钛同位素地球化学综述

随着分析技术的进步,非传统稳定同位素体系在地球化学、天体化学和生物地球化学等研究领域的应用日益广泛。钛(Ti)是一个非常重要的过渡族金属元素,在地球和其他类地球行星中广泛存在。但是由于Ti是一种难熔的、流体不活动性元素,高温地质过程中Ti同位素分馏很小。人们对Ti同位素体系的地球化学应用的关注相对其他非传统稳定同位非常有限。而近年来,随着化学纯化方案的优化以及双稀释剂方法的改进和仪器质谱性能的提高,Ti同位素组成的高精度测试已经能够实现。天然样品中Ti同位素组成的变化随之得以发现,使得学者们能够利用这一新的稳定同位素体系来解决与高温和低温地球化学相关的问题。很快Ti同位素体系地球化学研究成为当前国际地质学界的前沿研究课题和新的发展方向之一。本文首先在简要介绍Ti元素和Ti同位素体地球化学性质的基础上,介绍了Ti元素化学分离和Ti同位素分析方法。随后笔者总结了已有的不同类型球粒陨石和地球样品的质量相关Ti同位素组成研究结果,对硅酸盐地球的Ti同位素组成做了初步评估。前人对高温地质样品的Ti同位素组成研究初步探明Ti同位素在岩浆演化过程,例如部分熔融和结晶分异等重要地质过程中的分馏行为。笔者在此基础上探讨了结晶分异过程中引起Ti同位素分馏的主要控制因素,指出Ti同位素是潜在的研究岩浆演化过程的新工具。最后笔者探讨了Ti同位素地球化学未来的发展方向,以加速我国在Ti同位素地球化学方面的应用研究。     

土壤释放大气活性含氮物种的研究进展北大核心CSCD

土壤是大气活性含氮化合物(N2O、NOx、HONO和NH3)的重要来源。这些含氮物种释放到大气中与一次污染物发生反应,对大气氧化性和污染物的生消起到重要作用。土壤释放这些大气活性含氮物种涉及生物、化学、物理等多个过程,这些过程的反应物和反应产物之间又存在复杂的相互作用。土壤的理化性质如土壤酸碱度、湿度、含水量等对这些含氮物种的释放量有重要影响。目前在量化上述活性含氮物种以及模拟评估土壤释放过程对空气质量的影响方面存在不足。本文概括了目前国际上有关土壤释放上述活性含氮物种的机制和影响因素的研究现状,指出未来的研究需要进一步完善土壤释放活性含氮物种的关键微观机理,揭示土壤释放过程对大气污染的影响机制,以期为提高空气质量提供科学指导。     

河北省崇礼幅1∶50 000矿产地质图数据库

根据《固体矿产地质调查技术要求(1∶50 000)》(DD 2019-02)和行业其他规范要求,完成河北省崇礼幅1∶50 000专项地质填图379.93 km²、矿点检查11处,采集水系沉积物样品1622件、重力测量物理点1623个,测试锆石U-Pb年龄样3组、流体包裹体样80余件,系统编制了河北省崇礼幅1∶50 000矿产地质图,并建立了数据库。突出了对燕山期岩浆岩和相关脉岩、碱性杂岩体和谷嘴子岩组、矿化蚀变等相关成矿信息的表达,厘定了崇礼幅中太古代、新太古代的变质深成侵入体,划分了海西期、印支期、燕山期的岩浆岩建造类型,划分了张家口组火山岩的7个建造类型、谷嘴子岩组变质岩的3个建造类型,系统总结了该区金矿的成矿地质体、成矿构造及成矿结构面、成矿作用特征标志。该数据库为该区金矿的找矿工作提供了基础数据支撑,对金矿目标层地质信息和构造建造信息的提取提供了便利条件,对今后矿产勘查部署具有一定的参考价值。     

