深海极端环境深部生物圈微生物学研究综述

20世纪下半叶是人类进行自然探索最为活跃的一段时期。新发现、新技术和新概念层出不穷，大大拓展了人们对宇宙和生命的视野和认识。在海洋学领域，深海热液喷口化能自养(chemolithoautotrophy)系统的发现大大激发了人们对洋底生物多样性及生命形式、过程、起源和进化的兴趣和热情(Baross et al.，1985)。最近30年相继开展的国际深海钻探计划(deep sea drilling project，DSDP)和大洋钻探计划(ocean drilling program，ODP)为我们揭示了一个以前未曾想象到的埋藏在海底沉积物和上部洋壳中的海底深部生物圈(subseafloor deep biosphere)微生物世界。近期研究表明， 深海热液系统中的嗜热和极端嗜热古菌据推测就来源于海底深部生物圈(Delaney et al.，1998;Summit et al.，2001)，由此推断，生命的真正起源就发生在地球深部生物圈内。巨大的深度和广度，使得海底深部生物圈容纳了大量的微生物生物量和新颖独特的代谢潜力(Whitman et al.，1998)。由于洋壳板块运动而产生的海底地质构造和过程的异质性、洋壳地球化学过程的复杂性，以及在漫长地质年代中的气候变迁和海洋真光层颗粒物沉降输出的历史和地理差异性，埋藏在海底沉积物和上部洋壳中的生命赖以维持和繁衍的能量供给形式具有高度的多样性， 海底深部生物圈蕴育着丰富多样的代谢形式和新颖的生理生化机制(IPSC，2001)。海洋深部生物圈内的古菌群落将作为特定地质微生物标志(geomicrobiological signature)，用来指示过去和现代海洋的地球化学变化和地质环境变迁(inagaki et al.，2001)。海洋微生物生态学研究在最近的20年中取得了一些重要进展，与全球海洋地质历史、地质事件、地质过程和地质作用相关的深海微生物生态学研究，已发展成为一门具有独特魅力的新兴学科，即海洋“地质微生物学”(geomicrobiology)。在46亿年的地球历史中，地圈和生物圈的协同进化过程主要是在微生物的作用下完成的，微生物在海洋沉积物和洋壳中的生物地球化学作用，既是微生物的生态学，又是沉积地质过程和洋壳蚀变的动力学，许多原来以为“无机” 的地质过程，其实都是生命活动的结果(汪品先，2003)。在过去的10年中，分子、遗传、生化和基因组学等现代生物技术被引入地质微生物学的研究中，不但揭示了许多地质环境的微生物多样性，而且阐明了微生物在生物地球化学过程中所发挥的独特作用及环境和生态功能(Newman et al.，2002)。海洋深部生物圈微生物的研究已成为新世纪海洋领域中地学和生物学交叉互补、综合研究前沿的一个新热点和生长点，被列入刚刚启动的国际综合大洋钻探计划(Integrated Ocean Drilling Program，IODP)研究项目的首选(IPSC，2001；中国大洋钻探学术委员会，2003)。尽管这一领域的研究才刚刚起步，却已显示了旺盛的生命力和发展应用前景。     

小波包单子带重构提取GPS序列特征信息

GPS观测环境愈来愈复杂,动态观测值包含的影响因素较多,函数关系复杂,影响特征信息的提取和参数模型的解释能力.小波包具有良好的时频分析能力,利用小波包理论对GPS数据序列进行分解与重构过程中有三个基本运算：与小波滤波器卷积、隔点采样、隔点插零,该三项运算产生频率交错和频率折叠等频率混淆现象.为消除频率混淆现象,分解与重构时,每作一次信号与小波卷积后,将其结果作一次快速傅立叶变换,频谱中多余的频率成分的谱值置零,再对置零后的频谱进行傅立叶逆变换,然后继续进行小波包的分解与重构,从而实现单子带重构提取GPS数据序列特征项.通过实例验证了小波包单子带重构提取GPS特征信息的有效性.     

