山西吕梁地区汉高山群火山岩成因及其形成环境

吕梁地区汉高山群火山沉积岩是华北克拉通中部带中部中元古代初期火山沉积记录,其成因及形成环境研究对认识华北克拉通结晶基底固结后地质演化有重要意义.该群火山岩为拉斑玄武系列安山岩,SiO2(54.68％ ～56.19％)略低,有较高的MgO(4.97％～6.16％,Mg#=49.4～53.8)及Cr(165×106～174...     

基于GF2号与Landsat8数据融合的遥感图像地质解译——以1:5万瓦房店市幅为例

随着遥感卫星的分辨率越来越高,遥感技术在地质填图工作中的应用也愈发广泛,尽管遥感技术在地质学的应用仍有很多不足,但仅仅对于地质填图工作来说,已经可以节约部分野外工作量,通过遥感地质解译可区分岩性差异较大的地质体,并绘制其界线,减少不必要的野外调查,将地质工作者的精力放在更复杂的地学问题上。高分2号卫星属于中高分变率卫星,全色波段08 m,其数据质量高、数据获取方便、重访周期短等优点逐渐吸引地质工作者的注意。目前,使用高分2号卫星进行遥感地质解译的文献相对较少,本文具有一定的示范作用。本次以1∶5万标准图幅瓦房店市幅为例,使用GF2号数据与Landsat8数据融合和主成分分析后做假彩色合成影像,解译出地质单元21个,线性断裂构造61条,使用真彩色合成与DEM叠加建立地表三维模型来确定断裂期次与交切关系,最终将遥感地质解译结果与野外实地调查工作成果相对比,以分析地质解译精度,经测算两者平均吻合率达80%,达到1∶5万区域地质调需要,为瓦房店市幅1∶5万区域地质调查工作提供参考依据,填补瓦房店地区地质单元遥感影像特征的空白。     

河口潮汐栖息地生态恢复新技术CRT原理与应用

CRT(Controlled Reduced Tide)技术是一种河口潮间带潮汐栖息地恢复新技术,原理是使用简单的水闸结构将已建堤坝改良,通过恢复潮汐频率实现潮汐栖息地的生态修复。与已有恢复技术相比,CRT系统易于管理,并且能使潮汐栖息地的恢复效果更接近自然潮汐状态。目前,CRT技术已在比利时Schelde河口进行试验研究,并成功地修复了潮汐沼泽的植被生态,我国尚无CRT应用实例。以比利时Schelde河口CRT系统为例,阐明该系统对潮汐频率、植物、潮汐通道、土壤重金属及动物这五个方面的修复效果及优势,其应用经验可为我国河口潮汐栖息地的生态恢复提供行之有效的技术选择。     

长白山冷湿环境下不同海拔土壤四醚膜脂对环境的响应:对海拔与古环境重建的启示

甘油二烷基甘油四醚化合物(GDGTs)是陆地和海洋环境中古环境和生态定量重建的重要工具.目前对陆地土壤GDGTs的研究主要集中在相对暖湿和冷干气候区,冷湿条件下GDGTs对环境的响应尚不清晰.基于此,本文选取具有冷湿气候条件的长白山作为主要研究对象,探究长白山不同海拔土壤GDGTs的分布特征及相关指标对环境的响应.结果表明,长白山冷湿气候条件下,由古菌iso GDGTs分布反映的长白山不同海拔土壤古菌群落结构发生了显著变化,古菌群落结构对温度指标TEX_(86)产生影响;此外,温度季节性对TEX_(86)的影响也较为显著.细菌5-甲基br GDGTs的甲基化指数MBT′_(5me)及MBT_(5/6)与土壤含水量具有一定的相关性而与温度关系不显著,说明MBT′_(5me)及MBT_(5/6)指标可能并不适用于冷湿环境下的温度和海拔重建.6-甲基br GDGTs甲基化指数MBT′_(6me)、环化指数(CBT、CBT_(5me)、CBT_(6me))与甲基位置异构化指数(IR_(IIa′)、IR_(IIIa′))都与p H呈现显著相关性,表明这些指标在冷湿条件下仍具有反映土壤p H的潜力.不同地区的MBT′_(5me),MBT′_(6me)组合与典型气候型(冷干、暖湿、冷湿和暖干)存在较好的对应关系,冷湿条件下MBT′_(5me)值较小(0.65),而MBT′_(6me)值较大(0.55),表明MBT′_(5me)-MBT′_(6me)联合具有指示古气候型的潜力.     

