纳米比亚达马拉造山带地质、构造演化特征与铀成矿作用

纳米比亚达马拉造山带是新元古代—早古生代泛非造山活动在西南非洲的体现,笔者系统梳理达马拉造山带内地质单元、岩浆作用、变质活动、构造动力学机制和铀矿成矿作用特征。该造山带主要由北部地体、北带边缘、北部带、中央带、南部带、南带边缘及南部前陆7个地质单元组成。依据板块运动特征,将其构造演化划分为板内裂谷期（750 Ma）、持续扩张期（730～600 Ma）、洋陆俯冲期（580～560 Ma）、俯冲碰撞期（550～540 Ma）及碰撞晚期（530～460 Ma）5个阶段。造山带内赋存大量的铀矿资源,主要形成于510～490 Ma,其成因与碰撞晚期构造及岩浆活动密切相关,成矿专属性特征明显。根据对现有资料的分析及总结,笔者认为富U的前达马拉基底是白岗岩型铀矿成矿物质的主要来源,成矿母岩浆是同化混染与分离结晶共同作用的结果,构造活动为富U岩浆的侵位及富集沉淀提供有利场所。     

基于概念模型的麦田土壤水分动态模拟研究

农田土壤水分模拟是农业用水管理的重要依据。以根区土体水量平衡方程为依据,考虑根区下界面水分通量,构建了农田土壤水分变化模拟模型,该模型由作物蒸散量模型、根区下界面水分通量模型以及水量平衡方程等组成。采用山西水利职业技术学院试验基地2007年和2008年2个年度冬小麦试验资料,确定了模型参数。结果表明,土壤储水量模拟计算值与实测值有较好的一致性,其相关系数达到0.9555;F检验结果达到极显著水平,所建立的麦田土壤水分动态模型可用于作物蒸散量、根区下界面水分通量和田间土壤水分的模拟计算;计算精度平均达到3%～11%。表明该模型可较好地描述农田士壤水分转化过程。     

2016年夏季南海海盆水体颗粒物粒径分布特征*

颗粒物粒径分布(Particle Size Distribution, PSD)代表了颗粒物浓度与颗粒物粒径之间的关系, 影响着海洋生态环境和水体光学特性等。文章基于2016年夏季航次调查的生物光学剖面数据, 研究了南海海盆海域PSD的分布特征。研究发现, 幂律函数可以较好地拟合南海海盆区域的PSD, 对数空间中的实测的PSD与模拟的PSD平均决定系数高达0.95。PSD斜率(ξ)的分布范围为[1.27, 7.65], 均值为3.93±0.56。南海海盆区域表层水体的ξ均值与全球大洋表层水体的ξ均值相近, 但高于海湾等表层水体的ξ均值。ξ能较好地表征颗粒物平均粒径D_A的大小, 两者存在明显负相关关系, 即ξ值越高, D_A越小; 反之, D_A越大。通过分析T1断面的生物光学剖面数据及总体平均的PSD剖面数据, 发现PSD剖面分布特征如下: 1)表层水体的ξ值相对较高, 且D_A值相对较低, 推测可能是由于微微型藻类为主导颗粒物所致; 2) ξ值极小值层出现在次表层叶绿素浓度极大值层(Subsurface Chlorophyll Maximum Layer, SCML)中, 并伴随D_A极大值层的出现, 其原因可能是SCML中的大粒径浮游植物占比显著增加; 3)弱光层中的ξ值较SCML中的高, 但略低于表层的ξ值, 而D_A则位于表层与SCML的D_A之间, 这可能与浮游植物及其碎屑的絮凝、分解、沉降等过程相关。PSD特征影响着海水的固有光学特性, 分析发现: 由于SCML中的叶绿素浓度增加, 颗粒物散射系数(b_p(532))和颗粒物后向散射系数(b_bp(532))也相应呈现显著增加的趋势。弱光层中的平均b_p(532)与平均b_bp(532)最小。ξ与颗粒物衰减光谱斜率之间呈高分散性, Boss 等(2001b)的模型适合用于粗略估算区域性的ξ分布范围及均值。     