鄂尔多斯盆地下古生界碳酸盐岩构造-沉积分异及成藏效应

鄂尔多斯盆地碳酸盐岩是当前的油气勘探热点。当前对鄂尔多斯盆地不同构造区的潜在碳酸盐岩储层及圈闭仍认识不清,阻碍了勘探目标优选。本文通过构造-沉积分异特征分析,揭示了鄂尔多斯盆地早古生代碳酸盐岩台地的构造-沉积分异演化过程及其后期构造改造分异特征。结果表明,受中央古隆起和陆表海环境的控制,盆地南缘以发育镶边礁滩相储层为特征,西缘以发育层状弱镶边礁滩储层为特征,内克拉通则以局限的台地潮坪白云岩储层为特征;三个不同构造-沉积分异区的碳酸盐岩建造都具备成藏条件,但遭受的构造形变具有显著差异,可分为西缘压性构造区、南缘张性构造区和内克拉通稳定构造区;西缘陆内前陆盆地的破碎褶皱带的有利圈闭包括逆掩断层遮挡圈闭和向斜中的次级背斜圈闭;南缘受渭北地堑影响形成的张性构造带发育基底潜山相关圈闭;内克拉通的伊陕斜坡带为一长期保持构造稳定的弱改造的大型单斜构造,以发育岩性圈闭型为特征,岩性圈闭的沉积相分布主要受陆表海旋转潮汐流的约束。     

金堆城尾矿坝加高方案数值模拟及稳定性分析

金堆城尾矿坝为了进行加高设计而对尾矿库区进行了地质钻孔勘探。基于实际钻孔勘探成果,最佳反演分析了各分区-尾矿砂和初期坝堆石体模型的渗透系数、物理力学指标和加高方案下的浸润面分布。结合加高设计方案,采用基于有效应力法的EFES-3D计算程序对该尾矿坝加高后的应力应变场进行了数值模拟和坝坡稳定性分析,得出应力应变场分布图和边坡安全系数。可以看出,在上游法加高方案下,尾矿坝坝坡有涌起抬高现象,安全系数有所降低,不利于尾矿坝的稳定安全和运行管理。为此提出了在加高方案设计中加强排渗设施建议。     

北斗天线相位中心偏差改正对精密单点定位的影响

利用厂商模型、MGEX模型和ESA模型对BDS卫星天线相位中心偏差进行改正,结果表明,3种模型对BDS精密单点定位精度均有所提升,其中,水平方向提升1～2 cm,高程方向定位精度由1 dm提升为厘米级,ESA模型优于另外两种模型。利用GPS接收机天线相位中心偏差改正值对BDS接收机天线相位中心偏差进行改正,其精度改善情况随天线类型的不同而存在差异,水平方向精度影响为毫米级,高程方向与天线类型有关,精度影响最大可达厘米级。     

GC-MS测定海龙与海星中甾醇类化合物的研究

利用气相色谱-质谱(GC-MS)联用，对两种常见海洋中药粗吻海龙(Trachyrhaphus serratus)与多棘海星(Asterias amurensis)中的甾醇化合物进行了分析。经鉴定，海龙的甾醇成分主要为胆甾醇类，海星甾醇主要为△^7-脱氢胆甾醇、麦角甾醇与豆甾醇类化合物。研究结果对于探索海龙与海星的活血补益的物质基础具有一定的意义。     

浙东南离子吸附型稀土矿床成矿规律与找矿方向探讨

离子吸附型稀土矿(以下简称iRee)主要分布于我国南岭地区,浙江省虽不在南岭五省之内,但经过浙江省地勘单位三十多年的不断探索,在浙东南地区陆续发现了数个稀土矿及多个成矿远景区,填补了浙江省该类型稀土矿的找矿空白。为探究浙东南iRee矿床地质特征、成矿影响因素以及稀土元素运移、赋存规律,圈定成矿远景区,本文对区内出露的花岗斑岩型iRee,火山岩型iRee以及变质岩型iRee进行系统采样,通过岩相学、岩石地球化学等方法对各类iRee剖面进行对比研究。分析结果表明,荷地花岗斑岩的平均∑REE为271.39×10^-6,凝灰岩围岩平均∑REE为253.36×10^-6,大柘片麻岩∑REE约为517.21×10^-6,而南岭含矿岩体的平均∑REE约为289×10^-6,表明浙东南地区iRee矿床具有较好的成矿母岩条件。此外,通过对原岩中各矿物稀土元素含量的测定,查明了稀土元素主要赋存在独立的稀土矿物及少量的副矿物中,是主要的成矿物质来源;通过风化壳剖面的对比,发现稀土元素地球化学特征主要继承原岩性质,而外生作用条件使...     