天然气水合物开采过程甲烷气泄漏海床基高密度电阻率法监测效果模拟与分析

为实现天然气水合物开采过程沉积物内甲烷气泄漏过程有效监测,设计了一种海床基原位电学监测方法。为界定该方法对不同模式泄露甲烷气的探测能力,以南海神狐海域天然气水合物试采区为研究区,构建相应地质及电阻率模型,模拟利用设计电学系统对其进行监测,计算得到不同采集参数的电阻率剖面,并对其进行对比分析。研究结果表明：海水层会在探测剖面上某深度区间内形成层状低阻异常带,对该深度区间有效电信号形成压制。将该异常带顶界深度定义为系统有效探测深度后,发现该深度受电极距直接影响,10 m极距偶极装置有效探测深度约为50 m。电学探测剖面对有效探测深度内分布的层状和团状甲烷气聚集区、慢速甲烷气泄露区、沿断层泄露的甲烷气区具有良好反映能力,数据处理得到的相对电阻率剖面与电学探测剖面相比能更好地反映甲烷气聚集区边界。该监测方法能够实时监测含气区空间变化。     

波浪导致黄河口海床沉积物超孔压响应现场试验研究

黄河口海床特殊的工程地质性质与复杂的工程动力稳定性问题,均与海床沉积物在波浪荷载作用下的孔压动力响应密切相关。在现代黄河水下三角洲潮间带岸滩选择4个典型研究点,现场模拟波浪作用对原状海床沉积物实施循环加载,利用孔隙水压力观测、沉积物强度测试、样品采集与实验室土工测试等方法手段,测定黄河口原状海床沉积物在循环荷载作用不同阶段的孔压响应与强度变化。研究发现,黄河口原状海床沉积物在经历循环加载过程中,典型的超孔压响应可分为逐渐累积、部分消散、快速累积、累积液化和完全消散5个阶段,分别对应沉积物强度的衰减、增大、衰减、丧失和恢复过程,沉积物的粒度组成与结构性强弱决定了超孔压的具体响应模式。波浪导致原状海床液化深度受沉积物的干密度、孔隙比、饱和度等初始物理性质影响显著,细颗粒组分的相对含量高低也在很大程度上控制着沉积物的液化特性。     

既有桩基荷载对邻近浅埋隧道开挖效应及支护内力影响的研究

建立了包括地层模型、桩基荷载模型、浅埋隧道开挖模型和支护模型以及桩基荷载、地层压力、地层沉降、支护应变量测装置的平面应变模型试验系统;通过模型试验,研究了不同水平、竖向相对位置处的既有桩基荷载对附近浅埋隧道开挖引起的地层压力重分布、地层沉降及隧道支护内力的影响特征。另外,采用FLAC3D软件,对模型试验及不同工况进行了数值模拟。结果表明：（1）与没有桩基荷载的自由地层中的隧道开挖试验相比较,地层中的既有桩基荷载会明显地改变邻近浅埋隧道开挖引起的地层压力重分布、地层沉降及隧道支护内力;（2）对于桩径和水平相对距离都相同,但桩长不同的桩基荷载,桩长与隧道埋深比值为1.0时,对隧道开挖效应影响最大,二者比值小于1.0时,其影响程度随着比值的减小而减小,二者比值大于1.0时,桩长的改变对隧道开挖效应影响较小;（3）对于桩径和桩长都相同的桩基荷载,对地层压力、地层沉降及支护内力的影响随桩基荷载与隧道的水平距离的减小而增大,桩基荷载距隧道的水平距离与隧道直径比值介于0.5～4.0时,桩基荷载对隧道开挖效应影响较大,隧道较危险,比值介于4.0～6.0时,影响较小,比值＞6.0时,影响可以忽略不计。     

塔西南寒武系-奥陶系斜坡带特征与油气成藏条件分析

综合利用露头、岩心及地震资料,剖析了塔西南寒武系-奥陶系碳酸盐岩台缘斜坡带的发育特征及其迁移变化规律,在
此基础上,揭示了该区寒武系-奥陶系烃源岩、储层与盖层的匹配关系,并分析了有利的成藏组合。结果表明:塔西南寒武系-奥
陶系发育优质烃源岩且油源充足,台缘沉积相带以及台地内部发育多种类型的碳酸盐岩优质储层,加之优越的盖层封闭条件和良
好的油气运移通道,在研究区内形成了上部、中部和下部3套成藏组合。塔西南寒武系-奥陶系台缘斜坡带的礁滩体沉积、下斜
坡带的滑塌体沉积、台地内的深埋白云岩以及不整合面附近的缝洞型碳酸盐岩均为储集性能良好的潜在储层,其中,中部成藏组
合由于储层最发育,且可以兼顾来自下伏的中下寒武统与上覆的上奥陶统烃源岩所生成的油气,是塔西南最具勘探开发前景的成
藏组合。