Conditional curvilinear stochastic simulation using pixel-based algorithms

In geology, structures displaying differing local directions of continuity are widespread, a typical example being a flusial depositional system. Conventional pixel-based geostatistical algorithms, may fail to reproduce such curvilinear structures. Conversely, object-based algorithms can reproduce curvilinear shapes but are difficult to condition to dense local data. Local depositional directions as obtained from dipmeter data. 3D seismic data, and geological interpretation represent critical information. An improved pixel-based geostatistical algorithm is proposed to account for such directional information. Case studies demonstrate the potential and limitations of the algorithm.     

复杂地形下北京一次局地雷暴新生和增强机制初探

利用变分多普勒雷达分析系统, 结合多普勒雷达观测、 地面自动站、 风廓线仪、 加密探空等非常规观测资料, 对北京地区2011年8月9日局地雷暴的新生和增强机制进行了较精细的分析。结果表明: 该过程是一次发生在弱垂直风切变环境下的局地强对流雷暴大风过程, 环境场有较强的不稳定能量(CAPE达2 798 J·㎏^-1), 地面高比湿带(＞20 g·kg^-1)在山前聚集, 城区西部山前存在一较强γ中尺度热辐合中心, 前期大气环境条件十分有利于对流发生发展; 上游移进北京的强雷暴受地形强迫作用影响, 其产生的冷池出流被抬高, 冷空气叠加在地面γ中尺度热辐合中心之上, 使山前局地大气层结更不稳定, 另一方面, 强冷池出流产生的边界层高层偏北风与近地面弱的偏南风构成有利于对流新生的垂直风切变, 地面热辐合中心、 边界层热力和动力不稳定的增强共同作用是局地雷暴新生的主要机制; 上游冷池出流边界(阵风锋)伴有的强温度梯度和边界层辐合上升运动是原有局地新生雷暴显著增强的主要原因; 多单体雷暴相互碰撞合并产生的辐合上升运动是局地雷暴得以持续的关键因素。     

实施低碳水泥标准的影响及协同减排效果分析

采用MAP-CGE模型,模拟了我国水泥行业实施低碳水泥标准对不同生产工艺产出、能耗及污染排放的影响,测算了对其边际减排成本和均衡价格的影响,分析了对不同污染物的协同减排效果。模拟结果表明：实施低碳水泥标准有利于水泥生产工艺的升级换代,并有助于水泥行业节能减排;在现有技术水平下,水泥行业在减排1 t CO2的同时将带来约1.17 kg的SO2减排量和4.44 kg的NOx减排量;实施低碳水泥标准对于水泥行业控制NOx排放很有利;但水泥行业也需承担减排成本并导致其均衡价格的小幅上升。     

内蒙古东乌旗沙麦钨矿床的成矿时代

内蒙古东乌旗沙麦钨矿位于贺根山断裂带以北的兴蒙造山系二连-东乌旗弧盆带内,为岩浆期后高温热液黑钨矿石英脉型矿床。采用黑钨矿Sm-Nd同位素分析获得黑钨矿的形成年龄为137.9±1.7Ma,采用TIMS锆石U-Pb同位素定年获得赋矿黑云母花岗岩的形成年龄为139.1±0.93Ma,据此提出,沙麦钨矿床的形成时代为燕山晚期,这与区域上大兴安岭西坡主要金属矿床的形成年龄数据相吻合。黑钨矿的初始ε_(Nd)值为正值,与中亚造山带内大量花岗岩的εNd值均为正值的特点相一致,表明其来源于亏损地幔源。     