煤矿井下长钻孔分段水力压裂技术研究进展及发展趋势

“十三五”以来,围绕“我国煤矿井下煤层区域增透瓦斯高效抽采和坚硬顶板岩层弱化区域治理”两大难题,将定向长钻孔与分段压裂技术结合,通过技术攻关与装备研发及工程试验,在煤矿井下定向长钻孔分段水力压裂技术和装备研发及工程示范应用等方面均取得了明显进展。主要表现在如下4个方面:(1)开发了适合于煤矿井下煤岩层裸眼定向长钻孔不动管柱和动管柱两种分段水力压裂工艺技术与工具,不动管柱分段压裂工程应用钻孔长度突破了500 m,单孔压裂实现了5段;动管柱分段压裂钻孔长度工程应用突破了800 m,单孔压裂实现了17段。(2)研发了煤矿井下低压端加砂压裂泵组和高压端加砂压裂装置,低压端加砂泵组压力达到了70 MPa,排量达到90 m3/h,携砂比达到20%;高压端加砂压裂装备耐压能力达到55 MPa,一次连续加砂压裂的砂量达到750 kg;低压端和高压端加砂装备均在现场进行了工程应用,应用结果表明装备均具有较好携砂压裂能力。(3)建立了碎软煤层围岩分段压裂和硬煤顺层钻孔分段压裂区域增透瓦斯高效抽采技术模式,前者在山西阳泉矿区和陕西韩城矿区应用钻孔瓦斯抽采纯量均值分别达到了2 811 m3/d和1 559 m3/d,后者在陕西彬长矿区应用钻孔瓦斯抽采纯量达到了2 491 m3/d。(4)探索出了坚硬顶板强矿压煤矿井下定向长钻孔分段水力压裂主动超前区域弱化治理的新模式,工程应用钻孔长度突破了800 m,坚硬顶板分段水力压裂治理后,顶板来压步距、动载系数和最高压力值较未压裂区分别下降了18.9%~70.6%,5.8%~7.9%,13.7%~19.4%,有效治理了工作面坚硬顶板引起的强矿压灾害。随着煤矿井下分段水力压裂技术改进和煤矿智能开采发展的实际需要,提出了煤矿井下大排量高压力智能压裂泵组、井下长钻孔裸眼分段压裂智能工具等装备和煤矿井?地联合分段水力压裂技术研发方向,以更好地推动煤矿井下水力压裂技术与装备发展,为煤矿安全高效绿色智能开采提供技术和装备支撑。      

地质微生物响应地质环境变化的若干问题--兼论环境代用指标的应用

微生物能够通过改变细胞膜脂类成分而灵敏地响应地质环境条件的变化,使得人们建立了一系列微生物的古环境代用指标。应用比较广泛的古温度定量化指标包括藻类的长链烯酮U_(37)~k、古菌甘油二烷基甘油四醚的TEX_(86),以及细菌甘油二烷基甘油四醚的MBT/CBT等。然而,由于缺乏生理学和生态学分析,人们在应用微生物的环境代用指标时不断发现适用性问题。论文重点从微生物对环境响应的化学过程、生理范围和生态效应这三方面分析了一些环境代用指标在应用时需要考虑的多指标相互验证、线性范围和灵敏度,以及地区性差异等问题。微生物通过脂类响应环境变化有多种化学方式和途径可以实现,使得许多代用指标可以相互验证。微生物对地质环境的生理响应是有线性范围的,这决定了微生物脂类的环境代用指标的灵敏度大小。而微生物对环境因子的生态响应则决定了代用指标的应用存在地区性差异。某种环境的微生物活动往往受到一些限制性因子控制,相应地一些微生物脂类的环境代用指标也主要响应这些限制性环境因子的变化。微生物的古环境代用指标的应用不仅需要了解微生物通过脂类响应环境变化的化学机理,更要了解相应微生物的生理学和生态学原理。     

