enhanced by the production of fine ash due to magma—seawater interaction with concomitant high charge per unit mass and the high pre-eruptive concentration of dissolved volatiles. Analysis of lightning flash frequencies provides a rapid metric for plume activity and eruption magnitude. Many aspects of this eruption await further investigation by multidisciplinary teams. It represents a unique opportunity for fundamental research regarding the complex, non-linear behavior of high energetic volcanic eruptions and attendant phenomena, with critical implications for hazard mitigation, volcano forecasting, and first-response efforts in future disasters.     

Melut盆地富含CO2油气藏的成因及期次

Palogue油田的发现打开了Melut盆地古近系勘探新方向,证实了北部凹陷为富油气凹陷.Palogue油田具有以下白垩统为主力烃源岩,古近系为主力成藏组合的跨时代运聚风格,幔源CO₂气体对油气的聚集和改造具有不可忽略的作用.通过对CO₂气体、原油特征、生标特征、包裹体特征进行研究,结合地层埋藏史,分析油气特征及成藏期次.结果表明:Palogue油田具有两期成藏的特征,古近纪中期发生第1期油气成藏事件,随后原油被降解;古近纪晚期-新近纪以来,伴随幔源CO₂气体油气发生第2次运移充注事件,且CO₂气体对油藏进行了强烈的气洗作用.      

Study on Rationality of Large Diameter Pressure Relief Drilling Parameters Under Different Coal Seam Conditions

Geotechnical and Geological Engineering - To study the influence of changes in the coal seam mechanical characteristics at depth on the stress relief effect of a borehole, this paper established...     

基于机器学习的表层土壤成矿元素空间预测: 以稀有金属铷元素为例

近些年随着土地质量地球化学调查工作的开展,获取了大量表层土壤样品数据。然而,这些数据也存在一个明显的缺陷,即1∶50 000大比例尺表层土壤数据往往缺少成矿元素。鉴于土壤成矿元素含量对于矿产资源勘查的重要指示作用,尝试基于现有数据对大比例尺表层土壤成矿元素含量提供一个补全方案。以稀有金属铷元素为例,采用随机森林算法把同一区域2 548组1∶250 000小比例尺表层土壤数据按照8∶2的比例随机分为两组,用80%的数据进行训练建模,20%的数据对模型进行验证。采用变量重要性度量排序和构建学习曲线的组合方法优选了8种元素(K、B、Ni、V、Zn、As、Co、Cu)作为预测变量,模型对训练数据和测试数据的拟合优度R²分别达到0.983 2和0.895 6,说明预测变量的优选方法是有效的。随后将1∶50 000表层土壤的上述预测变量数据作为输入变量导入模型中,得到预测的Rb元素含量,预测结果比较符合实际特征。本研究表明将大数据机器学习随机森林算法引入表层土壤地球化学元素含量空间定量预测具有可行性,可进一步拓展土地质量地球化学数据的服务应用维度。     

滇西兰坪盆地茅草坪脉状Cu矿床流体包裹体和稳定同位素地球化学研究

兰坪盆地西缘发育一条重要的脉状Cu矿带,矿床的成矿流体来源一直存在较大的争议。本次研究对该矿带南段新发现的茅草坪矿床进行流体包裹体和H-O-C-S同位素研究,结合前人发表的该矿带矿床的同位素数据,探讨矿床成矿流体特征和来源。茅草坪矿床早(A1脉)、晚(A2脉)两期含矿石英脉中的流体包裹体均为含CO2盐水包裹体,可细分为含石盐子晶、富液相(水溶液相)、富气相(CO2相)包裹体等不同类型。根据流体包裹体的共生特点,将其划分为3组包裹体组合:(1)第I组,出现在A1脉石英中,为富液相(I-W型)、富气相(I-C型)和含石盐子晶(I-S型)包裹体共生;(2)第Ⅱ组,同样出现在A1脉石英中,为富液相(Ⅱ-W型)和富气相(Ⅱ-C型)包裹体共生;(3)第Ⅲ组,出现在A2脉石英中,为富液相(Ⅲ-W型)和富气相(Ⅲ-C型)包裹体共生。测温结果显示:I-S型包裹体均一温度在293~370℃之间,流体盐度为30.06%~39.76%Na Cleqv;Ⅱ-W型包裹体均一温度在302~490℃之间,流体盐度为1.23%~18.63%Na Cleqv;Ⅲ-W型包裹体均一温度在263~400℃之间,流体盐度为1.20%~11.34%Na Cleqv。同一组内,包裹体气/液相比高度变化,表明包裹体捕获时的流体呈不均一态,此时包裹体均一温度中低值部分近似代表该组包裹体真实的捕获温度。因此,从I组到Ⅲ组,包裹体分别捕获于280~320℃(I组、Ⅱ组)和260~280℃(Ⅲ组),结合盐度数据,反应初始成矿流体发生沸腾作用,伴随石盐子晶析出,流体盐度下降,随后温度降低。茅草坪矿床成矿流体富CO2的特点与区域内其他脉状Cu矿床一致,但盐度明显偏高。矿床热液石英的δDV-SMOW值变化在-94.6‰~-56.2‰之间,计算的流体的δ18OV-SMOW值集中在+8.1‰~+9.6‰之间,与区域其他脉状Cu矿床相似,数据主要落在原生岩浆水区域的下方,表明流体来源于岩浆水,但经历了开放系统下的脱气作用,没有盆地流体或大气降水的贡献;热液碳酸盐方解石的δ13CV-PDF值为-8.3‰~-2.4‰,δ18OV-SMOW值为14.46‰~16.63‰,与区域其他脉状Cu矿床的C-O同位素组成相似,但C同位素组成明显低于区域脉状Pb-Zn矿床(碳主要来自盆地流体溶解的碳酸盐岩);黄铜矿的δ34SV-CDT值变化于-6.4‰~-3.9‰之间,处于区域其他脉状Cu矿床的S同位素组成范围内,但区别于区域砂岩型Cu矿床(硫来自硫酸盐的细菌还原作用)。因此,推测矿床的CO2和硫可能也来自脱气的岩浆。茅草坪脉状Cu矿床成矿流体的研究表明:兰坪盆地西缘脉状Cu矿床成矿流体可能来自富CO2、经历脱气的岩浆水,没有大气降水和盆地卤水的参与。     

High pressure equation of state for molten CaCO3 from first principles simulations

Carbonate melts are important active metasomatic agents and efficient transport agents; their thermodynamic properties at high temperatures and pressures are therefore of considerable interest for various geochemica applications. However, due to the extreme challenges in relevant experiments, current knowledge of even the density of carbonate melts is limited. In this study, we provide high quality volumetric data of Ca CO3-melt from firs principles at high temperatures and pressures(up to3,500 K and 60 GPa). The accuracy of these data is demonstrated through comprehensive comparison with available experimental data and a thorough discussion of the predictability of the re-scaling method proposed in this study. Based on the simulations, an equation of state has been established that is critical to relevant highly disputed questions such as the decomposition and solidification boundaries of Ca CO3 melts, the latter of which is briefly discussed in this study with a newly derived ab initio melting curve to high pressures.