西北地区县域脆弱性时空格局演变

人地耦合系统的脆弱性研究作为未来地理科学的十大科学研究命题之一,已成为人地关系和区域可持续发展研究的重要领域。本文以西北地区316个县(市)为研究单元,以2003、2008和2013年社会经济统计数据、气象数据、遥感影像数据和空间矢量数据为基础,综合运用模糊层次分析和变异系数分析等方法,构建西北地区人地系统脆弱性评价模型并说明其时空演化过程。研究表明：①西北地区县域脆弱性指数整体呈现北低南高、东低西高的格局。大中型城市对周边区域产生显著的影响并已形成以自身为核心的低脆弱圈层,各低脆弱圈层逐渐关联形成大范围的低脆弱片区;②4个子系统的脆弱性水平分别表现出一定的地域分异格局,社会子系统和经济子系统脆弱性的空间集聚特征明显且变化显著,资源环境子系统和政策子系统脆弱性则趋于碎片化且相对稳定;③西北地区人地系统脆弱性的空间差异度呈缓慢增大趋势,社会脆弱性差异度的变化趋势为先增加后下降,经济脆弱性与资源环境脆弱性差异度均表现出持续下降的态势,政策扶持性在地区间的差异较大且整体格局稳定;④在政策的引导和扶持下,资源开发促使经济发展、环境质量和人类福祉发生转变,最终影响社会发展水平和社会的稳定程度,而社会的发展和稳定又反作用于经济发展、环境质量、资源开发和政策制定。本文以“脆弱性”的视角解构西北地区人地系统时空动态变化过程,为西北地区社会经济发展提供理论方法参考和实践应用借鉴。     

Simulation of T-bar penetration in soft clay with adhesive contact

Abstract

To model the deep penetration process of T-bar in soft clay, an adhesive contact algorithm was developed in conjunction with the Coupled Eulerian–Lagrangian approach with consideration of the effect of strain softening. Numerical results show the simulated penetration resistance agrees well with the previous centrifuge experimental data. The failure mechanisms of the clay around the T-bar can be divided into three stages, including shallow penetration stage with global failure mechanism, partially and fully back-flow stages with local failure mechanism. Fluctuations of the penetration resistance can be explained by the formation and evolution of shear bands around the T-bar. Newly formed shear bands would intersect the previously formed shear bands in the partially back-flow stage, which results in the formation of “ear-shaped” areas rotating anticlockwise around the T-bar. The evolution of shear bands would form a similar fabric structure in the fully back-flow stage.     

煤中铀的赋存分布及其在利用过程中的迁移特征

煤炭与铀两种资源在空间配置和成矿上有关联性,其合理开发利用及污染控制是我国国民经济和社会持续发展的重大需求。基于大量文献调研及前期研究成果,探讨了铀在煤中赋存分布及其在洗选、燃烧、淋滤过程中的迁移特征,取得一些认识：①煤中铀的富集成矿与成煤大地构造演化相关联,西南富铀煤主要与峨眉山玄武岩及断裂构造有关;西北富铀煤一般分布在拗陷和断拗陷盆地开阔地带一侧并与上覆砂岩型铀矿有关。②煤中铀主要与煤中有机质（主要是腐殖酸）结合,富铀煤中铀可以微细粒含铀矿物形式存在,并与有机硫、硫化物紧密共生,故在选煤过程中,无论重选还是浮选,其洗选脱除率均不高（最高为68.3%）,部分煤浮选时铀甚至富集到精煤中;在煤燃烧过程中,铀或多或少都会以气相形式挥发到大气中。③富铀煤一般也同时富集V、Mo、Se、Re、Cr等高价态变价元素,这与有机体深埋分解造成的强还原环境有关,对于那些不变价元素如Sc、Y、La等的沉淀富集主要与腐殖酸形成的酸化条件有关;这些共生组合元素,在富铀煤的分选及煤矸石的淋滤过程中表现出一致的迁移行为。④电厂燃煤过程中铀主要富集（呈数量级的增加）到飞灰和底灰中,粉煤灰中铀淋出浓度一般随淋滤液pH的增加呈降低趋势,其萃取率随灰化温度的升高呈现降低趋势。研究结果为铀资源利用和环境污染控制提供参考和依据。