利用重力资料研究华北地区构造应力场

本文结合相关数据、模型和软件分别利用重力场、重力垂线偏差与构造应力场的内在关系式对华北地区陆地构造应力值进行了计算,通过对相关数据结果进行对比分析,总结并得出了华北地区重力总水平梯度、构造应力场和研究方法本身的一些规律和特征。     

唐山曹妃甸浅层地下水水化学特征及咸化成因

为了查明曹妃甸浅层地下水水化学及咸化成因,采集研究区河水、地下淡水、微咸水、咸水、卤水、雨水和海水等不同类型水样,对其水化学组成、离子比、Piper三线图、吉布斯图、氢氧同位素组成及14C测年结果进行了分析。结果表明：(1)曹妃甸浅层地下水包括全新世沉积层潜水和晚更新世沉积层微承压水,且非原始封存在地层中而是形成于全新世中晚期。(2)地下潜水向海方向分布有淡水、微咸水、咸水水质类型,微承压水以咸水和卤水为主要水质类型;近冲洪积扇前缘水化学特征主要受岩石风化作用控制,围填海区及河口处水化学特征受海水混合作用控制,滨海平原区水化学特征主要受蒸发/结晶作用控制。(3)曹妃甸浅层地下水咸化过程主要是晚更新世以来海侵海退时期形成海洋蒸发盐经大气降水和河水多期溶滤所致,其盐分来源于海水蒸发盐,河口及围填海区地下潜水盐分主要来源于现代海水入侵。     

华南大瑶山地区加里东期钨矿床

早期研究认为华南加里东期岩浆岩一般不成矿,但自20世纪80年代以来相继发现了一些矿床的事实打破了此观点,特别是近年来大瑶山地区与加里东期岩浆岩有关的钨多金属矿床的大量发现,进一步表明加里东期岩浆岩也能形成矿集区规模的矿产地。大瑶山地区目前已发现9处加里东期的钨矿床(点),包括社垌和玉坡2个大型矿床,已查明WO3资源量接近20万吨,矿床类型包括矽卡岩型、石英脉型和斑岩型。成矿时间集中在432～466 Ma。成矿元素以W为主,部分矿床Mo、Cu、Bi、Ag、Pb、Zn、Au也达到综合利用价值。矿石矿物以白钨矿为主。除与磁黄铁矿化、绢云母化、绿帘石化和透辉石化的岩浆岩时空密切相关外,斑岩型、石英脉型矿床还与一组近东西向或北西向的陡立小断层和节理带有关;矽卡岩型矿床则与寒武系中的灰岩夹层密切有关,并具有元素分带性。矿床地球化学表明主成矿阶段均一温度集中在225～370℃,盐度w(NaCleq)集中在5%～25%,H-O-S同位素示踪显示成矿流体和成矿物质主要来源于岩浆岩。从早到晚,温度和盐度降低、pH值升高以及流体混合是造成矿石沉淀的主要机制。与成矿有关的花岗闪长岩属于低分异还原性的"I"型花岗岩,单体呈小的岩株和岩枝产出,但常成群成带分布,成岩时间跨度较长(432～479.6 Ma)。大瑶山地区与钨矿有关的岩体缺乏伟晶岩,未发现富铝或富含挥发分矿物,但含角闪石。地球化学判别属于钙碱性到高钾钙碱性系列,弱过铝质花岗岩;具有低分异指数,低Li、B、La/Yb和Rb/Sr,高CaO/(Na2O+K2O)、Mg/(Mg+Fe)和高固结指数、高镁铁质矿物含量和弱的Ba、Sr、P和Ti亏损;稀土元素配分曲线为明显右倾斜,弱的负Eu异常;全岩和锆石的Zr/Hf比值较高,说明与钨成矿有关的岩体为低分异岩体,与传统上认为含钨岩体为高分异花岗岩明显不同。升高的锆石O同位素、弱的负εHf(t)值以及1.5～1.6 Ga的TDM2年龄表明花岗闪长岩来源于中元古代地壳物质的部分熔融,并混有一定量的地幔物质。大瑶山地区强烈的加里东期岩浆活动及成矿作用与"华南裂谷"最终关闭导致的陆内碰撞有关。该区加里东期岩浆活动的强度、范围和成矿作用可与该区燕山期的媲美,具有较大的找矿潜力。大瑶山地区新发现钨矿具有矿集区规模的事实,进一步证实华南加里东期花岗岩也能成大矿,这一结论对深入认识华南地区加里东期构造岩浆演化和成矿作用具有重要的科学意义。