实验模拟氧化条件对微生物四醚脂的环境替代指标的影响

以古菌和细菌细胞膜脂甘油四烷基甘油四醚(GDGTs)为基础建立的古温度指标四醚指数(TEX86)与甲基化/环化指标(MBT/CBT),以及陆源输入指标(BIT)与干旱和盐碱化指标Ri/b,在海洋、湖泊、黄土-古土壤等沉积物的古环境重建中得到了广泛的应用.然而,利用这些微生物分子指标来重建古环境时,氧化等降解因素对GDGTs化合物,尤其是对细菌支链GDGTs的影响目前还不是很清楚.本研究通过过氧化氢模拟不同氧化程度对土壤中GDGTs化合物产生的影响,进而分析古菌和细菌GDGTs不同结构化合物抗氧化能力的差异,了解化学氧化降解对GDGTs各指标的影响.结果表明,古菌类异戊二烯GDGTs抗氧化能力低于细菌支链GDGTs,同时含环的古菌和细菌GDGTs抗化学氧化能力均要低于无环GDGTs.古菌GDGTs古温度指标TEX86在氧化过程中逐渐降低,在氧化条件下沉积的古菌GDGTs的TEX86指标用于古温度的重建存在低估的可能.在以无环细菌支链GDGTs为主的环境中,细菌MBT/CBT指标随氧化程度加深其重建温度基本不受影响.古菌与细菌GDGTs抗降解能力的差异导致陆源输入指标BIT指数随着氧化程度增加而升高,在地质体中应用此指标恢复古陆源输入存在高估的可能性.干旱化和盐碱化指标Ri/b随着氧化程度加深表现出逐渐降低的趋势,从而在应用上也可能存在低估.需要指出的是,实验室用的过氧化氢比自然条件下氧气的氧化作用强得多,本文的结论反映了一种比较极端的状况.     

基于3S技术的野外地质工作管理与服务应用研究:以云南1:5万泸西幅区域地质调查为例

为全面提升公益性地质调查工作的综合管理能力和水平,针对野外工作管理与服务需求,基于我国北斗卫星技术、GMSS技术、网络技术、网格技术、3G音视频技术、云计算技术以及上述技术的集成与协同技术研究,建立了野外地质调查管理服务应用系统和平台。通过数字地质调查系统(RGMAP)和中国地质调查信息网格平台的统一整合与集成,实现野外作业人员与驻地和野外工作站及大区中心的互联互通,形成野外地质调查生产管理、突发事件、应急处置、远程服务网格结点体系和格架,为野外地质调查人员和管理人员提供现代地质调查工作管理与服务的新模式。在区域地质调查中,实现了野外填图人员与室内相关专家实时地开展业务交流,实时地提高了野外填图技术人员对各种地质现象的识别与准确全面描述的能力。     

环境过滤和扩散限制对库姆塔格沙漠南缘植物群落β-多样性的影响

β-多样性反映群落之间的物种组成差异,群落β-多样性的形成和维持一直是生态学研究的核心问题。通过对库姆塔格沙漠南缘60个植物群落的调查,结合环境因素和空间距离,通过Mantel分析以及基于距离的多元回归（MRM）,分析了环境过滤和扩散限制对研究区植物群落β-多样性及组分的影响。结果表明：库姆塔格沙漠南缘植物群落存在明显的地理衰减格局,群落之间物种组成差异较大,β-多样性高且大部分来自物种更替;环境差异和空间距离对群落β-多样性及更替组分均有显著影响,物种更替对二者的响应与β-多样性保持一致;MRM分析表明,在研究区β-多样性的形成中环境过滤和扩散限制的相对作用存在差异,环境过滤作用对β-多样性及组分的影响超过扩散作用。通过本次研究可以初步确定在库姆塔格沙漠南缘植物群落β-多样性主要由生态位过程与中性过程以及其他未知过程共同控制,其中气候、海拔等生态位因素扮演着比中性过程更为重要的角色。此外,研究区群落β-多样性可能主要由物种更替导致,不同生态过程对群落β-多样性的影响可能主要通过调控群落物种更替来实现。     

大兴安岭北部上其地区中生代花岗岩年代学、岩石地球化学特征及构造背景

大兴安岭上其地区中生代花岗岩位于西伯利亚板块东南陆缘增生带中的乌尔其汉火山型被动陆缘与东乌旗-扎兰屯火山型被动陆缘接触带,该区构造研究可为大兴安岭的隆升研究提供信息。对研究区中生代花岗岩进行了系统的岩石地球化学特征及锆石U-Pb同位素年代学研究,并对其构造背景进行了讨论。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,这些花岗岩主要形成于早侏罗世和晚侏罗世,修正了前人把测区二长花岗岩、正长花岗岩划归晚石炭世的观点。岩石化学特征表明,研究区花岗岩均属于碱性岩,具有高钾、硅饱和、准铝质-弱铝质岩石的特征;系列判别图解显示研究区早侏罗世花岗岩为I型花岗岩,晚侏罗世花岗岩为高分异I型花岗岩,形成于后造山或碰撞后的构造环境,代表了伸展的大地构造背景。